基于SkyeModule M8模块的UHF射频读卡器设计(06-100)

　　M8模块

　　M8模块提供了一个低功耗、高性能、高效率的UHF读卡器设计平台，它是一个多协议OEM模块，可以用来读写满足ISO18000-6 A/B、EPC Class 0/0+或1、EPC Class1 Gen2和其它协议的频率范围为860~960MHZ的UHF标签。还可以在现场通过升级固件程序来增加新的标签协议和兼容性。M8模块的射频输出功率可以通过程序在15mw~500mw之间范围内设定。在5V电压下，M8模块的智能电源管理可以使电流低于100μA(休眠模式)，这样可以使设备用电池来驱动。为了简化对M8模块的操作，模块留有一个20针的接口。只需要根据具体应用来设计相关的控制模块，并通过导线与接口相连，就可以以指定的通讯方式与M8模块进行数据交互。与控制模块的接口包括UART (TTL)、I2C和SPI，还可以通过RS-232、USB接口直接与计算机通讯。M8模块内置有便携式天线，还具有一个50Ω的输出阻抗，用来与外部天线相连，模块的读卡距离与外部天线有着直接关系。其外观图如图2所示。

　　控制模块设计

　　由图1可知，控制模块主要包括两部分：以微控制器(如单片机)为核心的控制单元和通讯接口单元。

　　控制单元的主要功能就是对射频模块功能进行配置并与之通信取得射频模块所获得的射频标签信息,将获取的标签信息通过通讯接口上传给上位计算机，同时也可以接收上位机对射频读卡器的配置指令。还有，射频读卡器还需要留有一个可以直接与计算机通讯的接口，有利于上位机软件的设计与开发。因此，需要根据控制单元的功能要求来选择控制单元微控制器，并实现各种通信接口。在此，控制单元是一个以AT89S53为核心的单片机系统，该单片机片内含有12K Bytes的Flash Memory和256Bytes×8的RAM，3个16位定时器/计数器，9个中断源，可编程串行UART通道，SPI接口。

　　通讯接口单元又可以分为两部分：芯片级总线接口单元(M8模块支持I2C、SPI、UART等)和现场总线级接口单元(RS232、RS485、CAN总线等)。控制单元通过芯片级总线接口单元来对射频模块进行配置和读取射频模块所捕获的射频标签信息。

　　在本设计中控制模块上需要留有一个接口，一方面与单片机的SPI引脚相连，另一方面通过导线与M8模块通讯，这样就实现了控制模块与M8模块的通讯。为了将所采集的标签信息传输给上位计算机，可以使控制模块与计算机之间通过串口通讯。控制模块的电路原理图如图3所示。