基于SkyeModule M8模塊的UHF射頻讀卡器設(shè)計(jì)(06-100)

　　M8模塊

　　M8模塊提供了一個(gè)低功耗、高性能、高效率的UHF讀卡器設(shè)計(jì)平臺(tái)，它是一個(gè)多協(xié)議OEM模塊，可以用來(lái)讀寫滿足ISO18000-6 A/B、EPC Class 0/0+或1、EPC Class1 Gen2和其它協(xié)議的頻率范圍為860~960MHZ的UHF標(biāo)簽。還可以在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)升級(jí)固件程序來(lái)增加新的標(biāo)簽協(xié)議和兼容性。M8模塊的射頻輸出功率可以通過(guò)程序在15mw~500mw之間范圍內(nèi)設(shè)定。在5V電壓下，M8模塊的智能電源管理可以使電流低于100μA(休眠模式)，這樣可以使設(shè)備用電池來(lái)驅(qū)動(dòng)。為了簡(jiǎn)化對(duì)M8模塊的操作，模塊留有一個(gè)20針的接口。只需要根據(jù)具體應(yīng)用來(lái)設(shè)計(jì)相關(guān)的控制模塊，并通過(guò)導(dǎo)線與接口相連，就可以以指定的通訊方式與M8模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。與控制模塊的接口包括UART (TTL)、I2C和SPI，還可以通過(guò)RS-232、USB接口直接與計(jì)算機(jī)通訊。M8模塊內(nèi)置有便攜式天線，還具有一個(gè)50Ω的輸出阻抗，用來(lái)與外部天線相連，模塊的讀卡距離與外部天線有著直接關(guān)系。其外觀圖如圖2所示。

　　控制模塊設(shè)計(jì)

　　由圖1可知，控制模塊主要包括兩部分：以微控制器(如單片機(jī))為核心的控制單元和通訊接口單元。

　　控制單元的主要功能就是對(duì)射頻模塊功能進(jìn)行配置并與之通信取得射頻模塊所獲得的射頻標(biāo)簽信息,將獲取的標(biāo)簽信息通過(guò)通訊接口上傳給上位計(jì)算機(jī)，同時(shí)也可以接收上位機(jī)對(duì)射頻讀卡器的配置指令。還有，射頻讀卡器還需要留有一個(gè)可以直接與計(jì)算機(jī)通訊的接口，有利于上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)。因此，需要根據(jù)控制單元的功能要求來(lái)選擇控制單元微控制器，并實(shí)現(xiàn)各種通信接口。在此，控制單元是一個(gè)以AT89S53為核心的單片機(jī)系統(tǒng)，該單片機(jī)片內(nèi)含有12K Bytes的Flash Memory和256Bytes×8的RAM，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，9個(gè)中斷源，可編程串行UART通道，SPI接口。

　　通訊接口單元又可以分為兩部分：芯片級(jí)總線接口單元(M8模塊支持I2C、SPI、UART等)和現(xiàn)場(chǎng)總線級(jí)接口單元(RS232、RS485、CAN總線等)?？刂茊卧ㄟ^(guò)芯片級(jí)總線接口單元來(lái)對(duì)射頻模塊進(jìn)行配置和讀取射頻模塊所捕獲的射頻標(biāo)簽信息。

　　在本設(shè)計(jì)中控制模塊上需要留有一個(gè)接口，一方面與單片機(jī)的SPI引腳相連，另一方面通過(guò)導(dǎo)線與M8模塊通訊，這樣就實(shí)現(xiàn)了控制模塊與M8模塊的通訊。為了將所采集的標(biāo)簽信息傳輸給上位計(jì)算機(jī)，可以使控制模塊與計(jì)算機(jī)之間通過(guò)串口通訊?？刂颇K的電路原理圖如圖3所示。