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基於NFC技術的非接觸式通訊

上網時間: 2013年05月03日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:NFC  非接觸式通訊  RFID  Data Logger V3  EEPROM 

作者:Nishat Omar、Raunaque Mujeeb Quaiser / 意法半導體(ST)

低功耗和自供電設備是許多半導體和電子企業最近大力投入研發的新領域。近距離通訊(NFC)就是一種基於電磁感應耦合概念的自供電通訊技術,鬆耦合感應電路讓NFC元件能夠在幾公分的距離內共用電能和數據。感應式電能接收器可使NFC實現各種通訊模式,例如,被動、主動和RFID模式。

NFC設備和近距離(13.56MHz)RFID電子標籤採用與非接觸式智慧卡相同的基礎通訊技術。該技術已被ISO/IEC(國際標準化組織/國際電工委員會)、ETSI(歐洲電信標準協會)和ECMA(歐洲資訊通訊系統標準化協會)國際標準化組織接受。NFC讀取器與電子標籤之間的通訊距離必須在4cm以內,NFC使讀取器與標籤或者讀取器與讀取器共用有效負載數據。

本文重點介紹意法半導體(ST)的雙介面EEPROM RFID系列電子標籤晶片。基於該系列晶片的系統解決方案可滿足市場對低功耗和自供電非接觸式通訊應用的需求。其系統解決方案還包括基於Android和Windows兩種平台的繪圖用戶介面,突現針對不同感測器、標準元件和支援NFC技術的雙介面EEPROM功能。

為了展現含有NFC標籤(M24LR64)的應用系統的功能,ST開發一款Data Logger V3數據記錄器評估板。該電路板(電子標籤)支援13.56MHz NFC通訊技術,配備不同類型的感測器、RFID EEPROM數據記憶體和非接觸式通訊介面。硬體感測器包括溫度感測器(STTS751)、MEMS運動感測器(LIS3DH)、濕度感測器與光感測器。

這些感測器以預設的間隔把數據儲存在數據記錄器內,基於Windows/Android的用戶介面軟體讀取這些數據,並以圖表的方式將數據顯示在螢幕上。該應用系統突現基於RFID的EEPROM(M24LR64)的功能和存取機制。

M24LR64是一個8KB的雙介面EEPROM記憶體,支援兩種通訊模式:一、透過有線連接與微控制器的I2C通訊;二、採用無線數據傳輸技術(IS015693)的RF通訊。

Data Logger V3評估板由以下模組組成:

一、硬體:一個由STM8L微控制器、MEMS(LIS3DH)、溫度感測器(STTS751)、光感測器和M24LR64 EEPROM以及板載感應式天線組成的普通的電路板。電路板電源是一枚鈕扣電池(CR2032),為感測器數據通過I2C介面儲存到EEPROM內提供電能。在數據保存到EEPROM後,PC或Android應用軟體(圖形用戶介面)可存取EEPROM。

二、軟體:一個專用的PC或Android繪圖用戶介面(GUI),透過RF-ISO15693介面與Data Logger V3評估板互動。該應用軟體與意法半導體的RF收發器CR95HF通訊,該介面再經由13.56MHz射頻技術與板上EEPROM通訊。


圖1:基於Windows平台的數據記錄系統(功能架構圖)。


圖2:支援Windows平台的數據記錄系統(實際系統)。


圖3:支援Android平台的數據記錄系統(功能架構圖)。


圖4:支援Android平台的數據記錄系統(實際系統)。

(下一頁繼續:數據紀錄應用)


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