看专家描绘RFID智能互连的生活场景 - 全文

　　如果我们拥有透视眼，您将平均在每辆汽车上发现6颗印有“Melexis”Logo的ICs！当今，几乎全球范围内所有的汽车品牌都在依靠Melexis（迈来芯）的芯片来保证安全，高效和舒适地运送乘客和货物。不过，我们今天的主角——MLX90130/32——13.56MHz RFID/NFC收发器——除了能用在汽车上，他还会出现在我们生活的方方面面，如安防领域的门禁系统，医疗电子中用于监测葡萄糖，在手机上用于NFC近场通讯……

　　迈来芯不仅仅在汽车行业，更在许多其他领域赢得商机。射频和射频识别元件的技术开发，帮助迈来芯的客户准时实现既经济又有持续利润的产品开发目标。早在 2000 年，迈来芯就已推出各类传感器标签。2007年，迈来芯推出了MLX12115，它是迈来芯知名的 RFID 高频收发器 IC 系列的成功开拓者。而在2009年，迈来芯的13.56MHz RFID收发器家族又增添了用途广泛的 MLX90129 传感器标签。MLX90129及MLX90130/ MLX90132是目前迈来芯13.56MHz RFID收发器系列中最主要的三款产品。

　　MLX90129取得广泛应用

　　在深入了解MLX90130/MLX90132之前，我们有必要回顾一下他的前辈——MLX90129。MLX90129具有独特而强大的被动传感功能，内置一个温度传感器、两个精确的差分输入端口连接传感器，适应各类型传感器，更细节的配置，以提高校准精度，并配备一个ISO15693标准的高频RFID接口。

　　在有源数据记录模式，MLX90129的特性在于体积小、热质量低、可与传感器密封包装、配置无线和数据传输、可透过SPI接口扩充内存，并能够外接两个不同类型的传感器，其中包括快速反应的温度探头。

　　早在2010年，MLX90129就在冷链监控中得到成功应用。这一成功的案例来自Proxima RF Technology和Phase IV Engineering两家公司的携手合作，他们采用具备高频RFID功能的迈来芯MLX90129芯片为严苛并高湿度的工作环境硏制无线传感方案。

　　含有高水份的物质如食品，最适宜使用高频RFID；高频RFID应用于冷链行业中的高水份物质较适宜，其他RFID频率应用于医疗保健也不太理想。这种RFID阅读器和传感组件必须以Melexis芯片透过精确的命令集通讯并把传感器的数据解码。

　　当MLX90129最开始进入到冷链监控市场时，便得到很好的成绩。而在冷链监控市场之外， 将MLX90129应用于感应密封空间内的移动部件以及嵌入物料内的传感器，表现也都很理想。

　　MLX90130/MLX90132进一步提升了性能

　　得益于MLX90129在市场上取得的巨大成功，迈来芯公司继而推出了功能更加完善的MLX90130/32，他们是13.56MHz全集成的多协议RFID/NFC收发器，可处理子载波频率从106kHz到848kHz，传输速率高达848kbit / s。下图1所示为MLX90130/2的功能框图。

　　

　　图1. MLX90130/2功能框图

　　MLX90130/MLX90132是一个高性能的13.56MHz HF RFID读卡器IC，包括一个集成的模拟前端（AFE），内建符合ISO15693 ， ISO14443A / B ， ISO18000-3模式1标准的数据帧引擎。 MLX90130为OEM和系统集成商提供制造高可靠，一流的，高性能的RFID设备的能力。

　　利用高级位和帧解码功能，MLX90130/32的数字信号处理模块可以处理从API至物理层的低协议层。它包括一个基于子载波检测和可编程位/符号编码器/解码器的数字解调器。它还编码和解码启动和停止位，奇偶校验位，额外保证时间（EGT），帧的启动和停止（SOF/EOF）以及CRC。其256字节的缓冲器允许对于整个RFID帧进行缓冲。SPI/UART通信端口保证了与主要微控制器的简易对接，特别是对于那些低成本产品。

　　另外，MLX90130/32的双驱动架构仅需要最小数量的外部支持元件，并允许发射器为适当的天线负载提供高达70mW的RF功率。所传输的功率可适用于大多数短距离至中距离的应用。

　　MLX90130采用5x5mm QFN封装，工作温度范围在-40至+105 °C。可以立即提供样品。

　　独有标签和场检测功能显著降耗

　　对于移动设备，功耗一直是一个永恒的话题，迈来芯在中国的代理商深圳市世强先进科技有限公司（简称：世强）市场经理余彪先生特别指出。“标签和场检测功能是MLX90130/32所独有的功能，MLX90130/32为支持NFC嵌入了增强的标签和电磁场检测功能，实现了在RFID读卡器配置和NFC模式下的显着降耗。MLX90130/32的功耗在同类产品中是最低的。”

　　MLX90130/32是基于高频电磁场的振幅变化来侦测正在接近的标签。一个金属物体移近或远离天线足以影响高频电磁场的振幅。如果对象在该高频频率成为一谐振电路，对高频电磁场的振幅影响更大。

　　为了降低功耗，MLX90130/32利用极短的高频电磁场脉冲，检测物件在天线前方对电磁场振幅做成的变化，其余时间均处于睡眠模式。如下图2所示为标签检测的工作模式。

　　

　　图2. MLX90130/32标签检测的工作模式

　　一旦高频电磁场的振幅变化被检测到，MLX90130/MLX90132就会被唤醒，并通过IRQ_OUT引脚发送一个短脉冲通知单片机。然后，单片机就会根据应用程序的要求，通过发送连续的命令对MLX90130/32进行控制，启动标签识别程序。

　　为了检测到高频场的任何变化（减少或增加），两个阈值被存储到MLX90130/32中：DacDataL 和DacDataH。如果测量到的高频振幅比DacDataL低，比DacDataH高，则产生一个中断脉冲，MLX90130/32被唤醒，而如果测得的高频场的振幅保持在由DacDataL和DacDataH定义的范围内，则MLX90130/32工作在标签的检测模式（没有唤醒）。

　　如果环境的变化导致恒定的高频场幅值产生变化，我们可以再次通过新的校准程序测量新的参考幅度。

　　下图显示了MLX90130/32在不同工作模式下的功耗情况。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；而在标签探测的模式下其典型值是22 uA。

　　

　　图3. MLX90130/32在各种工作模式下的功耗

　　单颗芯片支持协议最全

　　“与业界的其他同类产品相比，MLX90130/32除了功耗最低之外，而且其还是单颗芯片支持协议最全的芯片。”世强的市场经理余彪先生表示。

　　MLX90130/32支持的协议包括：

　　• NFC：符合 ISO/IEC 18092主动及被动（最高达424kbps）的要求

　　• PCD：符合ISO14443 A和B（高达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

　　世强专家畅想应用实例

　　“MLX90130/MLX90132凭借其所具备的3大优点——低功耗、单颗芯片支持协议最全、价格优势，在市场上取得了竞争优势。非常适合用在汽车，NFC手机，无线充电，医疗电子，安防监控……等方面。”世强的市场经理余彪先生畅想了MLX90130/32的各种应用场景，他还特别指出：“在安防门禁方面，用MLX90130/32来替代MFRC523，是极具成本优势的。”

　　下面，我们就来看看MLX90130/32将会出现在我们生活中的各种应用场景。

　　

　　图4. MLX90132在汽车中的应用

　　在汽车中，MLX90132可以用于汽车接入和启动、汽车的个性化设置、汽车诊断、汽车租赁等。

　　

　　图5. MLX90130/32的NFC应用实例

　　在日常生活中，NFC手机可以用作RFID，还可以和蓝牙配对，在洗衣机中用于读取布料标签，可以提供预订服务，微波阅读食品标签，最后，还可以根据咖啡胶囊，调整咖啡机的设定。

　　

　　图6. MLX90130/32在无线充电上的应用

　　无线充电是通过电感耦合，第二感应线圈把充电器的磁场，转换成充电电流。这已经有了成功案例，如Toyota Avalon 2013。

　　“迈来芯科技是世强在2013年新签下的一条产品线，迈来芯是汽车电子行业的领先供应商，同时在工业领域提供极具创新性、价值一流的产品。这为进一步丰富世强的产品线添砖加瓦，也使我们的业务拓展到更深更广的应用领域。”世强市场经理余彪先生最后指出。

　　关于世强

　　世强先进成立于1993年，是包括安华高、瑞萨电子、Silicon Labs、Rogers、Melexis、英飞凌、acam、Alliance、Micrel、Littelfuse、NEMICON、EMC & RF Labs、EPSON、Ricoh、Cypress、Vincotech、安捷伦等在内的全球知名半导体企业及测试测量仪器公司在大中国区的重要分销商，同时也是众多电子制造和研发企业的重要供应商，产品业务广泛覆盖工业、安防、医疗、汽车、智能手机、通信设备、消费、智能四表、物联网等领域。