基于SkyeModule M8模塊的UHF射頻讀卡器設計(06-100)

　　M8模塊

　　M8模塊提供了一個低功耗、高性能、高效率的UHF讀卡器設計平臺，它是一個多協(xié)議OEM模塊，可以用來讀寫滿足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標簽。還可以在現(xiàn)場通過升級固件程序來增加新的標簽協(xié)議和兼容性。M8模塊的射頻輸出功率可以通過程序在15mw~500mw之間范圍內(nèi)設定。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)，這樣可以使設備用電池來驅(qū)動。為了簡化對M8模塊的操作，模塊留有一個20針的接口。只需要根據(jù)具體應用來設計相關的控制模塊，并通過導線與接口相連，就可以以指定的通訊方式與M8模塊進行數(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RS-232、USB接口直接與計算機通訊。M8模塊內(nèi)置有便攜式天線，還具有一個50Ω的輸出阻抗，用來與外部天線相連，模塊的讀卡距離與外部天線有著直接關系。其外觀圖如圖2所示。

　　控制模塊設計

　　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)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射頻模塊功能進行配置并與之通信取得射頻模塊所獲得的射頻標簽信息,將獲取的標簽信息通過通訊接口上傳給上位計算機，同時也可以接收上位機對射頻讀卡器的配置指令。還有，射頻讀卡器還需要留有一個可以直接與計算機通訊的接口，有利于上位機軟件的設計與開發(fā)。因此，需要根據(jù)控制單元的功能要求來選擇控制單元微控制器，并實現(xiàn)各種通信接口。在此，控制單元是一個以AT89S53為核心的單片機系統(tǒng)，該單片機片內(nèi)含有12K Bytes的Flash Memory和256Bytes×8的RAM，3個16位定時器/計數(shù)器，9個中斷源，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：芯片級總線接口單元(M8模塊支持I2C、SPI、UART等)和現(xiàn)場總線級接口單元(RS232、RS485、CAN總線等)?？刂茊卧ㄟ^芯片級總線接口單元來對射頻模塊進行配置和讀取射頻模塊所捕獲的射頻標簽信息。

　　在本設計中控制模塊上需要留有一個接口，一方面與單片機的SPI引腳相連，另一方面通過導線與M8模塊通訊，這樣就實現(xiàn)了控制模塊與M8模塊的通訊。為了將所采集的標簽信息傳輸給上位計算機，可以使控制模塊與計算機之間通過串口通訊?？刂颇K的電路原理圖如圖3所示。