基于dsp%2bfpga的rfid手持终端设计及应用

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1、基于DSP+FPGA的RFID手持终端设计及应用作者姓名刘志龙导师姓名、职称张菊香副教授一级学科仪器科学与技术二级学科精密仪器及机械申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1204121981分类号TH86密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于DSP+FPGA的RFID手持终端设计及应用作者姓名：刘志龙一级学科：仪器科学与技术二级学科：精密仪器及机械学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：张菊香副教授提交日期：2014年12月DesignandApplicationoftheRFIDHandheldTerminalBasedonDSP+FPGAAthe

2、sissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinInstrumentScienceandTechnologyByLiuZhilongSupervisor:AssociateProf.ZhangJuxiangDecember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经

3、发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位

4、为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要近年，RFID技术已广泛应用于制造、物流和零售等领域。设计具有高可靠性、高数据保密性的RFID系统具有重要的现实意义。本文讲述了基于DSP+FPGA架构的RFID手持终端的设计开发过程，并对设计过程中的关键技术进行了深入的探讨。所设计的RFID手持终端用于弹内数据的近距离无线装载，替代了以往的有线装载方法，具有速度快、性能稳定、安全性高、操作便捷的特点。首先，介绍了系统整体方案的设计。分析了系统的功能要求，把系统分为北斗/GPS双系统导航模块、地磁传感器模块、IC卡控制器模块、非接触式IC

5、卡、接口控制模块、数据处理模块、人机交互模块和电源电路八个功能模块，然后介绍系统的整体框架，提出屏蔽+双重加密的数据安全性保护方案，并对系统中所用到的主要器件进行介绍和选型。其次，介绍了系统硬件平台的设计。主要包括DSP与FPGA交互模块、存储Flash模块、电源模块、RF读写器模块电路和电子标签模块电路及射频天线的设计，并阐述了抗干扰设计的基本原理。再次，详细介绍了系统的软件核心技术。一，DSP应用程序二级启动加载技术：介绍了串行数据流法，并具体分析了本系统所采用的应用程序映射法的原理和操作步骤；二，带FIFO的串口IP核：用FPGA实现串口协议转换，介绍了该IP核的状态机模型，用V

6、HDL语言实现功能，并采用滤波、判决采样法等方法提高其稳定性。三，交互IP核：负责协助DSP完成按键扫描、屏幕显示、蜂鸣器和灯光控制操作，并且内带FIFO，可以缓解因大量数据的传输而造成的CPU阻塞；四，异步时钟通信：详细分析DSP与FPGA异步通信中的亚稳态和信号同步问题并提出相应的解决方案；五，AES加密算法：详细讲述了AES算法的基本原理并阐述了其在本系统数据加密、解密中的具体应用。最后，讲述了系统调试过程及测试实验。介绍了系统硬件调试的具体步骤以及注意事项和技巧。进行了三种测试实验：其一，硬件模块独立功能测试实验，验证了各个硬件模块工作正常；其二，数据通信测试实验，表明数据通信

7、的正确率均达到100%；其三，以电子标签内数据的倒序排列为功能需求，验证应用程序软件实现了所设计的功能。测试结果表明整机满足系统的各项功能要求，验证了设计的正确性。关键词：DSP，FPGA，RFID，AES算法，手持终端论文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTRecently,RFIDtechnologyhasbeenwidelyusedinareassuchasmanufacturing,lo