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悄悄的,NFC/RFID就把我们包围了

时间:01-26 来源:3721RD 点击:

图4. 嵌入式设计中支持NFC/RFID功能的典型电路图。该电路与MAX66242安全认证器标签的主要功能相结合,使嵌入式系统能够支持当今便携式以及安全、嵌入式系统的新型非接触应用。

图4中,I?C接口(SDL和SDA)和PIO信号(RF-AIP和RF-BUSY功能的多路复用线)是连接主机微控制器所必须的,RFID_VCC_ANABLE和SYS_ALERT_INT#信号可选。MOSFET Q1用于隔离。由于可通过RF和I?C接口访问标签内部的EEPROM,当主机微控制器必须在存在HF场的情况下进行连接时,Q1为标签供电。然而,可选的Q2利用电路板上的稳压VCC切换开漏SYS_ALERT_INT# (这种情况下不安装R4)。

在设备原理图中利用该电路(图4)的各种变型,OEM产品可与任何NFC/RFID读卡器或发起方系统进行通信。一旦电路板进入HF场,VOUT升高并导通Q2。开漏信号SYS_ALERT_INT#变为低电平,中断或唤醒主机微控制器,由此表示系统处于HF场中。然后主机微控制器将RFID_VCC_ANABLE驱动为逻辑高状态,将MOSFET Q1导通。此时,主机微控制器即可与产生HF场的NFC/RFID读卡器交换数据。同样,MAX66242的VCC引脚不需要连接电源,因为IC的内部电路由从HF场收集的能量供电。然而,VCC引脚如图4所示连接,所以主机微控制器能够在没有HF场的情况下访问IC。就像有线至无线转换器一样,I?C信号将数据传输至外部。数据流由RF-AIP (RF-Access-In-Progress)引脚控制,也与RF-BUSY引脚多路复用。

该NFC/RFID标签IC带有集成调谐电容。电路中所示的外部调谐电容CEXT-TUNE可选。然而,CEXT-TUNE电容为设计者提供了重新快速调谐系统的途径,取决于标签所处环境下的加载效应。

标签催生新应用

如上所述,NFC/RFID有望催生工业和医疗领域的新型市场。其中部分新应用包括自动设备配置(也称为行为设置)、使用次数设置、系统报警设置(例如系统唤醒)、从设备安全认证以及传感器标签实现等。

支持传感器的NFC/RFID标签--传感器标签

快速增长的一个领域是传感器标签。传感器标签是包含传感器IC的组件(例如插件),从用户行为及周围环境监测规定的物理参数(图5)。这些参数包括温度、压力、光、冲击、振动、湿度、加速度以及化学特性等。这些检测操作附加在标签的标准识别功能之外。安全传感器标签极具吸引力的一个特性是无需连线,即可收集和报告物理参数测量值。这里有一项极大好处: MAX66242是传感器标签方案的关键元件。

传感器标签在医疗消耗品应用中的两个例子是:温度传感器和防晒指数传感器(SPF)。病人戴上一次性温度传感器标签后,护士无需接触病人即可测量体温。鉴于隐蔽的、危险的病毒传播问题,这种方式在一定程度上可以减轻或彻底避免医院或诊所内的交叉感染。按照相同的方式,SFP传感器标签可帮助沙滩上的游人正确使用防晒霜,避免太阳灼伤,用户只需利用智能手机读取SPF传感器即可。

传感器标签也有助于监测货物运输的完整性。例如,在运输贵重和/或易碎货物期间,冲击或振动传感器标签可测量发生的冲击。

本例中,MAX66242是此类应用的关键元件,创新设计可支持主机I?C端口。如果没有主机I?C端口,就需要小型微控制器收集温度转换数据,然后将数据写入到标签的存储器,随后由读卡器收集数据(图5)。

图5. 通用分立式传感器标签的示意电路图。MAX66242主机I?C端口允许智能手机访问传感器并收集温度数据,无需使用微控制器。

如上所述,传感器标签将模拟物理量转换(或变换)为数字输出。此时,MAX66242实际上是连接这些外部模拟参数转换与有用信息的桥梁或管道,用户可在智能电话或平板电脑的屏幕上读取信息。同样,使用该IC的传感器标签无需外部能源,而是使用其能量收集引脚VOUT作为传感器IC的电源。图6所示为典型的分立式传感器标签原理图。

图6. 分立式嵌入传感器标签结构。

诊断和错误数据收集解决长期稳定性问题

简而言之,MAX66242标签真正地支持嵌入式系统与支持NFC功能的便携式通信设备进行通信。NFC/RFID端口也可向服务人员提供报警,类似于汽车仪表盘上的"立即检修引擎"指示灯。

在嵌入式设计中实现了图4所示的电路结构后,系统即能够以无线方式与外部交换信息,包括诊断和误码校验、从失效电路收集数据、运行状态报警,以及其它系统配置/调试和校准数据。这种灵活性为OEM提供了终端产品的增值功能。

设计者可利用MAX66242储存对系统运行至关重要的诊断和故障数据。在系统"死机"后或未上电时,可上传该数据。这种系统健康和故障数据的收集是通过NFC/RFID标签的接口实现的。图7所示为典型的电源管理系统,其中每个负载点(POL)稳压器由公共电源管理总线(PMBus)进行配置和监测。PMBus仅仅是I?C总线的一种变体。系统正常工作期间,持续监测每个POL的关键工作参数。在持续监测模式下,系统管理器也可执行修正措施,以响应故障或工作报警。

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