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专家眼中的RFID智能互连的生活场景
作者:Melexis
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数据采集/无线通讯展厅
通讯卡, 数据采集卡, 无线通讯模块, 远程监控系统, RFID, 信号隔离器, 转换器...
如果我们拥有透视眼,您将平均在每辆汽车上发现6颗印有“Melexis”Logo的ICs!当今,几乎全球范围内所有的汽车品牌都在依靠Melexis(迈来芯)的芯片来保证安全,高效和舒适地运送乘客和货物。不过,我们今天的主角——MLX90130/32——13.56MHz RFID/NFC收发器——除了能用在汽车上,他还会出现在我们生活的方方面面,如安防领域的门禁系统,医疗电子中用于监测葡萄糖,在手机上用于NFC近场通讯……

迈来芯不仅仅在汽车行业,更在许多其他领域赢得商机。射频和射频识别元件的技术开发,帮助迈来芯的客户准时实现既经济又有持续利润的产品开发目标。早在2000年,迈来芯就已推出各类传感器标签。2007年,迈来芯推出了MLX12115,它是迈来芯知名的RFID高频收发器IC系列的成功开拓者。而在2009年,迈来芯的13.56MHz RFID收发器家族又增添了用途广泛的MLX90129传感器标签。MLX90129及MLX90130/MLX90132是目前迈来芯13.56MHz RFID收发器系列中最主要的三款产品。

MLX90129取得广泛应

在深入了解MLX90130/MLX90132之前,我们有必要回顾一下他的前辈——MLX90129。MLX90129具有独特而强大的被动传感功能,内置一个温度传感器、两个精确的差分输入端口连接传感器,适应各类型传感器,更细节的配置,以提高校准精度,并配备一个ISO15693标准的高频RFID接口。

在有源数据记录模式,MLX90129的特性在于体积小、热质量低、可与传感器密封包装、配置无线和数据传输、可透过SPI接口扩充内存,并能够外接两个不同类型的传感器,其中包括快速反应的温度探头。

早在2010年,MLX90129就在冷链监控中得到成功应用。这一成功的案例来自Proxima RF Technology和Phase IV Engineering两家公司的携手合作,他们采用具备高频RFID功能的迈来芯MLX90129芯片为严苛并高湿度的工作环境硏制无线传感方案。

含有高水份的物质如食品,最适宜使用高频RFID;高频RFID应用于冷链行业中的高水份物质较适宜,其他RFID频率应用于医疗保健也不太理想。这种RFID阅读器和传感组件必须以Melexis芯片透过精确的命令集通讯并把传感器的数据解码。

当MLX90129最开始进入到冷链监控市场时,便得到很好的成绩。而在冷链监控市场之外, 将MLX90129应用于感应密封空间内的移动部件以及嵌入物料内的传感器,表现也都很理想。

MLX90130/MLX90132进一步提升了性能

得益于MLX90129在市场上取得的巨大成功,迈来芯公司继而推出了功能更加完善的MLX90130/32,他们是13.56MHz全集成的多协议RFID/NFC收发器,可处理子载波频率从106kHz到848kHz,传输速率高达848kbit/s。下图1所示为MLX90130/2的功能框图。

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图1. MLX90130/2功能框图

MLX90130/MLX90132是一个高性能的13.56MHz HF RFID读卡器IC,包括一个集成的模拟前端(AFE),内建符合ISO15693,ISO14443A/B,ISO18000-3模式1标准的数据帧引擎。 MLX90130为OEM和系统集成商提供制造高可靠,一流的,高性能的RFID设备的能力。

利用高级位和帧解码功能,MLX90130/32的数字信号处理模块可以处理从API至物理层的低协议层。它包括一个基于子载波检测和可编程位/符号编码器/解码器的数字解调器。它还编码和解码启动和停止位,奇偶校验位,额外保证时间(EGT),帧的启动和停止(SOF/EOF)以及CRC。其256字节的缓冲器允许对于整个RFID帧进行缓冲。SPI/UART通信端口保证了与主要微控制器的简易对接,特别是对于那些低成本产品。

另外,MLX90130/32的双驱动架构仅需要最小数量的外部支持元件,并允许发射器为适当的天线负载提供高达70mW的RF功率。所传输的功率可适用于大多数短距离至中距离的应用。

MLX90130采用5x5mm QFN封装,工作温度范围在-40至+105℃。可以立即提供样品。

独有标签和场检测功能显著降耗

对于移动设备,功耗一直是一个永恒的话题,迈来芯在中国的代理商深圳市世强先进科技有限公司(简称:世强)市场经理余彪先生特别指出。“标签和场检测功能是MLX90130/32所独有的功能,MLX90130/32为支持NFC嵌入了增强的标签和电磁场检测功能,实现了在RFID读卡器配置和NFC模式下的显着降耗。MLX90130/32的功耗在同类产品中是最低的。”

MLX90130/32是基于高频电磁场的振幅变化来侦测正在接近的标签。一个金属物体移近或远离天线足以影响高频电磁场的振幅。如果对象在该高频频率成为一谐振电路,对高频电磁场的振幅影响更大。

为了降低功耗,MLX90130/32利用极短的高频电磁场脉冲,检测物件在天线前方对电磁场振幅做成的变化,其余时间均处于睡眠模式。如下图2所示为标签检测的工作模式。

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图2. MLX90130/32标签检测的工作模式

一旦高频电磁场的振幅变化被检测到,MLX90130/MLX90132就会被唤醒,并通过IRQ_OUT引脚发送一个短脉冲通知单片机。然后,单片机就会根据应用程序的要求,通过发送连续的命令对MLX90130/32进行控制,启动标签识别程序。

为了检测到高频场的任何变化(减少或增加),两个阈值被存储到MLX90130/32中:DacDataL和DacDataH。如果测量到的高频振幅比DacDataL低,比DacDataH高,则产生一个中断脉冲,MLX90130/32被唤醒,而如果测得的高频场的振幅保持在由DacDataL和DacDataH定义的范围内,则MLX90130/32工作在标签的检测模式(没有唤醒)。

如果环境的变化导致恒定的高频场幅值产生变化,我们可以再次通过新的校准程序测量新的参考幅度。

下图显示了MLX90130/32在不同工作模式下的功耗情况。在休眠模式下,他的典型值是1μA;睡眠模式下的典型值是20μA左右;工作模式下的典型值是100mA;而在标签探测的模式下其典型值是22μA。

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图3. MLX90130/32在各种工作模式下的功耗

单颗芯片支持协议最全

“与业界的其他同类产品相比,MLX90130/32除了功耗最低之外,而且其还是单颗芯片支持协议最全的芯片。”世强的市场经理余彪先生表示。

MLX90130/32支持的协议包括:

●NFC:符合ISO/IEC 18092主动及被动(最高达424kbps)的要求

●PCD:符合ISO14443 A和B(高达848kbps)的要求

●VCD:符合ISO/IEC 15693的要求

●TAG emulation:符合ISO/IEC 18092(NFC)和ISO/IEC14443A&B的要求

世强专家畅想应用实例

“MLX90130/MLX90132凭借其所具备的3大优点——低功耗、单颗芯片支持协议最全、价格优势,在市场上取得了竞争优势。非常适合用在汽车,NFC手机,无线充电,医疗电子,安防监控……等方面。”世强的市场经理余彪先生畅想了MLX90130/32的各种应用场景,他还特别指出:“在安防门禁方面,用MLX90130/32来替代MFRC523,是极具成本优势的。”

下面,我们就来看看MLX90130/32将会出现在我们生活中的各种应用场景。

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图4. MLX90132在汽车中的应用

在汽车中,MLX90132可以用于汽车接入和启动、汽车的个性化设置、汽车诊断、汽车租赁等。

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图5. MLX90130/32的NFC应用实例

在日常生活中,NFC手机可以用作RFID,还可以和蓝牙配对,在洗衣机中用于读取布料标签,可以提供预订服务,微波阅读食品标签,最后,还可以根据咖啡胶囊,调整咖啡机的设定。

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图6. MLX90130/32在无线充电上的应用

无线充电是通过电感耦合,第二感应线圈把充电器的磁场,转换成充电电流。这已经有了成功案例,如Toyota Avalon 2013。

“迈来芯科技是世强在2013年新签下的一条产品线,迈来芯是汽车电子行业的领先供应商,同时在工业领域提供极具创新性、价值一流的产品。这为进一步丰富世强的产品线添砖加瓦,也使我们的业务拓展到更深更广的应用领域。”世强市场经理余彪先生最后指出。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (8/14/2014)
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