基于物流仓储管理的RFID读写器设计

LDMOSIC技术，可以工作在750MHz～1000MHz频段内，线性性能几乎覆盖整个应用频段。RF2132是砷化镓异质结器件(HBT)，能够很好地满足射频电路对放大功率、效率以及供电电压的要求。

   本设计中各芯片工作频率为915MHz。TRF6901调制方式为OOK，这可通过将内部B寄存器第4位置零来实现。TRF6901将所需发送信号通过PA引脚送至MW4IC915的RFIN引脚，对信号进行功率放大之后，由天线发射出去；天线接收来的信号通过RF2132对其进行线性信号放大，之后送TRF6901的LNA引脚，由TRF6901对接收信号进行处理，完成读写器前端的数据交换任务。

    2．1．2对外接口模块

    图2所示的对外接口模块为电平转换电路，主要器件为ICL232。ICL232芯片完成读写器内部TTL电平与RS-232电平的转换，通过连接标准9针串口与外部计算机连接。它是一款符合EIARS-232标准和V28规范的双向RS-232发送／接收接口芯片，负责完成电路的TTL／CMOS电平到标准串口电平的转换，并能通过滞后改善数据接收的噪声抑制。引脚1与3之间接1μF电容，引脚2通过1μF电容接5V电源，三个引脚构成+5V电平到+10V电平的转换电路；引脚4与5之间接1μF电容，引脚6通过1μF电容接地，三个引脚构成+10V电平到－10V电平的转换电路。

    2．1．3控制模块

    控制模块结构如图3所示。读写器内部控制任务主要由W77E58芯片完成，它是一款兼容8051的8位CMOS快速MCU。同8051相比，它减少了机器指令执行时间以及存储周期，降低了功耗。它包含32KBFlashEPROM，支持无外部存储元件的片上1KBSRAM，节约了更多的I／O引脚。它拥有四个8位I／O端口和一个附加的4位I／O口以及等待状态控制信号，三个16位定时／计数器，12个两中断优先级的中断源，两个加强型全双工串行通信端口以及可编程看门狗定时器；只需外加复位、晶体振荡电路和供电电路即可。

    本设计中，W77E58工作频率为40MHz。它的P1口连接TRF6901各个控制引脚，完成对收发芯片的控制并提供数据传输所需时钟信号等；串口1连接TRF6901的数据收发端，实现数据的串行通信。MCU串口0连接芯片ICL232，通过异步通信完成数据传输，只要设定W77E58串口1工作在方式1，选择与计算机同样的波特率即可。该部分设计主要集中在程序设计部分，将P1口当作普通I／O口用即可。

    2．1．4供电管理模块

    供电管理模块电路原理图如图4所示。LM317T是一个三端电压调节装置，通过改变可变电阻R6的值，可提供1．2V～37V的供电电压。同时提供IC负载过电保护。供电管理模块电路的输入端与输出端均并联一个适合于滤除低频噪声的钽电容和一个适合于滤除高频噪声的独石电容．以提高电源的品质。

    2．2软件设计

    读写器软件设计主要包括主程序设计和标签读写防冲突程序设计两部分。

    2．2．1主程序设计

    读写器应用在物流仓储管理中，需要连接上层WMS系统，所以读写器工作在PC机监控之下，PC机与读写器以主从方式通信。如图5所示，本设计中由于收发芯片内部工作方式通过外部引脚连接MCU对内部寄存器编程进行控制，所以主程序中还包含工作方式修改程序，提高了读写器应用的灵活性；同时还包括RSSI(信号强度检测)，大大改善了读取数据的正确性。MCU在完成了正常的上电复位以及初始化过程之后，PC机提示用户是否要进行内部工作方式设定及修改，如果需要，则转去处理工作方式修改程序，否则MCU进入准备工作状态，准备接收PC机发送的相关执行指令。MCU接收到指令后转去处理相关程序。处理完毕，返回结果信息并再次进入等待状态。

    2．2．2防冲突程序设计

    防冲突程序设计是读写器程序设计中的一个重要组成部分。当读写器进入工作状态时，在其天线覆盖范围内的所有标签将被激活，处于等待状态，随时准备响应读写器指令操作，这就造成了标签读写冲突。为了解决这一问题，标签内部设计了自带防冲突机制，只需利用相关的指令集辅助设计一种防冲突程序即可。防冲突程序流程图如图6所示。当处于激活状态的标签接收到读写器SELECT命令时，便发送自身UID给读写器。此时如果有一个以上的标签同时发送UID，则读写器判冲突发生，发送FAIL命令给标签，标签通过内部防冲突算法对自身相关参数值进行修改。之后，符合条件的标签将再次发送UID给