A novel low-power input-independent MOS AC/DC charge pump

This paper presents a novel fully integrated MOS AC to DC charge pump with low power dissipation and stable output for RFID applications. To improve the input sensitivity, we replaced Schottky-diodes in conventional charge pumps with MOS diodes with zero threshold, which has less process defects and is thus more compatible with other circuits. The charge pump in a RFID transponder is implemented in a 0.35um CMOS technology with 0.24 sq mm die size. The analytical model of the charge pump and the simulation results are presented.

发布/订阅系统可伸缩性支持技术研究

在发布/订阅系统中，订阅者向系统注册其对某一个或某一类事件的兴趣，发布者将生成的事件发布到系统中，发布/订阅系统负责将事件与订阅进行匹配，并向对事件感兴趣的订阅者发出事件通知。发布者和订阅者在时间、空间和控制流上完全解耦合，能很好地满足大型分布式应用对松耦合交互的需求。发布/订阅系统在金融服务、新闻服务、物流等领域有着很大的实际应用价值。随着传感器技术的发展和普适应用的增长， 发布/订阅系统应用于传感器网络和 RFID应用等普适环境下的研究方兴未艾。在普适环境下，分布式大规模多种类事件给发布/订阅系统带来了更多的系统效率和可伸缩性问题。 来自传感器或RFID设备的原子事件数据被采集获取后即被发送到功能更为强大的代理服务器上处理。当传感器节点很多、传感数据规模很大时，大量收集到的数据容易造成网络拥塞以及某些代理服务器负载过重，从而成为性能瓶颈。因此，需要设计有效的代理部署算法，选取代理服务器的最佳位置，构建数据收集网络的拓扑结构，以高效地利用代理服务器的处理能力和网络带宽，提高数据的采集效率，从而支持发布/订阅系统更高效地处理大量事件和订阅。 在基于内容的发布/订阅系统中，基于内容的订阅是高度多样化的，不同的事件可能满足大量的感兴趣的订阅者。 系统中， 大规模的订阅信息和事件的到达，可能造成某些代理服务器负载过重，网络消息流量也过大，使得事件不能及时送达订阅者。因此，需要设计一个有效的消息路由策略，将发布者发布的事件消息高效地传递给订阅者，并且将事件匹配的责任分派到网络中不同的代理服务器上，使得网络中各代理服务器的负载分布相对均衡。 本文围绕发布/订阅系统的可伸缩性，对原子事件数据收集中的代理服务器部署问题，以及原子事件/订阅的路由问题展开研究。本文针对一般部署问题，即存在禁止部署区域的情形，提出了基于栅格化和爬山法的代理部署算法；对于无禁止区域的部署问题， 提出了更优的基于 Voronoi 图和Steiner 树的代理部署算法。本文实现了上述两个算法，实验表明，算法能获得在部署代价、通信开销和负载均衡度方面均较优的部署方案。在原子事件/订阅的路由上，本文提出了基于事件空间划分的渠道路由算法。算法将事件空间划分为多个事件渠道，每个事件渠道分配给单个代理服务器负责。代理服务器对到达的事件或订阅，根据其所属的渠道，决定转发或在本地处理。算法还通过实时监控代理服务器的负载，在负载较重时，分割渠道，在负载较轻时，合并渠道，从而达到动态负载均衡的效果。本文在OncePubSub系统上实现了上述算法，实验表明，算法能够有效地降低事件和订阅的传递开销，减小事件处理延迟，并能均衡代理服务器的负载。

CMOS超高频整流器

提出了一个适用于无源UHF RFID标签芯片的全CMOS整流器.整流器包括射频-直流转换电路、偏置电路、直流-直流转换电路和振荡器电路.整流器的工作频率范围是860～960 MHz.基于0.18μm,1p6m的标准数字CMOS工艺,设计并实现了无源UHF RFID标签芯片的整流器.该设计采用开关电容电路技术动态地消除了CMOS管开启电压的问题,在标准数字CMOS工艺下实现了高效率的超高频整流器.整流器的面积为180μm×140μm.当输入900MHz,-16dBm的射频信号时,整流器的输出电压为1.2V,启动时间为980μs.

基于ARM Linux的门禁系统的设计与实现

门禁系统主要负责对出入通道进行管制，是社区楼宇安全监控系统的一部分。传统的门禁系统通常采用密码识别、卡片识别的方式进行验证，由于密码、卡片容易被盗用、丢失，系统安全性不高。在通信方式上传统门禁系统通常采用RS485或者RS232连接，传输距离、速度和连接终端数均受限制。本文提出的人像识别门禁系统解决方案采用ARM-Linux系统平台，依靠社区宽带综合业务网的传输和存储能力，结合密码、RFID和人像识别三种识别方式，利用网络技术和生物识别技术达到识别率高、响应速度快、扩展能力强的要求，并能够与驻地网的其它业务集成，提供业务级的联动服务。此外，该门禁系统还支持用户使用电话开门，由服务器完成对用户来电的识别和防伪验证。本文工作的主要贡献是：参与了ARM-Linux系统的裁剪、移植和声卡驱动的修改；建立了ARM-Linux交叉编译环境；完成了门禁前端软件系统的整体设计和实现；完成了服务器软件电话呼叫响应子系统的设计。

基于EPC Class-1 Gen-2标准的防冲突算法与改进

针对RFID读写器识别多标签过程中出现的冲突问题,研究并实现了EPC Class-1 Gen-2标准中的防冲突算法,即时隙随机算法(SR算法),同时针对SR算法的不足提出改进算法。改进算法采用不避让冲突时隙的处理方式,降低了由时隙的随机选取所导致的标签间冲突的概率。实验结果证明,改进后的算法在通信次数和吞吐率方面均优于原算法,有效提高标签识别效率。

中间件中读写器适配器设计

本文在介绍了RFID中间件技术研究现状与RFID中间件体系结构的基础上,针对企业应用环境中多标准、多协议谈写器并存的复杂现状,重点介绍了一种能够控制多种RFID硬件读写器的适配器原型。在本文的最后,简要的介绍了利用拓展后的适配器原型控制两种RFID读写器读取RFID标签的实验情况,验证了该适配器原型的有效性、可重用性与可拓展性。