عنوان پایان‌نامه
طراحی یک شناسه SAW RFID و بررسی روش های کدینک برروی شناسه
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-الکترونیک- تکنولوژی نیمه هادی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2479;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63807
- تاریخ دفاع
- ۲۷ دی ۱۳۹۱
- دانشجو
- مهسا پورنیا
- استاد راهنما
- مرتضی فتحی پور, صمد شیخائی
- چکیده
- فناوری RFIDیا فناوری شناسایی هویت بر اساس امواج رادیویی، از جمله فناوری هایی است که نقطه عطفی در زندگی انسانها ایجاد کرده است. RFIDها می توانند به کمک برچسبهای مخصوص اطلاعات را درون خود ذخیره و به هنگام نیاز آنها را به کار برند. لذا تراشه های RFID جهت برچسب زنی و شناسایی استفاده می گردند. RFID کاربردی شبیه به بارکد و نوارهای مغناطیسی نصب شده روی کارت اعتباری را دارد. RFID برای هر شیء شاخصه معینی ایجاد می کند. با کمک این شاخصه هرشی از دیگر اشیاء قابل شناسایی است . RFID ها به دو گروه کلی RFIDهای تراشه دار و RFID های بدون تراشه که مبتنی بر امواج صوتی سطحی (SAW) کار می کنند، تقسیم می شوند. با توجه به مزیت های SAW RFIDها نسبت به RFIDهای سیلیکونی که در بخش اول شرح داده خواهد شد، در بسیاری از کاربردها لازم است این افزاره ها جایگزین افزاره های سیلیکنی شوند. لذا در این پایان نامه قصد داریم، RFIDهای ساخته شده مبتنی بر تکنولوژی SAW را معرفی، تحلیل کرده و مدلی جامع جهت شبیه سازی این قطعات ارائه کنیم. اساس پدیده فیزیکی قطعات SAW، پیزوالکتریسیته می باشد. این پدیده نوعی تزویچ بین خصوصیات الکتریکی و مکانیکی ماده است. زیر لایه پیزوالکتریک جزء مهمی در قطعات SAW می باشد. در قطعات SAW، هدایت بین یک سیگنال الکتریکی و یک موج صوتی با استفاده از IDTیا مبدل انگشتی متداخل، ایجاد می شود. در فصل اول، در ابتدا تاریخچه شناسایی با کمک امواج رادیویی بیان و اصول فن آوری ، نحوه عملکرد، کار بردها و مزیت های آن تشریح و باند های فرکانسی مجاز برای این قطعات ها تشریح خواهد شد. همچنین همان طور که ذکر شد، در این بخش مزایا و معایب این دو گروه مختلف RFIDها به تفصیل مقایسه و دلایل انتخاب SAW RFID ها در این پروژه بیان می گردد. در ادامه نیز پدیده پیزوالکتریک و امواج صوتی سطحی که SAW RFID ها بر اساس آن کار می کنند، تشریح و فیزیک آن بیان می گردد. در فصل دوم از این پایان نامه، به تشریح افزاره های SAW RFID پرداخته و بخش های موجود بر روی شناسه را معرفی و شبیه سازی می کنیم. در فصل سوم اصول شبیه سازی و آنالیز با کمک نرم افزار COMSOL شرح و علل برتری و انتخاب این نرم افزار در این پایان نامه ذکر خواهد شد. همچنین در این فصل مدلی جامع همراه با شرایط مرزی مناسب جهت شبیه سازی شناسه های SAW RFID ارائه خواهد شد. در ادامه این فصل نیز تکنیکی جدید جهت پردازش سیگنال و استخراج فاز سیگنال بازگشتی از شناسه های SAW RFID ارائه می شود. در شناسه های بدون تراشه، سوار سازی اطلاعات بر روی سیگنال بازجویی که به سمت کد خوان فرستاده می شود، با استفاده از انعکاس دهنده های فلزی که بر روی شناسه تعبیه می شوند، انجام می گردد. در بخش چهارم به توصیف چگونگی کد گذاری توسط انعکاس دهنده ها پرداخته و انواع رمز نگاری ها در شناسه های SAW RFID معرفی و نتیجه اعمال این رمز نگاری ها بر روی شناسه SAW RFID شبیه سازی خواهد شد. در فصل پنجم از این پایان نامه نیز تکنیکی جدید در طراحی SAW RFID ها ارائه می شود. طراحی شناسه با این تکنیک در سایز قطعه تاثیر گذار نیست ولی می توان به رفتار بهتری در شناسه های SAW RFID دست یابیم. برای مثال این تکنیک جهت بهبود تلفات و یا کاهش مشکل انعکاسات بین انعکاس دهنده ها در شناسه SAW RFID استفاده می شود. یکی از مشکلات SAW RFIDها عدم قابلیت شناسه می باشد، از مزیت های دیگر این تکنیک طراحی شناسه ای بود که تا حدی قابلیت انتخاب و برنامه ریزی را به کاربر ارائه می دهد.
- Abstract
- RFID stands for Radio Frequency Identification. RFIDs are divided in two major categories, IC-based and Chipless (SAW) RFIDs. In This thesis we select SAW RFIDs because of its unique advantages over the competing technologies, for example, it functions over wider temperature range, it is essentially passive and chipless. Also these tags are easy to fabricate using a single-metal-layer photolithographic technique. we propose a comprehensive model for SAW RFID including piezoelectric substrat, IDT, reflectors and proper boundary conditions. This model may be employed for the time domain analysis and is suitable for post processing of SAW tag signals. Also we propose a simple post processing method to extract the signal phase in SAW RFID chips . The main drawback of SAW RFIDs is that they are "read-only" . No method has yet been proposed to program these tags. The information stored on a SAW tag cannot be altered because they are programmed during the fabrication process. In this work we use both surface of substrate (top and bottom) and store one code on the top surface and another on the bottom surface of substrate. We thus have one IDT on top and one IDT on the bottom surface and these IDTs such that they do not contact each other. So with one switch we can select the proper code and send it toward antenna. With this design we have partly programmable tag without any size extension. Another drawback in SAW tags is multi-reflections between reflectors which leads to noise and erraneous code. We propose use of both surfaces of the substrate for reduction of multi-reflection between reflectors. To enhance signal intensity we propose to store the same code both on the front and the backside of the substrate where identical pattern for IDT and reflectors are layed out . This increases signal amplitude by a factor of 2, compesates for the loss of the tag and enhances insertion loss by 6 dB. This design allows reducing the loss without increasing the chip size.
