AS3991实现的数据采集器及其应用研究
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摘要
RFID技术是当前应用于物联网领域的一项极为重要的技术,伴随着现代生物技术和计算机网络技术的飞速发展,RFID技术也得到了革命性的改变,RFID跨行业乃至跨区域的应用也逐步成为了现实。本课题即是在此背景下产生的。
本文设计了一个基于AS3991芯片的数据采集器,该数据采集器能够实时地采集现场数据且对相关数据进行实时处理。同时本文成功地将该数据采集器应用于食品安全领域。首先,本文对RFID技术做了比较全面的介绍。对于RFID技术中所涉及的重要概念在本文中也会进行详细描述,包括RFID技术概述,RFID发展历程,RFID系统组成及分类,RFID技术标准,以及RFID与传统条形码的比较。
然后,本文对射频收发模块进行了详细设计,主要对数据采集器所使用的AS3991芯片做了详细介绍,同时给出了使用AS3991芯片实现数据的发射与接收的原理,简单介绍了射频模块电路设计基础锁相环电路,并给出简单框图。
另外,本文对数据采集器中的电子标签模块做了简要设计,电子标签是数据采集器中的非常重要的组成部分。电子标签虽然体积较小,但其功能却是非常强大的。电子标签内部编写的程序可以随时被读或者被写,能够存储规范并且实用的数据信息。
接着,本文对数据采集器中读写功能模块进行了详细设计,该模块是数据采集器的核心部分,该采集器即是利用读写功能模块完成了对数据的处理。
最后,本文将该数据采集器成功地应用于食品安全领域。通过在食品安全领域应用该数据采集器可以显著地增强现有食品安全领域的透明度,可以有效对食品的来源及流通进行跟踪及追溯。
RFID technology is used in the field of things a very important technology, along with the rapid development of modern biotechnology and computer network technology, RFID technology has also been a revolutionary change, the applications of RFID cross-industry and even cross-regional gradually become a reality. This topic is in this context.
This paper designs an AS3991chips based on the data collector, this data collector can real-time acquisition data and related to real-time data processing. The paper successfully the data collector used in the food safety field.
This paper does a more comprehensive introduction to RFID technology firstly. Detailed description of the important concepts involved in the RFID technology will be carried out in this article, including an overview of RFID technology, RFID course of development, composition and classification of RFID systems, RFID technology standards, as well as RFID and barcode comparison.
Then, the RF transceiver module detailed design, the AS3991chip data acquisition are described in detail, given the AS3991chip data transmitter and receiver principle, brief introduction to RF circuit design the basis of phase-locked loop circuit, and gives a simple block diagram.
In addition, data acquisition in the electronic tag module design brief, the electronic tag is a very important part of the data acquisition device. RFID tags are smaller, but its function is very powerful. Programs written within the electronic tag can be read or written, storage specifications and practical data. Then, read and write capabilities in data acquisition module, detailed design, the module is the most central part of the data collector, the collector is to read and write function module to complete the data processing.
Finally, the data collector is successfully used in the field of food safety. The data collected in the field of food safety applications can significantly enhance the transparency of the existing field of food safety can be effectively track and trace the sources and distribution of food. Figure [25] table [9] reference [55]
本文设计了一个基于AS3991芯片的数据采集器,该数据采集器能够实时地采集现场数据且对相关数据进行实时处理。同时本文成功地将该数据采集器应用于食品安全领域。首先,本文对RFID技术做了比较全面的介绍。对于RFID技术中所涉及的重要概念在本文中也会进行详细描述,包括RFID技术概述,RFID发展历程,RFID系统组成及分类,RFID技术标准,以及RFID与传统条形码的比较。
然后,本文对射频收发模块进行了详细设计,主要对数据采集器所使用的AS3991芯片做了详细介绍,同时给出了使用AS3991芯片实现数据的发射与接收的原理,简单介绍了射频模块电路设计基础锁相环电路,并给出简单框图。
另外,本文对数据采集器中的电子标签模块做了简要设计,电子标签是数据采集器中的非常重要的组成部分。电子标签虽然体积较小,但其功能却是非常强大的。电子标签内部编写的程序可以随时被读或者被写,能够存储规范并且实用的数据信息。
接着,本文对数据采集器中读写功能模块进行了详细设计,该模块是数据采集器的核心部分,该采集器即是利用读写功能模块完成了对数据的处理。
最后,本文将该数据采集器成功地应用于食品安全领域。通过在食品安全领域应用该数据采集器可以显著地增强现有食品安全领域的透明度,可以有效对食品的来源及流通进行跟踪及追溯。
RFID technology is used in the field of things a very important technology, along with the rapid development of modern biotechnology and computer network technology, RFID technology has also been a revolutionary change, the applications of RFID cross-industry and even cross-regional gradually become a reality. This topic is in this context.
This paper designs an AS3991chips based on the data collector, this data collector can real-time acquisition data and related to real-time data processing. The paper successfully the data collector used in the food safety field.
This paper does a more comprehensive introduction to RFID technology firstly. Detailed description of the important concepts involved in the RFID technology will be carried out in this article, including an overview of RFID technology, RFID course of development, composition and classification of RFID systems, RFID technology standards, as well as RFID and barcode comparison.
Then, the RF transceiver module detailed design, the AS3991chip data acquisition are described in detail, given the AS3991chip data transmitter and receiver principle, brief introduction to RF circuit design the basis of phase-locked loop circuit, and gives a simple block diagram.
In addition, data acquisition in the electronic tag module design brief, the electronic tag is a very important part of the data acquisition device. RFID tags are smaller, but its function is very powerful. Programs written within the electronic tag can be read or written, storage specifications and practical data. Then, read and write capabilities in data acquisition module, detailed design, the module is the most central part of the data collector, the collector is to read and write function module to complete the data processing.
Finally, the data collector is successfully used in the field of food safety. The data collected in the field of food safety applications can significantly enhance the transparency of the existing field of food safety can be effectively track and trace the sources and distribution of food. Figure [25] table [9] reference [55]
引文
[1]胡力RFID调制制式测试研究[D].湖南：湖南大学,2010
[2]刘帅宏.超高频射频识别应用接收系统的研究[D].电子科技大学,2010
[3]唐焯宜.基于AS3991的超高频RFID读写器设计[D].中山大学,2010
[4]赵晶.超高频RFID系统结构的研究与设计[D].湖南大学,2009
[5]魏笑笑.基于RFID的物联网技术在农产品安全领域中的应用研究[J].安徽农业科学,2011(39)
[6]张晓鹏等.超高频射频识别系统读写器设计[J].电子器件：2005(3)
[7]曾辉等UHF RFID标签芯片整流电路设计[J].计算机应用：2009(S2)
[8]张福洪,邓朝日RFID读写器发射模块电路设计与实现[J].电子器件：2009(2)
[9]莫凌飞.超高频射频识别抗金属标签研究[D].杭州：浙江大学,2009
[10]刘彩凤.基于神经网络的RFID标签天线印刷品质的优化研究[D].南京：南京林业大学,2009
[11]奚经天.基于片上天线的无源超高频射频识别标签的射频前端设计[D].上海：复旦大学,2009
[12]王丽云RFID技术在图书馆应用中存在的问题及对策[J].当代图书馆：2009(1)
[13]柯伟.基于RFID的电力企业巡检管理的应用研究[J].华北电力大学科息：2009(3)
[14]罗春彬,彭龑RFID技术发展与应用综述[J].通信技术：2009(12)
[15]关致威RFID在库存管理系统中的应用[J].电脑知识与技术：2009(4)
[16]李伟.超高频RFID读写器的研究与设计[D].郑州：郑州大学,2010年
[17]秦毅,彭力.基于的超市物联网购物引导系统的设计与实现[J].计算机研究与发展：2010(5)
[18]吴庭万等.采用开路线馈电结构的宽带超高频RFID标签天线[J].移动通信：2011(12)
[19]谭海燕,崔如春.基于AS3990/AS3991的超高频RFID读写器的设计[J].电子技术应用：2010(3)
[20]赵斌.超高频便携式RFID读写器的研究与设计[D].济南：山东大学,2011
[21]李宝山,李革.超高频射频识别读写器的研究与设计[J].电子与封装,2011(9)
[22]张余明,刘浩.基才IS018000—6C协议的超高频RFID读写器设计[J].桂林航天工业高等专科学校学报：2011(2)
[23]杜太行,王国华,刘旭,UHF射频读写器的设计[J].电子设计工程：2011(20)
[24]黄峥,古鹏.基于RFID的应用系统研究[J].计算机应用与软件：2011(6)
[25]夏文祥,胡永忠.面向RFID应用的几种2.45GHz微带天线的分析比较[J].电子设计工程：2011(19)
[26]彭小军.基于RFID的物流应用方案设计及信息系统实现[D].广州：中山大学,2010
[27]张春霞,彭东华,张洪杰RFID在国内外农产品物流中的应用对比分析[J].中国商贸：2010(25)
[28]鲍勃·威廉姆斯,张进京.物联网的应用实例与效益[J].中国信息界：2010(3)
[29]郭斌RFID技术及其在医疗行业中的应用[J].中国医疗设备：2010(25)
[30]彭东华,阴月灵,张春霞.农产品企业物流中使用RFID障碍因素分析[J].中国商贸：2011(2)
[31]潘福斌,兰欣,郑佳文,詹金龙RFID在家具行业供应链中的应用[J].辽宁工程技术大学学报(社会科学版)：2010(4)
[32]顾云彪RFID中间件软件在RFID系统中的功能和作用[J].商场现代化：2010(16)
[33]张兴亮.超高频RFID读写器研究与设计[D].大连：大连海事大学,2009年
[34]岳涛RFID关键技术及其在现代物流中的应用研究[D].武汉：武汉理工大学,2010
[35]梁嘉RFID读写器管理与协调技术研究[D].上海：上海交通大学,2009年
[36]张健翀.基于射频识别(RFID)技术室内定位系统研究[D].广州：中山大学,2010
[37]曾炼成等.超高频RFID标签可重用仓储管理系统的设计[J].计算机技术与发展：2011(9)
[38]刘占线.新型RFID阅读器接收电路设计[J].现代电子技术：2011(34)
[39]黄广坤,王玲玲RFID阅读器的驱动及模块设计[J].热带农业工程：2011(35)
[40]王斌.基于RFID的水控管理系统[J].中国电子商务：2009(12)
[41]文庶.UHF射频识别阅读器系统设计[D].西安：西安电子科技大学,2010年
[42]肖菊兰,张红雨.超高频RFID读写器的设计[J].电子设计工程：2010年
[43]李宝山,李革.超高频射频识别读写器的研究与设计[J].电子与封装：2011(11)
[44]黄玉兰.物联网·射频识别(RFID)核心技术详解[M].北京：人民邮电出版社,2010,12
[45]胡建国.智能RFID标签芯片理论与实现[D].广州：中山大学,2010
[46]潘舟.井下人员定位系统的通信技术研究[D].武汉：湖北工业大学,2007
[47]周永亮.基于RFID技术的奶源产运监控系统研究[D].郑州：河南农业大学,2009
[48]姜涛,肖迎元,袁晓洁RFID读写器功率的自适应调节策略[J].计算机工程：2010(36)
[49]喻剑,赖声礼RFID读写器内存数据结构[J].科学技术与工程：2009(9)
[50]李敬兆,詹林,许家吕.煤矿多功能物联网读写器的设计[J].工矿自动化：2010(9)
[51]穆兰.利用无线传感器网络传输RFID数据的研究[J].计算机测量与控制：2010(18)
[52]王南生.基于嵌入式Linux的物流RFID标签读写器研究[D].广州：广东工业大学,2009 年
[53]潘盛辉,郭毅锋,潘绍明,黄丽敏.基于嵌入式Linux的物流RFID标签读写器研究[J].内蒙古大学学报(自然科学版)：2010(41)
[54]史天运,王成RFID技术在铁路客票系统中的应用[J].中国铁道科学：2009(30)
[55]许博.基于RFID技术的便携式标签读写器设计[D].哈尔滨：哈尔滨理工大学,2009
[2]刘帅宏.超高频射频识别应用接收系统的研究[D].电子科技大学,2010
[3]唐焯宜.基于AS3991的超高频RFID读写器设计[D].中山大学,2010
[4]赵晶.超高频RFID系统结构的研究与设计[D].湖南大学,2009
[5]魏笑笑.基于RFID的物联网技术在农产品安全领域中的应用研究[J].安徽农业科学,2011(39)
[6]张晓鹏等.超高频射频识别系统读写器设计[J].电子器件：2005(3)
[7]曾辉等UHF RFID标签芯片整流电路设计[J].计算机应用：2009(S2)
[8]张福洪,邓朝日RFID读写器发射模块电路设计与实现[J].电子器件：2009(2)
[9]莫凌飞.超高频射频识别抗金属标签研究[D].杭州：浙江大学,2009
[10]刘彩凤.基于神经网络的RFID标签天线印刷品质的优化研究[D].南京：南京林业大学,2009
[11]奚经天.基于片上天线的无源超高频射频识别标签的射频前端设计[D].上海：复旦大学,2009
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[13]柯伟.基于RFID的电力企业巡检管理的应用研究[J].华北电力大学科息：2009(3)
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[16]李伟.超高频RFID读写器的研究与设计[D].郑州：郑州大学,2010年
[17]秦毅,彭力.基于的超市物联网购物引导系统的设计与实现[J].计算机研究与发展：2010(5)
[18]吴庭万等.采用开路线馈电结构的宽带超高频RFID标签天线[J].移动通信：2011(12)
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[20]赵斌.超高频便携式RFID读写器的研究与设计[D].济南：山东大学,2011
[21]李宝山,李革.超高频射频识别读写器的研究与设计[J].电子与封装,2011(9)
[22]张余明,刘浩.基才IS018000—6C协议的超高频RFID读写器设计[J].桂林航天工业高等专科学校学报：2011(2)
[23]杜太行,王国华,刘旭,UHF射频读写器的设计[J].电子设计工程：2011(20)
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[29]郭斌RFID技术及其在医疗行业中的应用[J].中国医疗设备：2010(25)
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[31]潘福斌,兰欣,郑佳文,詹金龙RFID在家具行业供应链中的应用[J].辽宁工程技术大学学报(社会科学版)：2010(4)
[32]顾云彪RFID中间件软件在RFID系统中的功能和作用[J].商场现代化：2010(16)
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[38]刘占线.新型RFID阅读器接收电路设计[J].现代电子技术：2011(34)
[39]黄广坤,王玲玲RFID阅读器的驱动及模块设计[J].热带农业工程：2011(35)
[40]王斌.基于RFID的水控管理系统[J].中国电子商务：2009(12)
[41]文庶.UHF射频识别阅读器系统设计[D].西安：西安电子科技大学,2010年
[42]肖菊兰,张红雨.超高频RFID读写器的设计[J].电子设计工程：2010年
[43]李宝山,李革.超高频射频识别读写器的研究与设计[J].电子与封装：2011(11)
[44]黄玉兰.物联网·射频识别(RFID)核心技术详解[M].北京：人民邮电出版社,2010,12
[45]胡建国.智能RFID标签芯片理论与实现[D].广州：中山大学,2010
[46]潘舟.井下人员定位系统的通信技术研究[D].武汉：湖北工业大学,2007
[47]周永亮.基于RFID技术的奶源产运监控系统研究[D].郑州：河南农业大学,2009
[48]姜涛,肖迎元,袁晓洁RFID读写器功率的自适应调节策略[J].计算机工程：2010(36)
[49]喻剑,赖声礼RFID读写器内存数据结构[J].科学技术与工程：2009(9)
[50]李敬兆,詹林,许家吕.煤矿多功能物联网读写器的设计[J].工矿自动化：2010(9)
[51]穆兰.利用无线传感器网络传输RFID数据的研究[J].计算机测量与控制：2010(18)
[52]王南生.基于嵌入式Linux的物流RFID标签读写器研究[D].广州：广东工业大学,2009 年
[53]潘盛辉,郭毅锋,潘绍明,黄丽敏.基于嵌入式Linux的物流RFID标签读写器研究[J].内蒙古大学学报(自然科学版)：2010(41)
[54]史天运,王成RFID技术在铁路客票系统中的应用[J].中国铁道科学：2009(30)
[55]许博.基于RFID技术的便携式标签读写器设计[D].哈尔滨：哈尔滨理工大学,2009