超高频RFID无源读写器的硬件设计与实现

实验四 UHF特高频RFID实验一、实验目的1.1 掌握UHF特高频通讯原理1.2 掌握UHF特高频通讯协议1.3 掌握读卡器操作流程1.4 了解UHF特高频应用二、实验设备硬件：RFID实验箱套件，电脑等。

软件：Keil。

三、实验原理3.1特高频RIFD系统典型的特高频UHF（Ultra-High Frequency）RFID系统包括阅读器（Reader）和电子标签（Tag，也称应答器Responder）。

其结构示意图如下图4.1所示。

工作步骤如下：阅读器发射电磁波到标签；标签从电磁波中提取工作所需要的能量；标签使用内部集成电路芯片存储的数据调制并反向散射一部分电磁波到阅读器；阅读器接收反向散射电磁波信号并解调以获得标签的数据信息。

电子标签通过反向散射调制技术给读写器发送信息。

反向散射技术是一种无源RFID电子标签将数据发回读写器时所采用的通信方式。

根据要发送的数据的不同，通过控制电子标签的天线阻抗，使得反射的载波幅度产生微小的变化，这样反射的回波就携带了所需的传送数据。

控制电子标签天线阻抗的方法有很多，都是基于一种称为“阻抗开关”的方法，即通过数据变化来控制负载电阻的接通和断开，那么这些数据就能够从标签传输到读写器。

读写器天线 Tag图 4.1 RFID系统结构示意图3.2电子标签存储结构特高频标签的工作频率在860MHz〜960MHz之间，可分为有源标签与无源标签两类。

工作时，射频标签位于阅读器天线辐射场的远场区内，标签与阅读器之间的耦合方式为电磁耦合方式。

阅读器天线辐射场为无源标签提供射频能量，将无源标签唤醒。

目前UHF频段的标签芯片制造商主要有Alien、IMPINJ、TI、NXP、STM等，标签制造商通过设计天线并制作封装而生产出标签。

标签的封装是各种各样，下图4.2是几种标签的外形。

不同厂商的标签天线规格不同，同时天线的谐振频率点也不完全相同，这样当使用固定频点的读写器读一类标签时的效果很好，而读另一类标签的效果却会很差。

900MHzRFID读写器研究与实现的开题报告题目：900MHz RFID读写器研究与实现一、选题背景随着物联网技术的不断发展和普及，RFID技术也得到了广泛的应用和发展。

RFID技术是一种无线通信技术，能够实现对物品的追踪、识别和管理。

而900MHz RFID技术可以在更远距离、更高速度、更复杂环境下实现对物品的追踪和管理，具有更大的潜力和应用前景。

因此，本课题以900MHz RFID技术为研究对象，旨在研究和实现一种基于900MHz RFID技术的读写器，为物联网技术的推广和应用做出贡献。

二、研究内容和目标1. 研究900MHz RFID技术的基本原理和特点。

2. 研究900MHz RFID读写器的工作原理和实现方式。

3. 设计和实现一种基于900MHz RFID技术的读写器，包括硬件和软件设计。

4. 对研制的读写器进行测试和评估，比较其与现有读写器的性能差异。

5. 提出优化和改进措施，为进一步完善900MHz RFID技术的应用和推广提供参考。

三、研究方法和技术路线1. 研究900MHz RFID技术的基本原理和特点，包括频率调制、信号传输、天线设计等方面，通过文献资料和实验方法进行研究。

2. 研究900MHz RFID读写器的工作原理和实现方式，包括读写器的硬件、软件和算法设计，通过仿真和实验方法进行验证。

3. 设计和实现一种基于900MHz RFID技术的读写器，包括电路设计、PCB设计、编程等方面，通过仿真、实验和测试方法进行验证。

4. 对研制的读写器进行测试和评估，包括性能测试、系统集成测试等方面，比较其与现有读写器的性能差异。

5. 提出优化和改进措施，包括硬件和软件方面的改进，为进一步完善900MHz RFID技术的应用和推广提供参考。

四、预期成果1. 研究900MHz RFID技术的基本原理和特点，深入了解该技术的特点和应用范围。

2. 研究900MHz RFID读写器的工作原理和实现方式，了解读写器的硬件、软件和算法设计。

rfid硬件课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解RFID技术的基本原理，掌握RFID系统的构成及各部分功能。

2. 学会分析RFID技术在物联网中的应用场景，了解其在不同行业的应用案例。

3. 掌握RFID硬件设备的选型方法，能够根据实际需求选择合适的RFID设备。

技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的RFID硬件系统，并进行调试与优化。

2. 学会使用相关软件工具对RFID硬件设备进行配置和管理。

3. 培养学生的动手实践能力，提高他们解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对物联网技术及RFID硬件的兴趣，激发他们探索新技术的好奇心。

2. 培养学生的团队协作精神，提高他们在项目实践中的沟通与协作能力。

3. 强化学生的信息安全意识，让他们认识到RFID技术在应用过程中应注意保护个人隐私。

本课程针对高年级学生，课程性质为实践性较强的专业课程。

结合学生特点，课程目标注重知识与实践相结合，培养学生具备实际操作能力。

在教学要求方面，强调理论联系实际，注重培养学生的动手实践能力和团队协作精神。

通过本课程的学习，使学生能够掌握RFID硬件知识，为从事物联网相关领域工作打下坚实基础。

二、教学内容1. RFID技术概述：介绍RFID技术的基本原理、发展历程，RFID系统的构成及工作流程。

- 教材章节：第一章 RFID技术基础- 内容列举：1.1 RFID基本原理；1.2 RFID系统构成；1.3 RFID发展历程。

2. RFID硬件设备：分析RFID硬件设备类型、性能参数，以及选型方法。

- 教材章节：第二章 RFID硬件设备- 内容列举：2.1 RFID设备类型；2.2 RFID设备性能参数；2.3 RFID设备选型方法。

3. RFID技术在物联网中的应用：探讨RFID技术在物联网中的应用场景，分析不同行业中的应用案例。

- 教材章节：第三章 RFID应用与案例分析- 内容列举：3.1 RFID在物联网中的应用场景；3.2 行业应用案例分析。

rfid 读写器技术参数RFID读写器是一种能够通过无线电频率识别标签并读取或写入数据的设备。

它使用射频识别（RFID）技术，可以实现物联网应用中的自动识别和数据采集功能。

RFID读写器具有多种技术参数，包括工作频率、读写距离、读写速度、接口类型等，下面将对这些参数进行详细介绍。

首先是工作频率，RFID读写器的工作频率通常分为低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）和超高频（SHF）四种。

低频通常在125 kHz到134 kHz之间，高频通常在13.56 MHz，超高频通常在860 MHz到960 MHz，而超高频通常在2.4 GHz到2.5 GHz 之间。

其次是读写距离，即RFID读写器与标签之间的最大通信距离。

读写距离的大小与读写器的功率、天线设计、标签类型等因素有关。

一般来说，低频RFID读写器的读写距离较短，通常在几厘米到几十厘米之间；而高频和超高频RFID读写器的读写距离较远，可以达到几米甚至更远。

第三是读写速度，即RFID读写器与标签之间的数据传输速率。

读写速度的快慢取决于读写器的处理能力以及标签的存储容量和通信协议等因素。

一般来说，高频和超高频RFID读写器的读写速度较快，可以达到几十个标签每秒的读写速率。

接下来是接口类型，即RFID读写器与其他设备之间进行数据交互的接口。

常见的接口类型包括串口（RS232、RS485）、USB、以太网等。

不同的接口类型适用于不同的设备和应用场景，可以满足不同的数据传输需求。

RFID读写器还具有其他一些常见的技术参数，如功耗、工作温度、防护等级等。

功耗是指读写器在工作时的能耗，通常以瓦特（W）为单位。

工作温度是指读写器能够正常工作的温度范围，不同的读写器有不同的工作温度范围。

防护等级是指读写器的防尘防水能力，常见的防护等级有IP65、IP67等。

RFID读写器是一种重要的物联网设备，具有多种技术参数。

了解这些技术参数可以帮助我们选择合适的读写器，并在实际应用中发挥其最大的作用。

超高频rfid工作原理
超高频RFID工作原理是通过无线电频率来进行信息传输和识
别的技术。

具体原理如下：
1. 标签：超高频RFID系统中，标签是实现信息存储和传输的
关键部件。

每个标签包含一个芯片和一个天线。

芯片上储存着独一无二的标识码以及其他需要传输的数据。

2. 天线：天线是标签与读写器之间进行无线电信号传输的媒介。

当读写器发送电磁信号时，天线将电磁能转换成无线电波，并将其传输给标签。

3. 耦合：当标签的天线接收到读写器发出的电磁信号后，天线中的电磁能会激活芯片。

这个过程叫做耦合。

通过耦合，读写器的电能通过无线电波传输给芯片。

4. 能量和数据传输：标签中的芯片在接收到能量后，使用能量进行自身的运行，同时也可以将数据传输回读写器。

芯片使用回波信号调制的方式将数据传回读写器。

5. 识别：当标签发送出回波信号后，读写器接收到信号，并将其解码。

通过解码处理，读写器可以获取到标签中存储的信息。

总结来说，超高频RFID系统利用无线电频率进行电磁耦合，
实现了无线传输和识别的功能。

这种工作原理使得超高频
RFID技术在许多领域得到了广泛应用，如物流管理、零售业、物品追踪等。

超⾼频RFID读写器读写电⼦标签的详解超⾼频RFID读写器读写电⼦标签的详解本⽂主要针对UHF RFID读标签数据和写标签数据功能，进⾏实现和总结。

在应⽤电⼦标签进⾏系统应⽤前，⽤户需先详细了解UHF电⼦标签的功能、存贮结构以及操作命令。

1、EPC G2 UHF标准的接⼝参数对于每间公司⽣产的符合EPC G2 UHF标准的电⼦标签，其功能和性能均应符合EPC G2UHF相关⽆线接⼝性能的标准。

从⽤户应⽤标签的⾓度来说，我们不需要详细了解该标准的各项参数以及读写器与电⼦标签之间的⽆线通信接⼝的协议。

但对以下参数有⼀个⼤致的了解，对于⽤户应⽤电⼦标签会有较⼤的帮助。

以下为EPC G2 UHF物理接⼝概念以及其简要说明，以帮助⽤户对标准有⼀个了解。

详细说明请参考EPC G2 UHF标准⽂本。

系统介绍EPC系统是⼀个针对电⼦标签应⽤的使⽤规范。

⼀般系统包括有读写器、电⼦标签、天线以及上层应⽤接⼝程序等部份。

每家⼚商提供的产品应符合国家的相关标准，所提供的设备在性能上有不同，但功能会是相似的。

⽆线通信过程读写器向⼀个或⼀个以上的电⼦标签发送访问命令信息，发送⽅式是采⽤⽆线通信的⽅式调制射频载波信号。

标签通过相同的调制射频载波接收功率。

读写器通过发送未调制射频载波和接收由电⼦标签发射（反向散射）的信息来接收电⼦标签中的数据。

⼯作频率：920.125MHz—924.875MHz,20个频道（国家标准）865.7MHz—867.5MHz，4个频道（欧洲标准）902.75MHz—927.25MHz，50个频道（美国标准）等EPC G2 UHF的标准⽂本所规定的⽆线接⼝频率为：860MHz—960MHz，但每个国家在确定⾃⼰的使⽤频率范围时，会根据⾃⼰的情况选择某段频率作为⾃⼰的使⽤频段。

我国⽬前暂订的使⽤频率为：920MHz—925MHz。

⽤户在选⽤电⼦标签和读写器时，应选⽤符合国家标准的电⼦标签及读写器。

⼀般来说，电⼦标签的频率范围较宽，⽽读写器在出⼚时会严格按照国家标准规定的频率来限定。

哈尔滨理工大学毕业设计题目：基于射频卡的电度表控制系统院、系：自动化姓名：隋宇指导教师：钟老师系主任:2012年 5 月RFID卡的设计摘要随着电子信息技术的发展,智能卡已经在我们的生活中随处可见。

射频识别卡正逐渐取代传统的接触式IC卡，成为智能卡领域的新潮流。

研究、开发射频识别卡的读写技术与读写设备，对其推广有着重要的实际意义。

近几年来，非接触式射频卡的高度安全保密性和使用简单等特点，使之在各领域的应用中异军突起，应用前景十分广阔。

与传统的接触式卡相比，利用射频识别技术开发的非接触式识别器，无论在系统寿命、防监听、防解密等性能上都具有很大的优势。

为此，本文给出了利用ATMEGA16、MF-RC500、Mifare卡来构建非接触式读写器。

论文首先详细介绍了射频识别技术的历史、进程、在各行各业的应用及对未来的展望；还介绍了射频识别技术相对与传统技术的优点；提出了毕业设计的内容和论文结构；其次介绍了射频识别系统的工作原理以及所采用的射频芯片和射频卡的内部结构，系统的分析讨论了射频识别技术在各个频段的应用及对比；再次给出了一个实用的设计方案，论述了设计思路以及硬件、软件的设计过程；最后根据仿真结果做出总结论述，并提出了一些尚待解决的问题。

关键词：射频技术，智能卡，应答器，RC500RADIO FRIQUENCY IDENTIFICATION CARDREADER DESIGNABSTRACTWith the rapid development of electronic information technology, smart cards are now very poplar in our life. Radio Frequency Identification (RFID) card is becoming a new fashion in the application field of smart card, replacing the traditional contacting IC card. So it is of great practical significance to study the technology of RFID Card and develop the read and write device of RFID card for its generalization. In the last few years, non-contact radio frequency cards high security secrecy and use simple and so on characteristics, causes it to be sudden appearance in various domains application, the application prospect is very broad. With the traditional contact card compared, using radio frequency recognition technique development non-contact recognizer, regardless in performance and so on system life, against monitor, against decipher has the very big superiority. Therefore, this article gave using ATMEGA16, MF-RC500, the Mifare card has constructed the non-contact reader-writer.First, this article describes the history,the course, the using in the every walk of life and the future of radio frequency identification technology detailedly.And introducing the merit of the radio frequency identification technology relative to the traditional technology,and then bring forward the content and the structure of the graduation project. Second, this article includes the operational principle of the radio frequency identification technology system ,and includes the radio frequency chip and the inner structure of radio card which are used in the radio frequency identification technology system. Afterward, we discuss and analyse the radio frequency identification technology in various bands of the application and contrast. Third, it gives a practical design, as well as ideas on the design process of the software and the hardware. Finally, it shows the conclusion according to the physical production and the final test results and advances some problems which need us to resolve.Key words: RFID，Mifare card，PICC，RC500目录摘要IAbstract II第 1 章绪论- 1 -1.1 射频技术发展及对未来的展望- 1 -1.1.1 物流管理- 2 -1.1.2 商品防伪- 3 -1.1.3 门禁- 3 -1.1.4 军事领域- 3 -1.2 射频设别技术的优点- 4 -1.3 本文工作及论文结构- 4 -RFID系第2 章统方案的工作原理及分析选择- 6 -2.1 工作原理- 6 -2.1.1 射频芯片的内部结构介绍- 7 -2.2 方案分析与选择- 8 -2.2.1 各方案的列举- 8 -2.2.2 各方案的比较讨论- 11 -2.3 芯片选择及介绍- 13 -2.3.1ATMEGA16单片机介绍- 13 -2.3.2MF-RC500介绍- 15 -3．硬件电路设计- 17 -3.1 MF-RC500系统结构- 17 -3.1.1稳压电路- 17 -3.1.2 单片机与RC500连接- 18 -3.2 天线设计- 19 -3.2.1 品质因子计算- 21 -3.3显示电路设计- 23 -3.3.1 显示电路工作原理- 23 -3.3.2LED的工作原理- 24 -4．软件程序部分- 26 -4.1 软件操作流程- 26 -4.1.1 对MF-RC500的操作流程- 26 -4.1.2 对M1卡的操作流程- 27 -4.2 显示电路的软件程序- 28 -4.3 软件程序流程图- 29 -结论30致谢31参考文献321．绪论射频识别技术是近几年发展起来的一项新技术，它整合射频识别以及IC卡技术开发出来的非接触是IC卡技术不仅使用寿命更长，且它的双向通信速率也有了很大的提高。

硬件总体设计方案书项目名称：基于芯片FM17550射频读卡器设计目录硬件总体设计方案书 (4)设计目的 (4)设计要求 (4)设计框图 (4)设计概述 (4)第一章概述 (5)1.1 射频 (5)1.2 无线射频识别技术 (5)1.3 相关国际标准 (5)1.4 射频工作原理 (5)1.5 射频卡 (5)第二章项目设计指标 (6)2.1 项目总体设计指标 (6)2.1.1系统设计方案 (6)2.1.2 功能特性指标 (6)2.1.3 设计项目性能指标 (6)2.1.4 设计项目参数 (6)2.2 项目子系统设计指标 (7)2.2.1 产品子系统组成 (7)2.2.2 模块关系结构 (7)2.2.3 产品子系统说明 (7)2.2.4 模块接口说明 (7)第三章模块总体设计方案 (8)3.1 STM32F103VCT6最小系统电路 (8)3.1.1 BOOTx接口电路 (8)3.1.2 STM32去耦电容 (8)3.2 电源电路 (11)3.2.1 电源指示灯 (12)3.2.2 LDO (14)3.2.3 LDO外部电容的选取 (15)3.3时钟电路 (16)3.5 LED显示电路 (24)3.6 SPI (24)3.7 FM17550 (25)3.7.1 FM17550发射原理 (25)3.7.2 FM17550接收原理 (26)3.7.3 FM17550外部硬件电路 (27)7.8 天线设计 (32)硬件总体设计方案书设计目的基于复旦微电子芯片FM17550实现13.56MHz射频读卡器，同时满足部分L1过检要求。

设计要求实现一般读卡器所需要实现的功能，能将射频卡中的数据完整的读出。

设计框图图1-1 总体设计框图设计概述为降低固件设计的难易程度以及必要的通讯接口，同时考虑到设计时便于与数据的测试，故采用Cortex-M3的ARM内核单片机STM32F103作为设计项目的控制处理器；采用外部5V供电，通过LDO模块将5V电源稳压程3.3V，供给STM32与FM17550，但FM17550的TVDD管脚，仍然采用5V供电，为的是让外部设计的天线场强满足读卡器L1过检时场强的要求。

基于RFID的医用腕带读写器系统的设计与开发在医疗领域，信息的准确性和及时性是至关重要的。

随着科技的进步，一种新型的信息管理工具——基于射频识别（RFID）技术的医用腕带读写器系统，正逐渐成为提升医疗效率和安全性的关键所在。

想象一下，一条细长的河流，流淌着患者信息的活水，而RFID技术则是那架设在河上的水车，它以无线的方式捕捉、传输并处理这些数据。

这种技术的应用，就像是一位细心的园丁，精心照料着每一朵信息的花朵，确保它们准确无误地绽放。

然而，这项技术的引入并非一帆风顺。

我们必须面对的是一片充满挑战的森林：技术的稳定性、数据的隐私保护、以及与现有医疗设备的兼容性等问题，都是需要我们用智慧之斧去砍伐的障碍。

首先，稳定性是RFID系统的生命线。

在紧急情况下，一个不稳定的系统就像是一场突如其来的暴风雨，能够轻易打乱救援的步伐。

因此，设计时必须考虑到各种极端情况，确保系统的稳定运行。

其次，数据的隐私保护是一道坚固的防线。

患者的信息就如同珍贵的宝藏，任何泄露都可能带来不可估量的损失。

因此，加密技术和严格的访问控制成为了守护这份宝藏的金钥匙。

最后，与现有医疗设备的兼容性是一扇需要打开的大门。

只有当RFID系统能够无缝对接现有的医疗设备时，它才能真正发挥出巨大的潜力。

这就像是一场精心编排的交响乐，每一种乐器都必须和谐共鸣，才能奏出美妙的旋律。

在这个过程中，我们需要借助形容词来评价每一个环节。

比如，“精确”的数据录入、“迅速”的信息传递、“严密”的安全措施等，这些形容词不仅突出了情绪和态度，也为我们指明了努力的方向。

展望未来，基于RFID的医用腕带读写器系统将像一位经验丰富的舵手，引领着医疗服务的航船驶向更加高效、安全的彼岸。

但同时，我们也必须保持警惕，不断审视和完善这项技术，以确保它始终沿着正确的轨道前进。

总之，基于RFID的医用腕带读写器系统的设计与开发是一项充满挑战但又极具前景的任务。

只有通过不断的探索和创新，我们才能确保这项技术真正成为医疗服务中的一股清新之流，滋养着每一位患者的健康与安全。

超高频RFID读写器射频电路设计王烁【摘要】RFID是通过射频信号,利用空间耦合实现无接触信息传递、识别的技术,已经被广泛应用在各个行业之中.在这一背景下,文章以超高频RFID读写器射频电路仿真、PCB设计为切入点,深入探究视频电路设计的方式.目的是强化RFID的性能,提高信号传递、识别的准确性,以期为相关人员提供参考.【期刊名称】《无线互联科技》【年(卷),期】2018(015)020【总页数】2页(P59-60)【关键词】超高频;RFID读写器;电路设计【作者】王烁【作者单位】天津科畅慧通信息技术有限公司,天津 300000【正文语种】中文RFID技术，目前应用在IC卡、磁卡、条码、摄像等自动识别技术中。

在其应用的过程中，充分展现了其自身的优势：非接触操作，不会产生人为因素的干扰；不会产生机械磨损的现象，具有较强的适应性；能够识别高速运行的物体，或者同时识别不同的电子标签；读写器不对用户直接开放，可以确保信息的安全性；部分数据能够实现算法管理；标签、读写器之间可以相互认证，完成信息的存储、通信。

1 超高频RFID读写器射频电路仿真1.1 发送系统仿真结合读写器发送电路的基本原理，本文对其进行仿真设计。

（1）信号瞬态仿真。

以ADS射频仿真软件为依托，构建瞬态仿真平台，对发送信号进行动态、实时仿真。

通过这一方式，读写器发送端对基带信号进行了99%深度系数的调制，且最终的结果符合相关的要求。

（2）发送系统包络仿真。

电路包络仿真是当前通信行业的关键指标，对任何高频信号都能够进行分解处理。

所以，采用包络仿真对RFID读写器进行及时仿真，载波包络仿真的结果并没有发生失真的现象。

（3）相位噪声仿真。

锁相环频率合成器，在运行的过程中会产生一定的噪音，其影响着读写器射频电路的性能。

对此，同样使用ADS仿真软件，依据其振动的频率，进行相位噪声仿真，以便于掌握相位噪声所产生的影响。

基于仿真结果，发现相位噪声满足RFID射频电路的性能要求。