的无线电设备监管系统的设计及开发Word下载.docx

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关键词：

射频识别ＲＦＩＤ无线电发射设备检测

ＡＢＳＴＭ

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ＫＥＹＷＯＲＤＳ：

ｒａｄｉｏ丘ｅｑｕｅｎｃｙｉｄｅｍｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ＲＦＩＤ，Ｒａｄｉｏｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ

独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表

或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤鲞盘堂或其他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。

学位论文作者签名：

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签字日期：

年

月

目

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解丞鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。

特授权基盗蕉堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检

索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。

同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。

（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）

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导师签名：

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≥∞７年二月力日

湘夕７年＞月＞７日｜

第一章绪论

１．１课题研究背景

随着我国无线电事业的迅速发展，我国无线电管理工作有了很大的变化，基础设施建设已有一定规摸，特别是监测、检测部门引进了一批先进设备，基本达到了国际先进水平。

然而目前我国的无线电台站管理的方式还不够先进，无线电台站监管手段相对落后，不能完全适应无线电业务高速发展的需求。

监管方式、机制也还存在一定缺陷，加之缺少有效的技术手段，造成了目前无线电台站擅自使用的现象十分严重。

据不完全统计，每年我国国内对讲机销售在３００万台以上，而无线电管机构新增登记的对讲机用户仅为２０余万台，还存在个别电信运营商擅自使用、瞒报无线电基站数量等现象。

目前，私设电台的问题严重地干扰了正常的无线电管理秩序。

虽然国家、省、市无线电管理机构尽最大努力解决问题，但目前仍存在技术手段上的困难。

尽管全国绝大多数省（区、市）已建立了台站数据库，但只是改变了台站数据的贮存和利用模式，并未解决数据库数据与实际台站情况的紧密性问题。

这主要是因为：

（１）因台站的不断新增、撤销，参数改变呈现的动态特性无线电台站管理的理想情况是每部设台都到无线电管理机构办理相应手续，每部台站资料都在数据库中有镜像映射。

但在实际工作中因各种原因导致未经批准就先行设台的情况比比皆是，例如：

处理突发事件、防汛救灾，紧急通信事故等紧急情况下的特殊设台，特殊工程项目要求的特殊期限所产生的先设后报等情况，还有故意及非故意违反规定设台的行为。

这些凡未经批准的设台统称为非法设台，都会造成台站数据的不准确性。

自身需要是用户设台或撤销设台的第一主观要因，执行管理规定是客观要因。

管理发生在需求之后，具有滞后效应。

因此，管理机关掌握的数字与实际数字之问应允许有可接受的时问差。

但是台站一经设立，就应纳入管理范畴。

无线电管理机关的工作不仅仅是发执照、收费，还要不断地发现非法设台，这一方面依靠监测捕捉，一方面依靠日常的现场监督检查。

现场监督检查设台合法性的主要依据是电台执照，但是由于目前的执照形式所限，手持机使用者的电台执照不方便随机携带，使对手持机的监督检查工作很难实施到位。

即使是固定台站，由于执照的格式所限，台站的特性标志也无法在现行的执照中反映出来。

虽然技术部ｆ－］．－－Ｉ以监测出信号强度的变化，但缺少与原

批准数据的核对基础，并非直接证据，使监督检查人员在现场无法作出正确判断。

因此，需要有一种新式执照，既方便携带，又可直接表征现场设台的指标特征和相应的获批准参数。

（２）台站设置的地域、时域、类型离散所呈现的离散特性无线电设台是社会行为，使用单位在地域上的分布是离散的，同时由于无线电通信具有的移动特点，使用者的使用地点也是随机的、离散的；

即使在同一地域，不同业务并存，单位、用途的离散性带来业务种类的离散：

各使用者由于不同的用途，其工作时间不是统一的、固定的，因此无线电台站的运行在时域上也是随机的、离散的；

无线电台站设备都是由使用者自行购置，相同的业务不同的设备、相同的设备不同的单位、相同的设备相同的单位不同的启用时间，带来了设备和业务种类以及时间分布的离散。

所有这些离散参数都在台站数据库中集中，台站数据库是在用集中的方式管理离散对象，因此必须有一种有效的连接渠道来保证离散与集中之间的有效衔接。

保证台站数据库最大限度地与实际情况相吻合。

基于对无线电设备现有状况的调查与分析，为改善对无线电设备的管理方式，提高管理无线电设备信息的管理水平，研究一套使用的设备信息管理系统来解决工作中出现的问题就显得十分必要。

而利用ＲＦＩＤ独特的识别功能实现对每一个台站和无线电发射设备的管理。

ＲＦＩＤ电子标签有足够存储空间把我们核准的电台所有信息保存到芯片，现场能迅速核查电台属性，十分有力于监管。

应该说这是无线电台站监管工作的一个创新。

１．２研究目标

本论文是要实现一个基于ＲＦＩＤ技术的无线电发射设备管理系统。

实施该系统以实现一个地区内所有被监管的无线电台站设备的资料数字化，给每一个合法的无线电台站加上可读写的ＲＦＩＤ电子标签，建立完善的设备数据字典，数据实行集中化管理，建设以地区资料库为核心的无线电台站数据中心，从而实现对无线电台站的监督和管理的追踪和对各相关单位在无线电台站的使用等各环节中操作的监管。

本论文提出了无线电发射设备管理系统的体系结构，并对系统中的中间件和设备的选择等部分进行深入研究，并设计应用系统中每一个模块的具体功能。

２

１．３课题研究实际意义

该无线电设备管理系统的应用解决了以下问题：

（一）可现场确认设台合法性问题；

传统的无线电台站管理唯一标志是台站申请编号，即在一张无线电执照号下拥有多个设备。

例如有的单位拥有主、备发射机执照，仅设有一个电台。

制式电台也存在多个设备一个执照的现象，例如存在小灵通几千个台站共用一个执照的现象。

这种情况使得现场取证困难，无法区分合法电台与擅自设置的台站。

而每个ＲＦＩＤ标签是全球唯一的，这样即便台站使用同一执照也便于区分。

ＲＦＩＤ标签有足够存储空间把核准的电台所有信息保存于芯片，工作人员可以在现场迅速区别合法与非法电台，便于及时监管。

（二）可为未办手续但符合条件的设台及时补办手续；

（三）可按实际设台情况对数据库进行及时修正，以保证数据库与实际情况的紧密衔接；

ＲＦＩＤ是软性电子标签，方便粘贴予已核准的设备上，实现了执照与设备一体，较纸质执照具有明显优势。

通过本地独立的ＲＦＩＤ台站数据网络的建立，特别是通过远程实时网络连接，能够实现对每个无线电台站的远程监管。

（四）每次检查在数据库中均有记载，既可以作为工作记录，也可作为对检查人员的考核依据，从而使监督检查更为有效。

此项应用甚至可以改变执照的形式，比纸质执照容纳更多的内容。

（五）系统也可用于无线电台检测工作程序中，建立无线电设备检测数据库，在年检时可现场测试进行比对。

该系统具有多种实用扩展功能，能与原有数据库连接，做到信息实时共享，能解决无线电管理基层基本需求，还可根据需求进行扩展开发，不失为无线电台站管理的一种创新技术手段。

１．４论文组织结构

本文的整体组织结构如下：

第一章讲述了该系统的研究背景及意义，论文的研究目标和该系统在无线电管理工作中可解决的实际问题。

第二章讲述了射频识别技术的相关知识，包括常见的几种自动识别技术。

第三章讲述了ＲＦＩＤ技术的发展和应用情况，ＲＦＩＤ系统的工作原理，组成以

‘

及分类。

第四章针对本系统，深入研究了ＲＦＩＤ通信中间件的问题，ＲＦＩＤ软件系统必须要满足特定的通信协议并且要能跨语言、跨平台运行，所以设计了一个通信中间件软件，运行在硬件系统和ＷＥＢ软件系统之间，负责硬件和ＷＥＢ软件的通信，主要工作包括中间件软件的架构、通信协议设计、程序的开发等等。

第五章作为本论文的重点，详细讲解了本文所提出的基于ＲＦＩＤ技术的无线电发射设备管理系统的总体设计方案和各组成部分中设备的选型，以及应用软件设计方案，并就每个模块的功能进行了详细的阐述。

最后作为全文结束语，对论文所作的工作进行了总结，并对下一步的工作进行了展望。

４

第二章射频识别技术概述

２．１引言

近几十年来，自动识别技术在全球范围内得到了迅猛发展，在许多服务领域、在货物销售与后勤分配方面、在商业部门、在生产企业和材料流通领域得到了快速的普及和推广。

自动识别的任务和目的是提供关于个人、动物、货物和商品的信息…。

自动识别技术初步形成了一个包括条码技术、磁条磁卡技术、ＩＣ卡技术、光学字符识别技术、声音识别及视觉识别技术、射频技术等集计算机、光、磁、物理、机电、通信技术为一体的高新技术科学瞠１。

多年之前，条形码——纸带在识别系统领域引起了一场革命并得到了广泛应用。

今天，这种条形码——纸带在越来越多的情况下已经不能满足人们的需求了。

条形码虽然很便宜，但它的主要不足之处是较易磨损、存储能力小以及不能改写。

一种技术上的解决方案是将数据存储在一块硅芯片里。

在日常生活中，具有触点排的ＩＣ卡（电话ＩＣ卡、银行卡等）是电子载体的最普遍的结构。

然而，对ＩＣ卡来说，在许多情况下，机械触点的接通是不可靠的。

数据载体与一个所属的阅读器之间的数据进行非接触传输将灵活的多。

电子数据载体工作时所需要的能量通常通过阅读器非接触地传输来获取。

根据使用的能量和数据传输方法，把非接触

的识别系统称作射频识别系统（ＲＦＩＤ．—＿Ｒａｄｉｏ

ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）。

ＲＦＩＤ芯片存储～定容量的信息，以通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据的传输技术来传递信息。

当ＲＦＩＤ电子标签位于一个ＲＦＩＤ阅读器的有效范围时，ＲＦＩＤ电子标签将其存储的信息自动发送到ＲＦＩＤ阅读器，从而实现贴有标签的物品信息的自动、实时采集。

自动识别系统通过中间件或接口（包括软件的和硬件的）将数据传输给后台的处理计算机，由计算机对所采集到的数据进行处理或加工，最终形成对人们有用的信息。

在有的场合，中间件本身就具有数据处理功能。

中间件还可以支持单一系统不同协议产品的工作。

完整的自动识别计算机管理系统包括自动识别系统（Ａｕｔｏ

Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ

Ｓｙｓｔｅｍ）、应用程序接口（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＩｎｔｅｒｆａｃｅ，ＡＰＩ）或中间件。

”（Ｍｉｄｄｌｅｗａｒｅ）、应用系统软件（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｏｆｔｗａｒｅ）。

也就是说，自动识别系统完成系统的数据采集和存储工作，应用系统软件对自动识别系统所采集的数据进行应用处理，而应用程序接口软件则提供自动识别系统和应用系统软件之间的通信接口，将自动识别系统采集的数据信息转换成应用软件系统可以识别和利用的信息。

２．２常见的自动识别技术

常见的自动识别技术¨

：

有条码识别、光学符号识别、生物统计识别、卡识别、射频识别等，下面一一介绍之：

２．２．１条码技术

条码是由一组规则排列的条、空以及相应的数字组成的．这种用条、空组成的数据编码可以供条码阅读器识读，而且很容易译成二进制和十进制数。

这些条和空可以有不同的组合方法，构成不同的图形符号，即各种符号体系（也称码制），适用于不同的应用场合。

条码隋３成本较低，适用于需求量大且数据不必更改的场合。

２。

２．２光学符号识别技术

光学字符识别（ＯＣＲ）技术已有３０多年的历史，近几年又出现了图像识别

（ＩｍａｇｅＣｈａｒａｃｔｅｒＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ，ＩＣＲ）技术和智能字符识别（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ

Ｃｈａｒａｃｔｅｒ

Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ，ＩＣＲ）技术，这三种自动识别技术的基本原理大致相同。

它的优点是人眼可识读、可扫描、但输入速度和可靠性不及条码，其数据格式有限，通常要用接触式扫描器。

２．２．３生物识别技术

常见的生物识别技术有语音识别技术和指纹识别技术。

语音识别抽１的研究工作大约开始于上世纪５０年代，当时ＡＴ＆ＴＢｅｎ实验室实

现了第一个可识别十个英文数字的语音识别系统——Ａｕｄｒｙ系统。

语音识别技术

６

将人类语音转换为电子信号，然后将这些信号输入进具有规定含义的编码模式中，它并不是将说出的词汇转变为字典式的拼法，而是转换为一种计算机可以识别的形式，这种形式通常开启某种行为，如组织某种文件、发出某种讯号或开始对某种活动录音等。

指纹识别技术盯１作为识别技术己经有很长的历史，１９世纪初，科学家发现了至今仍被承认的指纹的两个重要特征，即两个不同手指的指纹纹脊的式样不同和指纹纹脊的式样终生不改变。

这个有关指纹惟一性和终身不变性的研究成果在指纹鉴别犯罪中得到正式应用。

１９世纪末到２０世纪初，阿根廷、苏格兰等国相继将指纹识别技术应用于罪犯鉴别。

指纹识别的优点是指纹是人体独一无二的特征，并且它们的复杂度足以提供用于鉴别的足够特征。

缺点是某些人或某些群体的指纹因为指纹特征很少，故而很难成像。

２．２．４卡识别技术

卡识别技术主要包括磁卡识别技术与ＩＣ智能卡识别技术两类。

磁卡于上世纪六、七十年代实际用于交通车票系统、银行系统等领域。

磁卡技术中数据的存储是依靠改变磁卡上氧化粒子的磁性来实现的。

磁卡技术的优点是数据可读写，使用方便，成本低廉：

缺点是其数据存储的时间长短受磁性粒子极性的耐久性限制，使用寿命短。

１Ｃ智能卡阳Ｈ钉（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣａｒｄ）是将可编程设置的ＩＣ芯片放于卡片中，使卡片具有更多的功能。

通常所说的ＩＣ卡大多数是批接触式ＩＣ卡。

与磁卡相比，ＩＣ卡具有以下优点：

?

安全性高?

ＩＣ卡的存储容量大，便于应用，方便保管ｔ‘?

ＩＣ卡防磁，防一定强度的静电，抗干扰能力强：

２．５射频识别技术

射频识别技术（ＲＦＩＤ）技术是目前国际上发展很快的～项技术，该项技术的基本思想是通过采用先进的射频技术手段，实现对各类物体或设备在不同状态（移动或静止）下以及各种恶劣环境下的自动识别和管理。

自动识别方法的任务和目的就是提供关于个人、动物和货物的信息‘１０１。

射频系统一般主要分为射频卡（电子标签）和阅读器（读写器）两部分。

射频卡成功地解决了无源和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。

射频技术的

７

◆

基本原理是阅读器向射频卡发一组固定频率的电磁波，卡片内含一个ＬＣ串联谐振电路，其频率与阅读器发射的频率相同，这样在电磁波激励下，ＬＣ谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷，在这个电容的另一端接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储，当所积累的电荷达到一定的电压时，此电容可作为电源为其他电路提供工作电源，将卡内数据发射出去或接收阅