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基于ENC28J60+AS3990的网络UHF读写器设计

作者:RFID世界网收录 来源:单片机与嵌入式系统应用 2011-12-20 09:34:39

摘要:为了实现超高频(UHF)读写设备的远程实时交互功能,本文基于以太网网卡芯片ENC28J60和超高频射频识别芯片AS3990,利用LPC2138作为主控制器,实现了超高频网络读写器的软硬件方案设计。在读写器上移植实时操作系统μC/OSII和轻量级IP协议LwIP,使读写器可以连入互联网,实现了读写参数远程配置和数据实时交互,满足了快速发展的RFID产业对UHF读写器多样性需求。

关键词:ENC28J60[0篇]  AS3990[1篇]  UHF[56篇]  读写器[107篇]  

  引言

  物联网产业的兴起为RFID技术的发展和广泛应用带来了契机。超高频(UHF)读写系统凭借其读取距离远、读写速度快、并发读取标签数多、标签价格低廉等优点,将成为RFID领域未来研究和发展的热点。但目前国内市场上UHF读写器种类较少,接口单一,使用时难以摒弃传统的读写器加PC机操作模式。这些缺点限制了UHF读写器的大量使用,尤其是在物流这类需要远程物品识别和信息获取的场合。本文以射频识别芯片AS3990为基础,描述了基于网卡芯片ENC28J60的网络读写器的硬件和软件设计方案,使得读写器可以直接连入因特网,进行远程数据获取和参数配置,增强了UHF读写器的实用性。

  1  硬件设计

  读写器总体设计框架如图1所示。主控制器采用基于ARM7TDMIS内核的控制器LPC2138,该芯片具有32 KB的片内SRAM和512 KB的片内Flash存储器。外部接口丰富,能够很好地满足读写器设计的要求。采用射频芯片AS3990实现了ISO18000?6C(即EPC GEN2)协议中要求的标签交互,并为外部控制器提供两种接口访问方式。控制器只需发送简单的控制和配置命令,AS3990即可完成与电子标签的交互过程。ENC28J60是兼容IEEE802.3的10M以太网网卡芯片,它通过SPI口与控制芯片实现数据交换。电源模块采用电源芯片EZ10853.3为各个模块提供稳定的3.3 V直流供电。

图1  读写器总体设计框架

  1.1  射频芯片接口电路

  AS3990是Microsystems公司研制的一款用于超高频RFID读写器的符合ISO180006C标准的专用射频芯片。其内部集成了接收电路、发送电路、协议转换单元、控制接口等部分,用户只需外接少量的射频电路即可完成读写模块的功能设计。

  AS3990可以通过并行接口或串行SPI接口与主控制器LPC2138进行交互。射频芯片接口电路如图2所示。IO0~IO7用于并行接口,其中IO6和IO7也可用于SPI口的数据发送;引脚CLK作为SPI接口的时钟线使用;EN引脚为AS3990的使能引脚;IRQ为AS3990中断引脚。

图2  射频芯片接口电路

  为了降低相位噪声对读写性能的影响,电路中使用了外部压控振荡器(VCO)。VCO的输出连接在EXT_IN引脚上。另一方面,AS3990通过CP脚控制压控振荡器。20 MHz的温度补偿型石英晶体谐振器TCXO连接在OSCO引脚上,作为基准振荡器,这样可以进一步提高芯片的稳定性。

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