看專家描繪RFID智能互連的生活場景

　　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(邁來芯)的芯片來保證安全，高效和舒適地運(yùn)送乘客和貨物。不過，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)測葡萄糖，在手機(jī)上用于NFC近場通訊……

　　邁來芯不僅僅在汽車行業(yè)，更在許多其他領(lǐng)域贏得商機(jī)。射頻和射頻識別元件的技術(shù)開發(fā)，幫助邁來芯的客戶準(zhǔn)時實(shí)現(xiàn)既經(jīng)濟(jì)又有持續(xù)利潤的產(chǎn)品開發(fā)目標(biāo)。早在 2000 年，邁來芯就已推出各類傳感器標(biāo)簽。2007年，邁來芯推出了MLX12115，它是邁來芯知名的 RFID 高頻收發(fā)器 IC 系列的成功開拓者。而在2009年，邁來芯的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)

　　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)大的被動傳感功能，內(nèi)置一個溫度傳感器、兩個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、配置無線和數(shù)據(jù)傳輸、可透過SPI接口擴(kuò)充內(nèi)存，并能夠外接兩個不同類型的傳感器，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功能的邁來芯MLX90129芯片為嚴(yán)苛并高濕度的工作環(huán)境硏制無線傳感方案。

　　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最開始進(jìn)入到冷鏈監(jiān)控市場時，便得到很好的成績。而在冷鏈監(jiān)控市場之外， 將MLX90129應(yīng)用于感應(yīng)密封空間內(nèi)的移動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在市場上取得的巨大成功，邁來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是一個高性能的13.56MHz HF RFID讀卡器IC，包括一個集成的模擬前端(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。

　　利用高級位和幀解碼功能，MLX90130/32的數(shù)字信號處理模塊可以處理從API至物理層的低協(xié)議層。它包括一個基于子載波檢測和可編程位/符號編碼器/解碼器的數(shù)字解調(diào)器。它還編碼和解碼啟動和停止位，奇偶校驗(yàn)位，額外保證時間(EGT)，幀的啟動和停止(SOF/EOF)以及CRC。其256字節(jié)的緩沖器允許對于整個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易對接，特別是對于那些低成本產(chǎn)品。

　　另外，MLX90130/32的雙驅(qū)動架構(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)奶炀€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)簽和場檢測功能顯著降耗

　　對于移動設(shè)備，功耗一直是一個永恒的話題，邁來芯在中國的代理商深圳市世強(qiáng)先進(jìn)科技有限公司(簡稱：世強(qiáng))市場經(jīng)理余彪先生特別指出?！皹?biāo)簽和場檢測功能是MLX90130/32所獨(dú)有的功能，MLX90130/32為支持NFC嵌入了增強(qiáng)的標(biāo)簽和電磁場檢測功能，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是基于高頻電磁場的振幅變化來偵測正在接近的標(biāo)簽。一個金屬物體移近或遠(yuǎn)離天線足以影響高頻電磁場的振幅。如果對象在該高頻頻率成為一諧振電路，對高頻電磁場的振幅影響更大。

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

圖2. MLX90130/32標(biāo)簽檢測的工作模式

　　一旦高頻電磁場的振幅變化被檢測到，MLX90130/MLX90132就會被喚醒，并通過IRQ_OUT引腳發(fā)送一個短脈沖通知單片機(jī)。然后，單片機(jī)就會根據(jù)應(yīng)用程序的要求，通過發(fā)送連續(xù)的命令對MLX90130/32進(jìn)行控制，啟動標(biāo)簽識別程序。

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

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

　　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主動及被動(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，在市場上取得了競爭優(yōu)勢。非常適合用在汽車，NFC手機(jī)，無線充電，醫(yī)療電子，安防監(jiān)控……等方面。”世強(qiáng)的市場經(jīng)理余彪先生暢想了MLX90130/32的各種應(yīng)用場景，他還特別指出：“在安防門禁方面，用MLX90130/32來替代MFRC523，是極具成本優(yōu)勢的。”

　　下面，我們就來看看MLX90130/32將會出現(xiàn)在我們生活中的各種應(yīng)用場景。

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、汽車的個性化設(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，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在無線充電上的應(yīng)用

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

　　“邁來芯科技是世強(qiáng)在2013年新簽下的一條產(chǎn)品線，邁來芯是汽車電子行業(yè)的領(lǐng)先供應(yīng)商，同時在工業(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)市場經(jīng)理余彪先生最后指出。