LPC2142的低功耗有源RFID手持機設計

提出一種可以顯著(zhù)降低有源RFID手持機功耗的流程，并采用微處理器LPC2142為核心，結合MAX1551、LTC3530、LTC3525-5 V、CH45 2A、nRF24L01等外圍器件，完成具有有源RFID標簽讀寫(xiě)功能的低功耗手持機的設計。該手持機在開(kāi)闊場(chǎng)地的有效閱讀距離可以達到80 m左右，其電池的待機時(shí)間為10天以上。

　　引言

　　根據供電方式的不同，可以將RFID分為兩類(lèi)：一類(lèi)是無(wú)源RFID，另一類(lèi)是有源RFID。無(wú)源RFID工作時(shí)標簽通過(guò)讀寫(xiě)器的電磁場(chǎng)獲得能量，標簽本身不需要電池;有源RFID則恰恰相反，電子標簽需要自備電池，提供全部器件工作所需的電源。與無(wú)源RFID系統相比，有源RFID系統對閱讀器的發(fā)射功率要求更低，有效閱讀距離也更遠，因此在很多領(lǐng)域都有著(zhù)廣泛的應用。

　　1 有源RFID系統組成及工作原理

　　有源RFID系統由有源標簽、閱讀器和應用系統3個(gè)部分組成，如圖1所示。有源標簽具有唯一的身份識別碼(即ID)，一些有源標簽內部還集成了傳感器，用于對特定物理量的測量。在閱讀器的有效工作范圍內，電子標簽主動(dòng)地將自己的ID和所測得的物理量以電磁波的形式發(fā)送給閱讀器，閱讀器將相關(guān)信息存儲在自己的存儲設備中。存儲在閱讀器中的數據可以通過(guò)以太網(wǎng)口、RS232、USB等通信接口傳送給應用系統，以便對數據進(jìn)行進(jìn)一步處理。

　　2 有源RFID手持機的結構

　　本文設計的有源手持機的結構框圖如圖2所示。其核心是微處理器(Microprocessor Unit，MPU);復位電路、時(shí)鐘電路、電源、鍵盤(pán)、LCD顯示是最小系統不可缺少的組成部分，用來(lái)維持系統正常工作以及進(jìn)行人機交互;聲音提示電路用來(lái)進(jìn)行操作有誤或者電池電量不足時(shí)的報警提示;背光電路可以為鍵盤(pán)和LCD提供背光;電量檢測電路通過(guò)檢測電池的電壓，依照電池電量和電壓的對照關(guān)系，間接地檢測出電池的剩余電量;RF電路通過(guò)天線(xiàn)可以進(jìn)行射頻信號的收/發(fā);外擴Flash可以存儲讀取到標簽的身份識別碼、漢字點(diǎn)陣字庫以及相關(guān)屬性等信息;USB接口可使手持機與PC機進(jìn)行數據通信;JTAG接口用來(lái)下載和調試程序。

　　2.1 主控模塊與外圍模塊

　　主控模塊采用NXP公司基于A(yíng)RM7內核的LPC2142微處理器。LPC2142具有USB2.O接口、2個(gè)I2C接口、2個(gè)串口、1個(gè)SPI接口、1個(gè)SSP接口、6個(gè)A/D通道，以及16 KB的RAM和64 KB的Flash;還具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)，可以避免外接實(shí)時(shí)時(shí)鐘帶來(lái)的麻煩。通過(guò)分析得知，該微處理器完全可以滿(mǎn)足系統的需求。主控模塊的電路圖如圖3所示。