射频技术原理

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基于MES的散杂货港口物流管理系统的研究

物流09301班 曹鲁鲁

作为现代物流条链上的重要节点，港口既是货物运输系统的集散站又是转换货物运输的缓冲池，港口作为海陆运输的枢纽，是水路、公路、铁路、管道四大运输方式的结合点。目前大多数港口已由以货物装卸为主要功能的第一代港口、以推动临港工业为主要功能的第二代港口，发展为以综合物流为主要功能的第三代港口。伴随着世界经济化的发展，以及港口规模的不断扩大，港口企业势必要完善港口物流，提高作业专业化程度，降低港口装卸成本。港口装卸企业只有拥有优质的服务、低廉的价格，才能在市场竞争中立于不败之地，在生存中得以发展。

港口作为各种货物的集散地，汇集了泊位、库场、人员、设备、船舶、车辆、货物等的大量的信息资源。完善的港口信息化建设尤为重要。目前许多港口企业都认识到了信息化建设的重要性，并采取了很多措施，也取得了不少成效。但总体看来，目前还没有形成一种完整的港口企业信息化解决方案，港口行业信息化建设的步伐明显落后于其他许多行业。

本文根据散杂货港口物流管理的现状，结合MES主要负责生产管理和调度控制的优点，提出了基于MES的散杂货港口物流管理系统解决方案。

散杂货港口物流业务特点

散货码头主要负责散货运输，涉及的货物种类繁多，主要有冻鱼类、建材类、钢材类、化工类、粮油类、危险品类、木材类、其他杂类等。

散杂货港口职能部门一般由商务部、生产调度部、机械作业部、劳务部和仓储部等组成。商务部主要负责与客户物流作业合同的签订以及合同履行后的计费工作；生产调度部根据作业合同和港口各类资源，制定和调整生产计划，将生产指令发布给作业部门，指挥现场作业，处理现场作业的变动和调整，记录生产过程中的理货信息；机械作业部负责机械管理和机械作业；劳务部门主要提供劳务服务；仓储部门主要负责货物的保管，进出库管理等。

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在读写器的响应范围之外，非接触式IC卡处于无源状态。通常，非接触式IC卡没有自己的供电电源(电池)，只是在读写器响应范围之内，卡才是有源的，卡所需要的能量以及时钟脉冲、数据，都是通过耦合单元的电磁耦合作用传输给卡的。

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非接触式IC卡的制造工艺是在四层PVC薄膜(两层嵌入薄膜和两层覆盖薄膜)之间粘合一个非接触式IC卡模块及耦合元件而构成的。 其中，耦合元件一般为电磁感应天线线圈，起电感耦合作用。将设计成线圈状的天线安放在承载薄膜的上面，且用适当的连接技术将其与芯片模块连接在一起。天线的制造主要采用以下四种方法：绕制工艺、布线工艺、丝网印刷工艺和蚀刻工艺。非接触式IC卡的薄膜结构如图所示。

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典型的非接触式IC卡读写器(也称为“阅读器”)包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及与卡连接的耦合元件，如图3.4所示。由高频模块和耦合元件发送电磁场，以提供非接触式IC卡所需要的工作能量以及发送数据给卡，同时接收来自卡的数据。此外，大多数非接触式IC卡读写器都配有上传接口，以便将所获取的数据上传给另外的系统(个人计算机、机器人控制装置等)。

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相对于接触式IC卡，非接触式IC卡需要解决的问题主要有以下三个方面：

(1) 非接触式IC卡如何取得工作电压。

(2) 读写器与IC卡之间如何交换信息。

(3) 防冲突问题：多张卡同时进入读写器发射的能量区域(即发生冲突)时如何对卡逐一进行处理。

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非接触式IC卡在卡的表面上无触点，IC卡与读写器之间通过无线方式(即发射和接收电磁波)进行通信，因此非接触式IC卡的使用依赖于射频识别(RFD)技术的发展，故又将非接触式IC卡称为射频卡(RFC)。典型的射频识别系统由应答器和寻呼器组成，非接触式IC卡的读写器就是寻呼器，而卡则是应答器。

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读写器和IC卡之间的工作关系如下： (1) 读写器发射激励信号(一组固定频率的电磁波)。

编辑本段射频通信体系结构频率介绍

在整个射频通信中，主要包含以下几种频率：传输频率、接收频率、中频和基带频率。基带频率是用来调制数据的信号频率。而真正的传输频率则比基带频率高很多，一般的频谱范围是500MHz到38GHz，数据信号也是在此高频下进行传输的。一般来说，射频系统具有非常强大的传输调制信号的功能，即使在有干扰信号和阻断信号[z2] 的情况下，该系统也可以做到以最高的质量发送并且以最好的灵敏度接收调制信号。阻断信号主要有两种：带内阻断信号和带外阻断信号。带外阻断信号是指分布在信号频谱之外的无关信号，例如由其它无线传输技术产生的数据信号。带内阻断信号则分布在我们感兴趣的信号频谱之内，例如由相同的无线传输技术在其它终端产生的数据信号。对于无线通信而言，要成功地实现射频接收功能，必须要过滤掉这两种阻断信号。 中频多被用来作为传输/接受频率和基带频率的过渡，而这种传输方式正是超外差结构的基础。一般而言，带外阻断信号可以被天线自带的滤波器过滤掉。而中频的存在使我们有机会在信号被混合到基带频率并做数字处理之前将带内阻断信号滤除。另一方面，在发送端，中频常被用来滤除所有从基带转换到中频这个过程中可能产生的伪数据和噪声。

采用超外差结构的另外一种实现方法是利用中频采样来减少信号链上的器件个数。这种方法选择在中频对信号进行采样，而不是在采样前先将信号混合到基带。在第一种超外差结构中，从中频到基带的转换过程需要以下器件：本机锁相环、智能解调器（混频器）和双向ADC（模拟-数字转换器）。如果选择在中频进行采样，那这三个器件可以用一个高性能的ADC来代替。这不仅可以降低信号链的复杂程度，还可以提高信号解调的质量。

但是，如果在下行基带转换器里应用高质量智能解调器，也能得到非常好的通信效果。如果能使本机锁相环和射频器件的漏电足够小，基带的直流失调便可最小化。现在，许多智能解调器都使用了直流失调补偿环路来进一步减小甚至最终消除直流失调。除此之外，解调器的相位分离功能可以做到非常准确的90度的相位分离，这将确保信号解调时，误差向量的值不会变坏或者只是变坏一点。最后，如果我们在使用智能解调器的同时，使用一个具有低相位噪声的锁相环，将会确保基带输出信号的低噪声，并且因此获得一个好的位错误率(BER)。

射频技术的基本原理和应用

1. 引言

射频技术（Radio Frequency，简称RF）是一种用于对无线电频率范围内的信号进行传输和处理的技术。射频技术广泛应用于无线通信、雷达系统、无线电频谱测量和信号处理等领域。本文将介绍射频技术的基本原理以及在各个领域中的应用。

2. 射频技术的基本原理

射频技术的基本原理包括信号传输、调制解调和射频功率放大。下面将逐步介绍这些基本原理。

2.1 信号传输

射频技术中的信号传输是指将信息从一个地方传输到另一个地方，通常通过无线电波进行传输。这种传输可以是单向的，也可以是双向的。在信号传输过程中，常见的模拟调制技术包括频移键控（Frequency Shift Keying，简称FSK）、相移键控（Phase Shift Keying，简称PSK）和振幅调制（Amplitude Modulation，简称AM）。而数字调制技术则包括调幅键控（Amplitude Shift Keying，简称ASK）、频率键控（Frequency Shift Keying，简称FSK）和相位键控（Phase Shift Keying，简称PSK）等。

2.2 调制解调

调制解调是指将信号转换为适合于传输和接收的形式。调制是指将基带信号叠加到载波信号上，以便将信号传输到目标设备。解调则是指将接收到的信号从载波信号中分离出来，并恢复原始信息。常见的调制解调技术包括调幅和调频。

2.3 射频功率放大

射频功率放大是指将射频信号的功率放大到适合于传输和接收的水平。射频功率放大器通常用于增强信号的强度，以便在大范围内传输数据。射频功率放大器可以是线性功率放大器（Linear Power Amplifier，简称LPA）或非线性功率放大器（Non-Linear Power Amplifier，简称NLPA）。

3. 射频技术的应用

3.1 无线通信

射频技术在无线通信中得到广泛应用，包括手机通信、无线局域网（Wireless