5321字开题报告低功耗便携式射频识别阅读器软硬件的设计与实现

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5321 字开题报告低功耗便携式射频识别阅读器

软硬件的设计与实现

论文概述：

“本文为电子科学论文开题报告范文，以低功耗便携式 RFID ”阅读器的软硬件设计与实现为例

介绍了电子科学论文开题报告的写作方法。

论文正文：

低功耗便携式射频识别阅读器软硬件的设计与实现

开幕报告

内容

一、选题背景

二. 研究的目的和意义

第三，本研究涉及的主要理论

第四，本文的主要内容和研究框架

(一) 本研究的主要内容

(2) 本文的研究框架

五、写作大纲

六、本文的研究进展

七、读过的文学作品

一、选题背景

射频识别技术产生于 20 世纪 40 年代，雷达技术催生了射频识别技术的理论。1948 年，哈里·

斯托克南(Harry Stockinan)发表了文章《使用事件功率通信》，奠定了射频识别技术的理论基

础。20 世纪 50 年代是射频识别技术的探索阶段。远程信号中继器的发明进一步扩大了远程识

别系统的范围。然而，由于相关技术和理论的不完善，射频识别技术主要在实验室进行。20 世

纪60 年代，射频识别技术开始受到越来越多的关注，一些简单的射频识别应用出现在日常生

活中。例如，在早期的 1位电子标签射频识别系统中，电子标签不需要电池，而是简单地附着

在物品上。一旦它接近识别装置的读写器，就会发出警报。20 世纪 70 年代是射频识别应用技

术的发展时期。随着技术理论的不断进步，射频识别技术已经应用于交通、安全、医疗等相关

领域，尤其是集成电路技术的发展。基于集成电路芯片的射频识别系统已经推出，射频识别技

术的成本大大降低，产品研发正处于大发展时期。20 世纪 80 年代是射频识别技术应用的成熟

期。商业化的需求导致了射频识别技术的各种大规模应用，其中道路电子收费系统是应用最广

泛的技术。同时，射频识别门禁系统也越来越完善。20 世纪 90 年代见证了射频识别技术的快

速发展。美国高速公路充分利用射频识别技术实现不停车收费。射频识别技术也出现在城市系

统中。公共交通系统开始使用非接触式集成电路卡刷卡，学校和公司出现了非接触式集成电路

刷卡消费。随着射频识别应用的扩展，为了使各个领域的射频识别系统和设备兼容，人们意识

到应该建立一套完整的射频识别国际标准协议。许多国家和组织开始制定一系列相关标准，极

大地推动了射频识别技术的快速发展。非接触式集成电路卡近年来在中国发展非常迅速，产品

种类繁多，应用广泛。我国大中型城市已经在城市智能卡、电子收费和零售中广泛使用射频识

别技术。非接触式集成电路读卡器有很多种类型。大多数产品使用 51、PIC 或AVR 系列单片

机。这些类型的单片机性能稳定，许多产品易于开发，是一个很好的选择。然而，当没有电源

或使用电源不方便时，需要电池电源，并且由于产品体积的限制，许多电源由钮扣电池提供。

在这种情况下，系统的功耗需要尽可能低。单片机的选择应具有低功耗的特点，并应支持睡眠

模式。

二. 研究的目的和意义

射频识别技术有着悠久的应用历史。早在伊拉克战争时期，射频识别技术就被充分利用和测

试，使得战略物资得到精确配置。如今，随着电子信息技术的飞速发展，射频识别技术在各行

各业有着丰富的应用实例。射频识别技术不仅仅限于金融领域，未来还将在智能家电、交通、

旅游、医疗等行业推广。随着它越来越贴近人们的生活，将会开发出更丰富的应用程序，甚至

取代一些传统行业。射频识别技术具有方便、轻便、可穿透和高存储容量的特点，使得该技术

在传统产业和新兴产业都有广阔的市场和应用领域。想象一个场景，未来你走在一个陌生城市

的大街小巷。你穿过具有独特特征的建筑，穿过具有独特特征的小房子。你特别想知道这个城

市的一切。你拿起一个阅读器，扫走附着在建筑物上的射频识别标签。建筑物的一切都将显示

在你的终端设备上，让你对这个城市有更深的印象。另一个例子是，当你来到龙门石窟，一个

有着悠久历史的旅游胜地，从头到尾一个个看着外形相似的佛像。也许当你离开大门时，你会

忘记大多数佛像是什么样子。也许你对了解这些佛像感兴趣，但毕竟景区的导游是有限的，导

游周围的人群可能听不清楚。如果每个人在进入景区前都发出射频阅读器，并在每尊佛像旁边

贴上射频识别标签，如果游客对哪尊佛像感兴趣，他们会扫描射频标签，所有关于佛像的信息

都会显示给游客。另一个例子是花展和园游会，它们越来越受到普通人的关注。随着生活水平

的提高，越来越多的人参观这些展览。然而，对大多数人来说，他们对各种展品的信息知之甚

少。然而，由于空在展览公园或展厅的限制，不可能详细解释每个展览。即使有可能，对于几

个或者甚至十几个人来说，通过使用电子显示屏同时查看电子屏幕上的信息也是不方便的。此

外，每个人的阅读习惯都不一样，不能取得好的效果。如果每个进入展览区的参观者都有一个

小型便携式阅读器，这个展览的信息将得到很好的传播。像这样的应用还有很多，比如博物

馆、大型图书馆和大型展览。未来的世界是一个非接触的世界。随着物联网在我国的蓬勃发

展，我相信在不久的将来物联网将融入我们的生活。我们将通过信息感知和掌握世界。射频识

别作为物联网最基本的环节，也将有很大的发展并进入我们的生活。本课题的研究是设计一种

超低功耗的便携式射频读卡器，通过它可以用射频识别目标对象，收集数据，然后以一定的方

式通知用户。据信，在不久的将来，射频技术将取代条形码、二维码等识别技术成为人们的日

常需求。该产品甚至可以嵌入手机等移动终端，收集数据后通过手机系统显示出来，使人们的

日常生活更加方便和丰富。

第三，本研究涉及的主要理论

射频识别的通信都是数字通信，一般的射频识别通信距离在lOm 内。射频识别通信可以根据阅

读器和标签之间的通信距离进行分类。对于几米以上的长距离通信，微带天线用于向标签发射

电磁波，而电磁耦合用于短距离通信。读取器和标签之间通信的本质是根据电磁场强度的变化

来传输信息。根据标签和阅读器的能量传输方式，它们的通信方式可以具体分为感应称重、电

磁反向散射耦合、紧密耦合和电耦合。(1)紧密称重:紧密耦合的通信距离为0.1 厘米-1 厘米。读

取器和电子标签必须紧密地相互连接以进行通信。读取器和标签的通信原理类似于变压器。由

于读取器和标签紧密连接，它们之间的通信磁场将相对较大，这不太适合来自外部的通信干

扰。然而，缺点是它们在交流时必须紧密相连，不能克服障碍，使用也不太方便。因此，这种

射频识别技术很少使用。(2)电磁反向散射亲和力:使用反向散射亲和力的射频识别系统通常具

有大于 10 米的通信距离，该通信距离通常可以达到 10 米[i4]。通信原理与雷达相似。天线通常

使用定向天线，如贴片天线，通过天线发射电磁波。电磁波在击中标签时会反射回来，并带回

标签信息。反向散射亲和力的工作频率通常很高，通常为 900 兆赫、2.4 兆赫、5.8 兆赫等。(3)

感应亲和力:本文讨论的标签是恩智浦公司生产的 Mifare 逻辑加密卡。它是一个无源转发器，

提供来自阅读器的所有能量。与读取器的通信模式是感应称重模式。有效通信距离为1-lOcm，

工作频率为 13.56MHz 。

我们在生活中接触到的射频识别系统基本上是 13.56 兆赫系统，使用感应称重通信。其通信距

离一般约为5厘米，不仅能很好地感知卡，还能防止对长途卡的误感知。感应原理类似于紧凑

称重原理。读取器和标签的线圈也类似于变压器的初级线圈和次级线圈。卡在其磁场中是通过

阅读器发出的 13.56 兆赫电磁波找到的。卡的内部线圈形成一个液晶振荡电路。振荡电路谐振

频率为 13.56 兆赫，能量从读卡器传输到卡上。当标签靠近读取器时，读取器的天线和标签的

天线协作在标签上产生感应电压。集成电路卡的整流电路将把读取器磁场感应的感应电流整流

成芯片可以使用的 DC 电流。由于感应称重和变压器称重的原理相似，读取器和标签之间的功

率传输效率与工作频率 f、应答器线圈的数量 n、标签线圈包围的面积a以及读取器和标签感测

的角度和距离成比例。通过计算，我们可以得出这样的结论:标签能够感应到的磁场强度在远

离阅读器磁场的过程中呈下降趋势。在 X/2Jt 距离内，磁场强度迅速下降，约60dB/；10 个八

度，磁场在X/2II 下降到 20dB/10 个八度。因此，可以看出电磁波的波长越长，读取器天线周

围磁场的减小越慢，读取器和电子标签之间的电磁称重越有利。

第四，本文的主要内容和研究框架

(一) 本研究的主要内容

随着电子产品的不断创新，人们越来越关注电子产品的舒适性和便携性。轻量级便携式智能可

穿戴设备将成为未来的发展方向。便携式阅读器已经在物流、物品检测等领域得到应用。随着

射频识别技术的发展，标签产品越来越多。在各种环境中交换标签信息时，通常需要低功耗的

小型便携式阅读器。例如，当便携式阅读器需要在水中、沙漠和固定标签中移动时，便携式阅

读器将是唯一的选择。因此，便携式、低功耗、小型射频识别阅读器是本文的研究内容。

本文的主要研究内容包括:1 .学习相关理论知识:nisp430 C 语言编程、非接触式 IS014443 协议、

智能卡技术、射频射频射频识别相关技术、Altium 设计师原理图设计和印刷电路板设

计、HFSS 天线仿真等。2.硬件电路设计:包括 msp430 外围应用电路设计、rc522 模块外围匹配

滤波电路设计、天线电路设计、有机发光二极管驱动电路设计和电源电路设计。3.软件设

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摘要：

5321字开题报告低功耗便携式射频识别阅读器软硬件的设计与实现论文概述：“本文为电子科学论文开题报告范文，以低功耗便携式RFID”阅读器的软硬件设计与实现为例介绍了电子科学论文开题报告的写作方法。论文正文：低功耗便携式射频识别阅读器软硬件的设计与实现开幕报告内容一、选题背景二.研究的目的和意义第三，本研究涉及的主要理论第四，本文的主要内容和研究框架(一)本研究的主要内容(2)本文的研究框架五、写作大纲六、本文的研究进展七、读过的文学作品一、选题背景射频识别技术产生于20世纪40年代，雷达技术催生了射频识别技术的理论。1948年，哈里·斯托克南(HarryStockinan)发表了文章《使用事件...

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