用低功耗RF芯片與超低功耗MCU組合構(gòu)建有源、無源RFID(08-100)

　　圖4 無源RFID框圖

　　用TRF7960構(gòu)建 SD卡接口HF(1 3.56MHz)讀頭

　　TRF7960/1射頻識別(RFID)讀取器是高度集成、多標(biāo)準(zhǔn)模擬前端及數(shù)據(jù)成幀系統(tǒng)，用于13.56MHzRFID讀取器。其內(nèi)置的編程選項(xiàng)使其成為各種應(yīng)用的理想選擇，包括近距離或近程的RFID系統(tǒng)。

　　在RFID系統(tǒng)的應(yīng)用中讀頭是非常重要的環(huán)節(jié)，在性能上，需要考慮讀頭識別Tag(標(biāo)簽)的距離和需要考慮讀寫Tag的可靠性和安全性以及同時(shí)識別多個(gè)Tag時(shí)的防碰撞問題。在應(yīng)用中，需要考慮讀頭對外數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)存儲的便捷性。當(dāng)然在許多應(yīng)用中，讀頭設(shè)計(jì)還需要考慮低功耗性能。HF(13.56MHz)在RFID系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛，HF有兩種標(biāo)準(zhǔn)，S015693，IS014443-A/B，這兩種標(biāo)準(zhǔn)都有非常高的可靠性和安全性，尤其是1S014443-B的協(xié)議可應(yīng)用在銀行、金融等安全性等級很高的場合。HF讀頭通常可以同時(shí)識別幾十個(gè)Tag，所以能實(shí)現(xiàn)較好的防碰撞設(shè)計(jì)。

　　圖5中TRF796x系列是TI的HF讀頭芯片，同時(shí)涵蓋了IS015693+ IS014443-A/B這兩種協(xié)議，TRF796x內(nèi)置LDO時(shí)鐘輸出功能，不但可以省去外部LDO和MCU工作晶體的成本，同時(shí)由于內(nèi)置LDO的優(yōu)秀的PSRR性能，可極大的抑止其他電路對RF電路的影響，提升RF性能，增強(qiáng)讀寫TAG的距離。利用TRF796x的低功耗性能以及微指控制器MSP430系列的超低功耗特性，則可以實(shí)現(xiàn)微功耗HF讀頭的設(shè)計(jì)，靜態(tài)電流小于2μA，對于手持讀頭系統(tǒng)，這是一個(gè)非常好的特性。利用MSP430的高性能，我們可以輕松實(shí)現(xiàn)SD卡的接口，使得SD存儲這種小體積，大容量的，便攜的數(shù)據(jù)存儲及傳輸方式可以用到RFID的系統(tǒng)。

　　圖5 微功耗HF(1 3.56MHz)讀頭組成框圖

　　同樣由TRF796x系列利用SP3232，可以輕松實(shí)現(xiàn)從UART到RS-232的轉(zhuǎn)換，通過RS-232實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)或其他主機(jī)設(shè)備通訊, 實(shí)現(xiàn)RS-232接口的HF(13.56MHz)讀頭方案;用TUSB3410，我們可以輕松實(shí)現(xiàn)從UART到USB的轉(zhuǎn)換，通過USB實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)或其他USB主機(jī)設(shè)備通訊,實(shí)現(xiàn)USB接口的HF(13.56MHz)讀頭方案。

　　用TRF7960構(gòu)建智能鎖

　　該方案采用超低功耗單片機(jī)MSP430F2232為核心結(jié)合TRF7960智能卡讀頭和13.56MHZ高頻卡片實(shí)現(xiàn)門鎖的感應(yīng)式智能控制。圖6為用TRF7960構(gòu)建智能鎖方案示意圖。

　　圖6 為用TRF7960構(gòu)建智能鎖方案示意圖

　　該方案采用干電池供電，片內(nèi)12位A/D定時(shí)采集內(nèi)部電壓狀況，一端口控制LED進(jìn)行電壓狀態(tài)指示和認(rèn)證指示，靜態(tài)功耗小于3μA，最大限度的延長了電池的使用壽命，無需經(jīng)常更換電池;片內(nèi)定時(shí)器Timer_A定時(shí)啟動TRF7960無源卡片讀頭感應(yīng)外部卡片和讀取信息，TRF7960讀取的卡片信息通過SPI接口傳輸紿MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和身份驗(yàn)證：卡片識別驗(yàn)證通過后，MCU控制電機(jī)驅(qū)動器BA6289;驅(qū)動電機(jī)打開門鎖，同時(shí)蜂鳴器和LED燈閃爍指示;在門處于敞開狀態(tài)時(shí)，MCU實(shí)時(shí)檢測門鎖狀態(tài)，報(bào)警提醒關(guān)閉門鎖，避免不必要的財(cái)物損失：卡片的驗(yàn)證信息等存貯于外部EEPROM (CAT24C128型),隨時(shí)調(diào)用該方案13.56MHZ的無源卡片基于IS01 5693協(xié)議，識別距離可達(dá)10GM左右，具有讀卡功耗低、感應(yīng)距離遠(yuǎn)、性能穩(wěn)定、體積小、性價(jià)比高等特點(diǎn)，是新一代家用和商用智能鎖的最佳選擇方案。