低频可读写动物标识RFID芯片的设计与实现-微电子学与固体电子学专业论文.docxVIP

Classified Index: TN432 U.D.C: 621.3 Dissertation for the Master Degree of Engineering LOW FREQUENCY READ/WRITE ANIMAL RFID DESIGN AND IMPLIMENTATION Candidate: Supervisor: Academic Degree Applied for: Specialty: Affiliation： Date of Defense: Degree-Conferring-Institution: Wen Liguo Prof. Zhang Yan Master of Engineering Microelectronics and Solid-State Electronics ShenZhen Graduate School December, 2009 Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - - I - 摘 要 随着现代物流及其科学化精细化管理的发展，射频识别(RFID)技术面临 前所未有的机会。各种标签芯片在不同领域发挥越来越重要的作用。科学规 范化养殖，野生动物跟踪保护等领域需要大量廉价的射频识别标签用于动物 标识。而在此方面低频无源标签芯片具有无法替代的优势。首先低频标签能 够在各种恶劣的环境下工作，受温度﹑湿度﹑障碍物的影响都很小。其次无 源标签无需电源供电，能够做到很小的体积，拥有很长的使用寿命，应用于 动物标识，可以直接注入动物表皮，方便实现标签与动物的连接。针对低频 无源标签的这些优势，本文设计一款低频可读写的动物标识标签芯片。本文 根据标签芯片设计的步骤主要从以下三个方面介绍： 首先，深入研究了低频标签芯片的射频模拟部分的电路工作原理，针对 芯片的特别需要合理设计各个模块，达到设计要求。滤波整流电路﹑限压保 护电路﹑调制解调及时钟提取电路等整体芯片工作需要的电路模块都得到 了很好的性能。射频模拟模块的设计为整个芯片的稳定工作提供了重要保 证，是整个标签芯片正确工作的首要条件。 其次，针对芯片和读卡器之间的的不同通信内容，需要数字控制部分来 完成各种逻辑控制，状态时序分配。数字控制部分是整个芯片工作的中枢神 经。通过这部分完成芯片的初始化配置﹑命令处理﹑功能选择﹑数据校验及 登陆密码认证等需要的功能。该部分是芯片功能实现的核心所在。 最后，针对标签芯片数据存储的需求，设计一个 512bit 的存储阵列用于 完成相关信息的读写保存。该模块配合数字部分的控制操作真正实现芯片和 读卡器的数据交换。是芯片信息的存储介质。 本文设计的低频可读写的动物标识 RFID 芯片是根据协议 11784/11785 设计完成的。针对读卡器不同的谐振频率﹑数据输出速率及编码方式的需求 芯片做了多种配置选择。能够很好的应用于多个不同领域，在设计中的低成 本﹑低功耗﹑可读写的全面考虑都为其广泛的应用前景提供了保证。 关键词：RFID；动物标识；低频；可读写； - - II - Abstract With the development of Logistics and scientific meticulous management, Radio Frequency Identification (RFID) technology is facing an unprecedented opportunity. Different types of tags are playing an increasingly important role in different areas.A large number of low-cost radio frequency identification tags are needed in Scientific and standardized breeding and wildlife protection areas. Low-frequency passive tag has the most competitive advantage in this area. First, low-frequency tags can be OK in a variety of harsh working environment. They almost would not be affected by Temperature Humidity Obstacle and so on. Second, passive tags do not n