蜂窝物联网（Cellular Internet of Things,CIo T）由于其广域覆盖、支持大容量连接、终端低功耗等特点,已成为物联网系统无线通信技术的重要演进方向。无源超高频射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）作为物联网系统感知层的核心技术,具有读写效率高、应用成本低等优点,在仓储物流、资产管理等领域具有重要应用价值,但仍不能满足标签广范围部署、长距离识别、大容量接入的应用场景需求。本文旨在设计实现一种超高频蜂窝物联网基站,通过辅助基站组网协同并中继转发,提升对标签的识别通信距离,扩展标签覆盖范围并增大接入容量。本文的主要工作和贡献如下:1.系统分析了提升RFID系统通信距离的不同技术途径,并用能量传输理论研究分析了超高频RFID系统的通信链路,进一步对超高频蜂窝物联网系统架构和工作原理进行了分析,通过引入辅助基站、改进系统架构解决能量传输导致的通信距离受限问题。2.采用高性能射频读写芯片和具备射频收发功能的低功耗系统级芯片（System on Chip,So C）等核心器件设计实现超高频蜂窝物联网基站的硬件电路平台,其中射频读写芯片实现基站对标签的射频识别通信功能,So C芯片实现射频载波输出和组网控制等功能。另外,设计开发了硬件平台的驱动程序、核心功能嵌入式软件和监控基站工作状态的控制软件。3.提出一种无源超高频蜂窝物联网系统实现技术方案,通过基站与多个辅助基站组网通信,控制辅助基站及其多天线按需构建蜂窝网络,对大容量标签进行空间分集,利用能量供给与识别通信分离机制,显著提升系统的通信距离、扩大覆盖范围,并大幅增加超高频蜂窝物联网基站对标签的接入容量。4.搭建了超高频蜂窝物联网基站的测试验证平台,对基站的主要性能指标进行了测试分析,验证了基站与超高频蜂窝物联网集成系统可行性。结果显示基站饱和输出功率可达32 d Bm,基站与标签的视距通信距离可达90 m,单蜂窝接入能力达到100张标签,通过配置构建多蜂窝网络,可实现大容量标签的接入通信。本文设计的超高频蜂窝物联网基站,将传统无源超高频标签的识别距离提升3～4倍,满足大容量标签识别通信的需求,在仓储物流、资产管理、医疗健康等广范围大容量标签部署场景下具有较高的应用价值。