看專家描繪RFID智能互連的生活場(chǎng)景 - 全文

　　如果我們擁有透視眼，您將平均在每輛汽車上發(fā)現(xiàn)6顆印有“Melexis”Logo的ICs！當(dāng)今，幾乎全球范圍內(nèi)所有的汽車品牌都在依靠Melexis（邁來(lái)芯）的芯片來(lái)保證安全，高效和舒適地運(yùn)送乘客和貨物。不過(guò)，我們今天的主角——MLX90130/32——13.56MHz RFID/NFC收發(fā)器——除了能用在汽車上，他還會(huì)出現(xiàn)在我們生活的方方面面，如安防領(lǐng)域的門禁系統(tǒng)，醫(yī)療電子中用于監(jiān)測(cè)葡萄糖，在手機(jī)上用于NFC近場(chǎng)通訊……

　　邁來(lái)芯不僅僅在汽車行業(yè)，更在許多其他領(lǐng)域贏得商機(jī)。射頻和射頻識(shí)別元件的技術(shù)開(kāi)發(fā)，幫助邁來(lái)芯的客戶準(zhǔn)時(shí)實(shí)現(xiàn)既經(jīng)濟(jì)又有持續(xù)利潤(rùn)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)目標(biāo)。早在 2000 年，邁來(lái)芯就已推出各類傳感器標(biāo)簽。2007年，邁來(lái)芯推出了MLX12115，它是邁來(lái)芯知名的 RFID 高頻收發(fā)器 IC 系列的成功開(kāi)拓者。而在2009年，邁來(lái)芯的13.56MHz RFID收發(fā)器家族又增添了用途廣泛的 MLX90129 傳感器標(biāo)簽。MLX90129及MLX90130/ MLX90132是目前邁來(lái)芯13.56MHz RFID收發(fā)器系列中最主要的三款產(chǎn)品。

　　MLX90129取得廣泛應(yīng)用

　　在深入了解MLX90130/MLX90132之前，我們有必要回顧一下他的前輩——MLX90129。MLX90129具有獨(dú)特而強(qiáng)大的被動(dòng)傳感功能，內(nèi)置一個(gè)溫度傳感器、兩個(gè)精確的差分輸入端口連接傳感器，適應(yīng)各類型傳感器，更細(xì)節(jié)的配置，以提高校準(zhǔn)精度，并配備一個(gè)ISO15693標(biāo)準(zhǔn)的高頻RFID接口。

　　在有源數(shù)據(jù)記錄模式，MLX90129的特性在于體積小、熱質(zhì)量低、可與傳感器密封包裝、配置無(wú)線和數(shù)據(jù)傳輸、可透過(guò)SPI接口擴(kuò)充內(nèi)存，并能夠外接兩個(gè)不同類型的傳感器，其中包括快速反應(yīng)的溫度探頭。

　　早在2010年，MLX90129就在冷鏈監(jiān)控中得到成功應(yīng)用。這一成功的案例來(lái)自Proxima RF Technology和Phase IV Engineering兩家公司的攜手合作，他們采用具備高頻RFID功能的邁來(lái)芯MLX90129芯片為嚴(yán)苛并高濕度的工作環(huán)境硏制無(wú)線傳感方案。

　　含有高水份的物質(zhì)如食品，最適宜使用高頻RFID；高頻RFID應(yīng)用于冷鏈行業(yè)中的高水份物質(zhì)較適宜，其他RFID頻率應(yīng)用于醫(yī)療保健也不太理想。這種RFID閱讀器和傳感組件必須以Melexis芯片透過(guò)精確的命令集通訊并把傳感器的數(shù)據(jù)解碼。

　　當(dāng)MLX90129最開(kāi)始進(jìn)入到冷鏈監(jiān)控市場(chǎng)時(shí)，便得到很好的成績(jī)。而在冷鏈監(jiān)控市場(chǎng)之外， 將MLX90129應(yīng)用于感應(yīng)密封空間內(nèi)的移動(dòng)部件以及嵌入物料內(nèi)的傳感器，表現(xiàn)也都很理想。

　　MLX90130/MLX90132進(jìn)一步提升了性能

　　得益于MLX90129在市場(chǎng)上取得的巨大成功，邁來(lái)芯公司繼而推出了功能更加完善的MLX90130/32，他們是13.56MHz全集成的多協(xié)議RFID/NFC收發(fā)器，可處理子載波頻率從106kHz到848kHz，傳輸速率高達(dá)848kbit / s。下圖1所示為MLX90130/2的功能框圖。

　　圖1. MLX90130/2功能框圖

　　MLX90130/MLX90132是一個(gè)高性能的13.56MHz HF RFID讀卡器IC，包括一個(gè)集成的模擬前端（AFE），內(nèi)建符合ISO15693 ， ISO14443A / B ， ISO18000-3模式1標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀引擎。 MLX90130為OEM和系統(tǒng)集成商提供制造高可靠，一流的，高性能的RFID設(shè)備的能力。

　　利用高級(jí)位和幀解碼功能，MLX90130/32的數(shù)字信號(hào)處理模塊可以處理從API至物理層的低協(xié)議層。它包括一個(gè)基于子載波檢測(cè)和可編程位/符號(hào)編碼器/解碼器的數(shù)字解調(diào)器。它還編碼和解碼啟動(dòng)和停止位，奇偶校驗(yàn)位，額外保證時(shí)間（EGT），幀的啟動(dòng)和停止（SOF/EOF）以及CRC。其256字節(jié)的緩沖器允許對(duì)于整個(gè)RFID幀進(jìn)行緩沖。SPI/UART通信端口保證了與主要微控制器的簡(jiǎn)易對(duì)接，特別是對(duì)于那些低成本產(chǎn)品。

　　另外，MLX90130/32的雙驅(qū)動(dòng)架構(gòu)僅需要最小數(shù)量的外部支持元件，并允許發(fā)射器為適當(dāng)?shù)?a target="_blank">天線負(fù)載提供高達(dá)70mW的RF功率。所傳輸?shù)墓β士蛇m用于大多數(shù)短距離至中距離的應(yīng)用。

　　MLX90130采用5x5mm QFN封裝，工作溫度范圍在-40至+105 °C。可以立即提供樣品。

　　獨(dú)有標(biāo)簽和場(chǎng)檢測(cè)功能顯著降耗

　　對(duì)于移動(dòng)設(shè)備，功耗一直是一個(gè)永恒的話題，邁來(lái)芯在中國(guó)的代理商深圳市世強(qiáng)先進(jìn)科技有限公司（簡(jiǎn)稱：世強(qiáng)）市場(chǎng)經(jīng)理余彪先生特別指出。“標(biāo)簽和場(chǎng)檢測(cè)功能是MLX90130/32所獨(dú)有的功能，MLX90130/32為支持NFC嵌入了增強(qiáng)的標(biāo)簽和電磁場(chǎng)檢測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)了在RFID讀卡器配置和NFC模式下的顯著降耗。MLX90130/32的功耗在同類產(chǎn)品中是最低的?！?/p>

　　MLX90130/32是基于高頻電磁場(chǎng)的振幅變化來(lái)偵測(cè)正在接近的標(biāo)簽。一個(gè)金屬物體移近或遠(yuǎn)離天線足以影響高頻電磁場(chǎng)的振幅。如果對(duì)象在該高頻頻率成為一諧振電路，對(duì)高頻電磁場(chǎng)的振幅影響更大。

　　為了降低功耗，MLX90130/32利用極短的高頻電磁場(chǎng)脈沖，檢測(cè)物件在天線前方對(duì)電磁場(chǎng)振幅做成的變化，其余時(shí)間均處于睡眠模式。如下圖2所示為標(biāo)簽檢測(cè)的工作模式。

　　圖2. MLX90130/32標(biāo)簽檢測(cè)的工作模式

　　一旦高頻電磁場(chǎng)的振幅變化被檢測(cè)到，MLX90130/MLX90132就會(huì)被喚醒，并通過(guò)IRQ_OUT引腳發(fā)送一個(gè)短脈沖通知單片機(jī)。然后，單片機(jī)就會(huì)根據(jù)應(yīng)用程序的要求，通過(guò)發(fā)送連續(xù)的命令對(duì)MLX90130/32進(jìn)行控制，啟動(dòng)標(biāo)簽識(shí)別程序。

　　為了檢測(cè)到高頻場(chǎng)的任何變化（減少或增加），兩個(gè)閾值被存儲(chǔ)到MLX90130/32中：DacDataL 和DacDataH。如果測(cè)量到的高頻振幅比DacDataL低，比DacDataH高，則產(chǎn)生一個(gè)中斷脈沖，MLX90130/32被喚醒，而如果測(cè)得的高頻場(chǎng)的振幅保持在由DacDataL和DacDataH定義的范圍內(nèi)，則MLX90130/32工作在標(biāo)簽的檢測(cè)模式（沒(méi)有喚醒）。

　　如果環(huán)境的變化導(dǎo)致恒定的高頻場(chǎng)幅值產(chǎn)生變化，我們可以再次通過(guò)新的校準(zhǔn)程序測(cè)量新的參考幅度。

　　下圖顯示了MLX90130/32在不同工作模式下的功耗情況。在休眠模式下，他的典型值是1uA；睡眠模式下的典型值是20 uA左右；工作模式下的典型值是100mA；而在標(biāo)簽探測(cè)的模式下其典型值是22 uA。

　　圖3. MLX90130/32在各種工作模式下的功耗

　　單顆芯片支持協(xié)議最全

　　“與業(yè)界的其他同類產(chǎn)品相比，MLX90130/32除了功耗最低之外，而且其還是單顆芯片支持協(xié)議最全的芯片?！笔缽?qiáng)的市場(chǎng)經(jīng)理余彪先生表示。

　　MLX90130/32支持的協(xié)議包括：

　　? NFC：符合 ISO/IEC 18092主動(dòng)及被動(dòng)（最高達(dá)424kbps）的要求

　　? PCD：符合ISO14443 A和B（高達(dá)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

　　世強(qiáng)專家暢想應(yīng)用實(shí)例

　　“MLX90130/MLX90132憑借其所具備的3大優(yōu)點(diǎn)——低功耗、單顆芯片支持協(xié)議最全、價(jià)格優(yōu)勢(shì)，在市場(chǎng)上取得了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。非常適合用在汽車，NFC手機(jī)，無(wú)線充電，醫(yī)療電子，安防監(jiān)控……等方面?！笔缽?qiáng)的市場(chǎng)經(jīng)理余彪先生暢想了MLX90130/32的各種應(yīng)用場(chǎng)景，他還特別指出：“在安防門禁方面，用MLX90130/32來(lái)替代MFRC523，是極具成本優(yōu)勢(shì)的?！?/p>

　　下面，我們就來(lái)看看MLX90130/32將會(huì)出現(xiàn)在我們生活中的各種應(yīng)用場(chǎng)景。

　　圖4. MLX90132在汽車中的應(yīng)用

　　在汽車中，MLX90132可以用于汽車接入和啟動(dòng)、汽車的個(gè)性化設(shè)置、汽車診斷、汽車租賃等。

　　圖5. MLX90130/32的NFC應(yīng)用實(shí)例

　　在日常生活中，NFC手機(jī)可以用作RFID，還可以和藍(lán)牙配對(duì)，在洗衣機(jī)中用于讀取布料標(biāo)簽，可以提供預(yù)訂服務(wù)，微波閱讀食品標(biāo)簽，最后，還可以根據(jù)咖啡膠囊，調(diào)整咖啡機(jī)的設(shè)定。

　　圖6. MLX90130/32在無(wú)線充電上的應(yīng)用

　　無(wú)線充電是通過(guò)電感耦合，第二感應(yīng)線圈把充電器的磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)換成充電電流。這已經(jīng)有了成功案例，如Toyota Avalon 2013。

　　“邁來(lái)芯科技是世強(qiáng)在2013年新簽下的一條產(chǎn)品線，邁來(lái)芯是汽車電子行業(yè)的領(lǐng)先供應(yīng)商，同時(shí)在工業(yè)領(lǐng)域提供極具創(chuàng)新性、價(jià)值一流的產(chǎn)品。這為進(jìn)一步豐富世強(qiáng)的產(chǎn)品線添磚加瓦，也使我們的業(yè)務(wù)拓展到更深更廣的應(yīng)用領(lǐng)域?！笔缽?qiáng)市場(chǎng)經(jīng)理余彪先生最后指出。

　　關(guān)于世強(qiáng)

　　世強(qiáng)先進(jìn)成立于1993年，是包括安華高、瑞薩電子、Silicon Labs、Rogers、Melexis、英飛凌、acam、Alliance、Micrel、Littelfuse、NEMICON、EMC & RF Labs、EPSON、Ricoh、Cypress、Vincotech、安捷倫等在內(nèi)的全球知名半導(dǎo)體企業(yè)及測(cè)試測(cè)量儀器公司在大中國(guó)區(qū)的重要分銷商，同時(shí)也是眾多電子制造和研發(fā)企業(yè)的重要供應(yīng)商，產(chǎn)品業(yè)務(wù)廣泛覆蓋工業(yè)、安防、醫(yī)療、汽車、智能手機(jī)、通信設(shè)備、消費(fèi)、智能四表、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。