和傳統(tǒng)的近距通訊相比,近場通訊(NFC)有天然的安全性,以及連接建立的快速性。這些優(yōu)點(diǎn)也使得NFC在手機(jī)及安防領(lǐng)域里備受歡迎,如智能門鎖,門禁等都具有NFC功能。
目前,我在做的一個安防產(chǎn)品(keypad)也增設(shè)了NFC功能。傳統(tǒng)的keypad都是通過設(shè)置密碼,且在按下密碼后,keypad方可進(jìn)行后續(xù)的工作。加上NFC功能后,可以使用戶直接刷卡,無需再按按鍵就可以使keypad進(jìn)行后續(xù)工作。所以這個功能無疑是我設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的一大亮點(diǎn),也是和傳統(tǒng)安防產(chǎn)品中的keypad一個重要區(qū)別。
在我的安防產(chǎn)品keypad中選用了世強(qiáng)代理的Melexis的MLX90132 NFC收發(fā)器來實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)升級。
選擇MLX90132應(yīng)用方案的三大理由
經(jīng)過查詢及世強(qiáng)的推薦,使得我的設(shè)計(jì)最終與MLX90132走到了一起。下面我來說說我選擇MLX90132應(yīng)用方案的幾個理由:
1)協(xié)議上基本可以兼容目前所有主流的NFC通信協(xié)議:ISO/IEC 18092,ISO/IEC 14443A/B,ISO/IEC 15693,ISO/IEC 18000-3 mode 1;因此在選擇配套的TAG上有充足的選擇空間,鑒于我設(shè)計(jì)的是安防類產(chǎn)品,所以選擇了安全性高的TAG。
2)與MCU的通信上,支持standard SPI/UART interfaces 并有528 Bytes的buffer,這是一般的MCU都支持的通信接口,這也對方案成本有要求。也許51核的MCU就可以滿足一般的設(shè)計(jì)要求,但跑NFC通信協(xié)議,對RAM、ROM還是有些要求。
3)功耗也是我選擇該方案的主要因素。MLX90132處于低功耗模式下,其wake-up events包括了TAG detector,在TAG detection狀態(tài)下,典型功耗只有50uA。這個功耗會和天線負(fù)載有關(guān)系,同時也和TAG detection模式下射頻檢測脈沖的頻率有關(guān)。在TAG detection狀態(tài)下,如果讀卡設(shè)備檢測到有TAG出現(xiàn)在射頻場內(nèi),MLX90132會通過IRQout(SPI接口)或直接發(fā)送WUFlag(UART接口),喚醒主MCU,并進(jìn)入Ready狀態(tài)等待主MCU的命令。若MCU在低功耗(睡眠)模式下,可以通過外部中斷喚醒,這一流程及其他工作模式的切換,可通過以下流程圖描述:
各部分在MLX90132應(yīng)用方案中的使用
MLX90132部分的設(shè)計(jì)大致如下。設(shè)計(jì)中使用SPI接口模式,因?yàn)槲业闹鱉CU的UART用于干別的事情了,空出了SPI接口。
天線部分,可以參照datesheet的推薦設(shè)計(jì)。當(dāng)然如果對射頻有所研究,可以自己計(jì)算一下阻抗匹配及濾波器的設(shè)計(jì),這樣設(shè)計(jì)出來的讀卡設(shè)備,可以使TAG的感應(yīng)距離更遠(yuǎn)。
晶振部分,出于成本考慮,本方案選擇了一塊無源的精度為±10ppm的27.12MHz晶振。晶振精度的選擇需慎重,一般情況下可以選擇精度更高的晶振,但晶振精度太低則頻頻偏上可能會存在比較大的誤差,從而導(dǎo)致通信失敗率升高。所如何選擇一個合適精度的晶振需要通過很多次驗(yàn)證及負(fù)載電容的匹配測試。總而言之,涉及到無線通信則選擇精度高的晶振,這樣可以將其他干擾無線的因素盡可能降低。
世強(qiáng)作為Melexis官方授權(quán)一級分銷商,可供應(yīng)Melexis磁傳感器及其接口芯片、傳感器、RFID和NFC芯片、無線芯片等全線產(chǎn)品,在讀卡器,安防監(jiān)控,門禁,光伏逆變器,醫(yī)療電子等工業(yè)應(yīng)用上都能提供解決方案、Demo支持和技術(shù)服務(wù)。
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