2 整体方案设计
该系统借鉴计算机网络中经典的C/S架构,利用RS485总线连接整个网络。其中计算机作为网络服务器,节点终端设备作为客户机。计算机向各节点终端设备发送命令控制整个网络,接收采集到的数据并做进一步处理;节点终端设备主要负责采集标签数据,响应计算机的命令。系统选用的RS485器件MAX1483使网络节点数最大可达到256个。系统方案框图如图1所示。
3 硬件电路设计
系统设计的重点在于节点终端设备的设计,即超高频RFID读写器的设计。读写器的主要功能是发出询问信号,选择能量场内的应答器,建立数据通信链路并对应答器进行读写操作。超高频RFID读写器的数据采集距离较远,可达到1~30 m,通过软件设置射频收发模块增益大小来控制读写距离,灵活地满足实际要求。读写器硬件按照不同的功能可划分为主控模块、射频收发模块、电源模块、数据存储模块、接口部分、时钟模块、LCD显示模块、声光提示模块及调试电路等,具体如图2所示。
(1)主控模块选用混合信号系统级器件C8051F340作为节点终端设备的主控器件,负责控制、协调各功能模块,实现数据采集和命令响应。利用器件的双串口分别控制射频收发模块和RS485接口器件MAX1483;自带的USB功能控制器构成USB接口;通过I/O端口模拟I2C时序控制数据存储器件AT24C16;通过I/O端口控制时钟DS1302;LCD通过端口并行传输显示数据,外加其他I/O端口作为辅助控制:由I/O端口控制LED和蜂鸣器构成声光提示模块。
(2)射频收发模块选用RMU900超高频读写模块。该模块通过天线解调、解码射频标签发射的信号,把数据发送给主控器件实现数据的采集,或将命令和数据编码、调制后经天线发送给标签,实现对标签的写操作。数据的传输通过与C8051F340的串口O相连的TX0和RX0实现。图3为主控模板和射频收发模块原理图。