ENC28J60和AS3990的網(wǎng)絡(luò)UHF讀寫器設(shè)計(jì)

摘要：為了實(shí)現(xiàn)超高頻(UHF)讀寫設(shè)備的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)交互功能，本文基于以太網(wǎng)網(wǎng)卡芯片ENC28J60和超高頻射頻識(shí)別芯片AS3990，利用LPC2138作為主控制器，實(shí)現(xiàn)了超高頻網(wǎng)絡(luò)讀寫器的軟硬件方案設(shè)計(jì)。在讀寫器上移植實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC／OS-II和輕量級(jí)IP協(xié)議LwIP，使讀寫器可以連入互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了讀寫參數(shù)遠(yuǎn)程配置和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互，滿足了快速發(fā)展的RFID產(chǎn)業(yè)對(duì)UHF讀寫器多樣性需求。
關(guān)鍵詞：UHF讀寫器；以太網(wǎng)；LwIP；AS3990；ENC28J60；LPC2138

引言
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的興起為RFID技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用帶來了契機(jī)。超高頻(UHF)讀寫系統(tǒng)憑借其讀取距離遠(yuǎn)、讀寫速度快、并發(fā)讀取標(biāo)簽數(shù)多、標(biāo)簽價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，將成為RFID領(lǐng)域未來研究和發(fā)展的熱點(diǎn)。但目前國內(nèi)市場(chǎng)上UHF讀寫器種類較少，接口單一，使用時(shí)難以摒棄傳統(tǒng)的讀寫器加PC機(jī)操作模式。這些缺點(diǎn)限制了UHF讀寫器的大量使用，尤其是在物流這類需要遠(yuǎn)程物品識(shí)別和信息獲取的場(chǎng)合。本文以射頻識(shí)別芯片AS3990為基礎(chǔ)，描述了基于網(wǎng)卡芯片ENC28J60的網(wǎng)絡(luò)讀寫器的硬件和軟件設(shè)計(jì)方案，使得讀寫器可以直接連入因特網(wǎng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)獲取和參數(shù)配置，增強(qiáng)了UHF讀寫器的實(shí)用性。

1 硬件設(shè)計(jì)
讀寫器總體設(shè)計(jì)框架如圖1所示。主控制器采用基于ARM7TDMI-S內(nèi)核的控制器LPC2138，該芯片具有32 KB的片內(nèi)SRAM和512 KB的片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器。外部接口豐富，能夠很好地滿足讀寫器設(shè)計(jì)的要求。采用射頻芯片AS3990實(shí)現(xiàn)了ISO18000-6C(即EPC GEN2)協(xié)議中要求的標(biāo)簽交互，并為外部控制器提供兩種接口訪問方式。控制器只需發(fā)送簡(jiǎn)單的控制和配置命令，AS3990即可完成與電子標(biāo)簽的交互過程。ENC28J60是兼容IEEE802．3的10M以太網(wǎng)網(wǎng)卡芯片，它通過SPI口與控制芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。電源模塊采用電源芯片EZ1085-3．3為各個(gè)模塊提供穩(wěn)定的3．3 V直流供電。

1．1 射頻芯片接口電路
AS3990是Microsystems公司研制的一款用于超高頻RFID讀寫器的符合ISO18000-6C標(biāo)準(zhǔn)的專用射頻芯片。其內(nèi)部集成了接收電路、發(fā)送電路、協(xié)議轉(zhuǎn)換單元、控制接口等部分，用戶只需外接少量的射頻電路即可完成讀寫模塊的功能設(shè)計(jì)。

AS3990可以通過并行接口或串行SPI接口與主控制器LPC2138進(jìn)行交互。射頻芯片接口電路如圖2所示。IO0～I(xiàn)O7用于并行接口，其中IO6和IO7也可用于SPI口的數(shù)據(jù)發(fā)送；引腳CLK作為SPI接口的時(shí)鐘線使用；EN引腳為AS3990的使能引腳；IRQ為AS3990中斷引腳。