基于LPC11C14的服裝工位機(jī)設(shè)計

摘要：為了實現(xiàn)服裝生產(chǎn)的信息化，設(shè)計了一種基于LPC11C14單片機(jī)、可讀取RFID標(biāo)簽的服裝生產(chǎn)工位機(jī)。該工位機(jī)通過讀取RFID標(biāo)簽來采集生產(chǎn)物流信息。利用單片機(jī)片內(nèi)CAN控制器，通過CAN總線實現(xiàn)與服務(wù)器的通訊。此文描述了該工位機(jī)的軟硬件設(shè)計方案，并在實際生產(chǎn)過程中進(jìn)行了測試，結(jié)果表明該工位機(jī)達(dá)到了設(shè)計目標(biāo)，將大幅提高服裝生產(chǎn)及物流管理的自動化程度和智能水平。
關(guān)鍵詞：LPC11C14；RFlD；CAN總線；服裝生產(chǎn)；數(shù)據(jù)采集

服裝制造業(yè)是典型的勞動密集型產(chǎn)業(yè)，信息化的生產(chǎn)管理通常是欠缺的，特別是車間的管理。現(xiàn)代企業(yè)期望使用高新技術(shù)來增強(qiáng)產(chǎn)品的競爭力并降低成本，通過有效利用和控制物流信息，實現(xiàn)產(chǎn)能的最大化。國際上，伴隨著生產(chǎn)物流信息化管理中的信息爆炸，RFID技術(shù)被引入來減輕人工輸入和處理大批數(shù)據(jù)的負(fù)擔(dān)，為生產(chǎn)流程的精細(xì)化管理提供依據(jù)。如今，國內(nèi)的服裝生產(chǎn)企業(yè)熱衷于服裝生產(chǎn)的信息化，亟需研發(fā)廉價的智能服裝生產(chǎn)工位機(jī)。文中使用NXP公司的32位內(nèi)置CAN控制器的ARM單片機(jī)，加上RFID讀卡模塊及CAN收發(fā)器，省去了CAN控制器芯片。CAN通訊采用單片機(jī)內(nèi)部CAN控制器，通訊協(xié)議由單片機(jī)軟件實現(xiàn)，從而簡化了應(yīng)用電路，提高了電路的實用性。

1 恩智浦半導(dǎo)體LPC11C14單片機(jī)簡述
LPC11C14采用ARM公司的Cortex—M0內(nèi)核，具有能耗極低、門數(shù)量少、代碼占用空間小等特點。由于其低廉的價格和強(qiáng)大的控制、運算性能，被廣泛運用于嵌入式網(wǎng)絡(luò)。其具體性能指標(biāo)如下：1)工作頻率：最高50 MHz；工作溫度范圍：-40～+85°；寬電壓供電：1．8～3．6 V；2)32 k字節(jié)的閃存存儲器和8 k的SRAM；3)2個16位通用定時器和2個32位通用定時器；4)CAN控制單元，內(nèi)部ROM集成供CAN和CANOpen標(biāo)準(zhǔn)使用的初始化和通信的API函數(shù)，用戶可直接調(diào)用；兼容CAN2．0A／B，傳輸速率高連1 Mbit／s；支持32消息對象，且每消息對象有自己的掩碼標(biāo)識；提供可屏蔽中斷。

2 RFID技術(shù)分析
離散制造的產(chǎn)品往往由多個零件經(jīng)過一系列并不連續(xù)的工序的加工最終裝配而成，服裝制造正屬于此類，生產(chǎn)過程中產(chǎn)品品種繁多、工藝復(fù)雜，包含龐大的生產(chǎn)物流信息量。因此，應(yīng)用于服裝制造的射頻識別系統(tǒng)需要包含3部分：1)應(yīng)答器，即物料的RFID標(biāo)簽，由耦合元件和芯片組成，內(nèi)置天線，用于與射頻天線通信。本系統(tǒng)采用的標(biāo)簽是載波頻率為125 kHz只讀式非接觸卡，它靠瀆卡器感應(yīng)供電并讀出存儲在芯片EEPROM中的唯一卡號。無源和非接觸是該芯片兩個最突出的特點，射頻接口電路是關(guān)鍵的核心技術(shù)，它從讀卡器接收射頻能量，為芯片產(chǎn)生電源和時鐘，并采用相移鍵控和加載調(diào)幅等技術(shù)實現(xiàn)卡與讀卡器問的無線通訊。2)閱讀器，利用線射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)與應(yīng)答器的信息傳遞。在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時序關(guān)系，將實現(xiàn)能量傳遞和數(shù)據(jù)交換。標(biāo)簽信息被讀取完成之后，將會傳輸?shù)胶蠖藨?yīng)用軟件。3)應(yīng)用軟件，對讀寫器獲取的應(yīng)答器信息進(jìn)行處理，并通過CAN總線上傳給服務(wù)器。RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計
基于LPC11C14的工位機(jī)硬件部分主要由射頻讀卡模塊、電源輸入端、CAN通訊模塊組成。總體硬件圖如圖2所示。