ENC28J60和AS3990的網(wǎng)絡(luò )UHF讀寫(xiě)器設計

摘要：為了實(shí)現超高頻(UHF)讀寫(xiě)設備的遠程實(shí)時(shí)交互功能，本文基于以太網(wǎng)網(wǎng)卡芯片ENC28J60和超高頻射頻識別芯片AS3990，利用LPC2138作為主控制器，實(shí)現了超高頻網(wǎng)絡(luò )讀寫(xiě)器的軟硬件方案設計。在讀寫(xiě)器上移植實(shí)時(shí)操作系統μC／OS-II和輕量級IP協(xié)議LwIP，使讀寫(xiě)器可以連入互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現了讀寫(xiě)參數遠程配置和數據實(shí)時(shí)交互，滿(mǎn)足了快速發(fā)展的RFID產(chǎn)業(yè)對UHF讀寫(xiě)器多樣性需求。
關(guān)鍵詞：UHF讀寫(xiě)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)展和廣泛應用帶來(lái)了契機。超高頻(UHF)讀寫(xiě)系統憑借其讀取距離遠、讀寫(xiě)速度快、并發(fā)讀取標簽數多、標簽價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，將成為RFID領(lǐng)域未來(lái)研究和發(fā)展的熱點(diǎn)。但目前國內市場(chǎng)上UHF讀寫(xiě)器種類(lèi)較少，接口單一，使用時(shí)難以摒棄傳統的讀寫(xiě)器加PC機操作模式。這些缺點(diǎn)限制了UHF讀寫(xiě)器的大量使用，尤其是在物流這類(lèi)需要遠程物品識別和信息獲取的場(chǎng)合。本文以射頻識別芯片AS3990為基礎，描述了基于網(wǎng)卡芯片ENC28J60的網(wǎng)絡(luò )讀寫(xiě)器的硬件和軟件設計方案，使得讀寫(xiě)器可以直接連入因特網(wǎng)，進(jìn)行遠程數據獲取和參數配置，增強了UHF讀寫(xiě)器的實(shí)用性。

1 硬件設計
讀寫(xiě)器總體設計框架如圖1所示。主控制器采用基于A(yíng)RM7TDMI-S內核的控制器LPC2138，該芯片具有32 KB的片內SRAM和512 KB的片內Flash存儲器。外部接口豐富，能夠很好地滿(mǎn)足讀寫(xiě)器設計的要求。采用射頻芯片AS3990實(shí)現了ISO18000-6C(即EPC GEN2)協(xié)議中要求的標簽交互，并為外部控制器提供兩種接口訪(fǎng)問(wèn)方式?？刂破髦恍璋l(fā)送簡(jiǎn)單的控制和配置命令，AS3990即可完成與電子標簽的交互過(guò)程。ENC28J60是兼容IEEE802．3的10M以太網(wǎng)網(wǎng)卡芯片，它通過(guò)SPI口與控制芯片實(shí)現數據交換。電源模塊采用電源芯片EZ1085-3．3為各個(gè)模塊提供穩定的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(xiě)器的符合ISO18000-6C標準的專(zhuān)用射頻芯片。其內部集成了接收電路、發(fā)送電路、協(xié)議轉換單元、控制接口等部分，用戶(hù)只需外接少量的射頻電路即可完成讀寫(xiě)模塊的功能設計。

AS3990可以通過(guò)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～IO7用于并行接口，其中IO6和IO7也可用于SPI口的數據發(fā)送；引腳CLK作為SPI接口的時(shí)鐘線(xiàn)使用；EN引腳為AS3990的使能引腳；IRQ為AS3990中斷引腳。