臺灣博碩士論文加值系統

本篇論文討論使用於無線射頻辨識系統（RFID）中的讀取器（Reader）系統電路。著眼於參考國外大廠Impinj的UHF RFID transceiver IC規格和reader電路設計，實現低成本之低功率UHF RFID reader。
第一章為序論。第二章介紹UHF RFID reader，探討UHF RFID的演進和早期的UHF reader。第三章介紹本論文電路系統使用的transceiver IC，Indy R1000。第四章為UHF reader硬體電路實現及系統電路各項規格的量測，量測所使用的操作介面為RFID Tracer和MacTool，量測結果與所參考的國際通用標準（EPC Class-1 Generation-2 UHF RFID Protocol）成功地互相驗證。

In this thesis, the EPC C1G2 (class 1 generation 2) UHF Radio Frequency Identification（RFID）reader system is discussed. Referring to the specifications of the UHF RFID transceiver IC and reader circuit design from Impinj companies, this work had successfully implemented a low-cost and low-power UHF RFID reader.
The first chapter is the introduction. The second chapter introduces UHF RFID reader history to explore the evolution of RFID systems. The third chapter describes the transceiver IC, Indy R1000, used in this work. The fourth chapter is focused on the implementation of UHF reader and the measurements of all system specifications. We use the RFID Tracer and MacTool user interfaces to control the transceiver IC and verify the system parameters. The measurement results were qualified and compatible to the EPC C1G2 UHF RFID Protocol.

目錄 1
圖目錄 3
表目錄 5
第一章 序論 6
1-1 研究前言 6
1-2 研究目標 7
1-3 研究流程 8
第二章 UHF RFID Reader介紹 11
2-1 UHF RFID的演進 11
2-2 早期的UHF Reader 13
2-2.1 AWID MPR-2010AN接收機系統 16
2-2.2 AWID MPR-2010AN發射機系統 17
第三章 UHF RFID Transceiver IC 18
3-1 Indy R1000 18
3-2 Indy R1000與EPC Class1 Gen2 22
3-2.1 Modulation mode 22
3-2.1.1 PIE encoding 22
3-2.1.2 DSB-ASK、SSB-ASK、PR-ASK 23
第四章 UHF RFID Reader 硬體電路實現 30
4-1 Reader Hardware System 30
4-2 System DC Power 33
4-2.1 DC Power for R1000 35
4-2.2 DC Power for ARM7 39
4-3 RF Part for R1000 42
4-3.1 Transceiver Specifications 42
4-3.1.1 Transceiver Peripheral Circuit 42
4-3.1.1.1 External Board 43
4-3.1.1.1.1 90°Hybrid 44
4-3.1.1.1.2 Band Pass Filter（BPF） 46
4-3.1.1.2 Performance of External Board 48
4-3.1.2 R1000 RF Block Diagram 56
4-3.1.2.1 Zero IF receiver 56
4-3.1.2.2 Local oscillator ( LO ) 58
4-3.1.2.3 AC coupling interface 58
4-3.1.2.4 Automatic Gain Control (AGC) 59

4-3.1.2.5 Transmitter 60
4-3.1.3 Power Consumption 60
4-3.2 R1000 Receiver Specifications 62
4-3.2.1 R1000 Receiver Configuration 62
4-3.2.2 Receiver Noise Figure 65
4-3.2.3 Jammer Power 66
4-3.2.4 LO Leakage 73
4-3.2.5 Sensitivity 74
4-3.2.6 RSSI 75
4-3.2.7 Selectivity 79
4-3.3 R1000 Transmitter Specifications 81
4-3.3.1 Tx Output Power 81
4-3.3.1.1 CW（Continuous Wave) 81
4-3.3.1.2 Modulated Signal 86
4-3.3.2 Tx Signals in Time Domain 88
4-3.3.3 Tx Spectrum Mask 99
4-3.3.3 OIP3（Third-order intercept point） 102
4-4 Digital Interface for R1000 103
4-4.1 TCXO Specifications 104
4-4.2 Clock Output Specifications 108
4-4.3 Serial Interface 112
4-4.3.1 SSP（Synchronous Serial Port） 116
第五章 結論與未來展望 121
參考文獻 122
附錄 124

[1] EPC™ Radio-Frequency Identity Protocols Class-1 Generation-2 UHF RFID Protocol for Communications at 860 MHz – 960 MHz Version 1.0.9.
[2] Indy R1000 Datasheet.
[3] RFID系統入門-無線射頻辨識系統，陳宏宇編著_松岡出版.
[4] Tektronix應用指南，使用實時頻譜分析儀進行RFID和NFC測量.
[5]江俊杰，中華大學電機工程研究所碩士論文 ”LMDS中頻系統設計與實現”，2002年7月.
[6]張家銓，中華大學電機工程研究所碩士論文 ”無線射頻系統標籤晶片設計”，2004年7月.
[7]周佳勳，中華大學電機工程研究所碩士論文 ”EPC Class-1 Generaton-2無線射頻辨識標籤設計與驗證”，2007年8月.
[8] Jin Li, Cheng Tao, Modern Telecommunication Institute, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, P. R. China, ”Analysis and Simulation of UHF RFID System ”, IEEE , 2006.
[9] http://www.getgoal.com.tw/tech/tech-37-1.htm
聰明、有智慧的RFID無線辨識系統(一) 作者：吳老師
[10]http://www.eettaiwan.com/ART_8800457488_644847_NT_a73a4a69.HTM
低成本、低耗電　UHF頻帶RFID晶片發展潛力大
作者：Rick Merritt

[11] http://www.rfid.org.tw/content.php?sn=232
高度整合技術射頻單晶片，突破讀寫器設計難度
作者：美商英特爾亞太科技台灣分公司‧莊淑英經理

[12] http://www.2cm.com.tw/markettrend_content.asp?sn=0804210018
UHF高規格加持 RFID應用服務無所不在
作者：侯俊宇/莊惠雯