基于FPGA的RFID读写器通讯虚拟检测系统的设计

论文摘要

RFID技术是一种新兴的自动识别技术，具有信息量大、读取距离远、可同时读取多张卡片等特点，被广泛应用于门禁、物流、管理等领域。虚拟仪器是现代计算机技术和仪器技术深层次结合的产物。虚拟仪器充分利用了计算机的运算、存储、回放显示及文件管理等智能化功能，同时把传统仪器的专业化功能和面板控件软件化，使之与计算机结合构成一台功能完全与传统硬件仪器相同，同时又充分享用了计算机软硬件资源的全新虚拟仪器系统。Wiegand协议和ABA协议作为一种常用的通讯协议被广泛的应用于RFID读卡器与上位机之间的通讯以及RFID读卡器与控制器之间的通讯。本设计的目的是检测Wiegand协议和ABA协议的数据通信是否符合协议规定，主要包括脉冲宽度、脉冲间隔等。本设计包含FPGA和上位机软件两部分，FPGA上完成对信号的采样和对采样数据的储存和缓冲，上位机完成对采样数据的处理，以及波形的显示。FPGA上的设计应用Verilog语言在Altera公司的Max+PlusⅡ平台上进行开发。上位机软件设计基于NI公司的图形化编程软件LabVIEW。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1、引言
• 1.2、读卡器常用通讯协议介绍
• 1.2.1、韦根（Wiegand）协议
• 1.2.2、ABA协议
• 1.3、虚拟仪器及其发展现状
• 1.4、开发虚拟检测仪的必要性
• 1.5、本文的主要工作
• 第二章 可编程逻辑器件
• 2.1、简单PLD的基本结构
• 2.2、现场可编程逻辑门阵列（FPGA）
• 2.2.1、基本结构及分类
• 2.3、FPGA器件的选型
• 2.3.1、器件特点及基本结构
• 2.4、FPGA的典型开发流程
• 第三章 虚拟检测仪的具体设计
• 3.1、虚拟检测仪的系统结构
• 3.2、虚拟检测仪的功能模块
• 3.3、检测功能模块的FPGA设计
• 3.3.1、主要功能
• 3.3.2、采样模块
• 3.3.3、解码模块
• 3.3.3.1、Wiegand解码模块
• 3.3.3.2、ABA解码模块
• 3.4、控制功能模块的FPGA设计
• 3.4.1、Select模块
• 3.4.2、总线分配模块
• 3.5、FIFO的FPGA设计
• 3.6、UART的FPGA设计
• 3.6.1、UART的顶层设计
• 3.6.2、UART的底层设计
• 3.7、器件的编程与配置
• 3.7.1 器件的编程
• 3.7.2 器件的配置
• 第四章 虚拟检测仪的软件开发
• 4.1、FPGA与计算机通讯
• 4.1.1、硬件电路设计
• 4.2、LabVIEW软件设计
• 4.2.1、程序结构及其流程
• 4.2.2、串口通讯模块
• 4.2.3、数据处理模块和显示模块
• 4.2.3.1、显示模块
• 4.2.3.2、数据处理模块
• 第五章 结论与展望
• 5.1、结论
• 5.2、展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文