射頻IC-MFRC522在智能儀表中的應(yīng)用

3.3 天線匹配電路

從TX1和TX2引腳發(fā)射的信號是已調(diào)制的13.56 MHz載波信號，輔以多個無源器件實現(xiàn)匹配和濾波功能，以直接驅(qū)動天線。

內(nèi)部接收電路利用卡的響應(yīng)信號在副載波的雙邊帶上都具有調(diào)制這一功能進(jìn)行工作。推薦使用MFRC522內(nèi)部產(chǎn)生的VMID信號作為RX引腳輸入信號的偏置。為了穩(wěn)定VMID輸出．需在VMID和GND之間連接一只電容C4。接收電路需在RX和VMID之間連接一分壓電路。其匹配電路和信號接收電路如圖3所示，圖3中包含有EMC低通濾波器(L01，L02，C01，C02)、接收電路(R66，C3，R65，C4)、天線匹配電路(C03,C04，C2A，C2B,R2A，R281以及天線。其中EMC低通濾波器、接收電路中元件大小可參考相關(guān)數(shù)據(jù)資料，一般無需調(diào)整，但要注意元件精度及材料一定要符合設(shè)計要求，諸如：L01、L02應(yīng)選用1.0μH±10％的濾波電感，C01、C02應(yīng)選用NP0材料±2％的電容。

3.4 天線設(shè)計

實現(xiàn)與非接觸卡的通訊，智能儀表必須具有發(fā)射和接收射頻信號的天線。針對不同應(yīng)用可設(shè)計相關(guān)天線。天線設(shè)計步驟為：設(shè)定智能儀表的工作環(huán)境；優(yōu)化天線與非接觸卡的耦合系數(shù)；確定天線線圈和匹配電容。

非接觸式IC卡天線利用電感耦合產(chǎn)生磁通，磁通用于向IC卡器件提供電源，并且可在兩者之間傳輸數(shù)據(jù)。因此要求天線線圈的電流最大，產(chǎn)生最大磁通量；功率匹配，最大限度使用磁通量的可用能量；足夠的帶寬以無失真地傳輸數(shù)據(jù)調(diào)制的載波信號。

實際的天線電感和電容值取決于天線電阻(PCB類型)、導(dǎo)體厚度、線與線之間的距離、保護(hù)層材料、附近的金屬或者鐵氧體等因素。天線設(shè)計完成后，以能準(zhǔn)確通訊的最遠(yuǎn)距離為標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整匹配電容。匹配電容也應(yīng)采用NP0材料。

3.5 MFRC522識卡的軟件設(shè)計

MFRC522能瀆寫所有符合ISO／IEC 14443TYPE A接口的非接觸卡，其識卡過程如下：

(1)MFRC522復(fù)位后，即可對卡操作。

(2)復(fù)位應(yīng)答。當(dāng)卡片進(jìn)入讀寫器的操作范圍時，讀寫器以特定的協(xié)議進(jìn)行通訊，從而確定該卡是否為S50射頻卡，即驗證卡型。

(3)防沖突閉合機(jī)制。當(dāng)有多張S50卡在讀寫器的操作范同內(nèi)時，防沖突閉合電路首先從眾多卡片中選擇其中的一張作為下步處理的對象，而未選中的卡片則處于空閑模式以等待下一次選擇，該過程返回一個被選中卡的序列號。

(4)選擇卡片。選擇被選中卡的序列號，同時返回卡的容量代碼。

(5)三次互相認(rèn)證。選定要處理的卡片后，讀寫器可確定訪問的扇區(qū)號，并對該扇區(qū)進(jìn)行密碼校驗，在三次互相認(rèn)證后就可以通過加密流進(jìn)行通訊(而在選擇下一個扇區(qū)時，必須對新扇區(qū)的密碼進(jìn)行校驗。)。

4 結(jié)束語

隨著射頻卡應(yīng)用普及，其各項技術(shù)指標(biāo)也得到改善，具備廣泛應(yīng)用的技術(shù)能力。MFRC522在智能儀表以及各種手持設(shè)備上的應(yīng)用，以其低工作電壓和低功耗的優(yōu)勢處于領(lǐng)先地位，因此，MFRC522具有較大的發(fā)展空間。