【技术大神】基于兼容主流通信协议NFC收发器的安防产品应用经验

时间： 2019-09-03 来源：世强

技术问答

近场通讯（NFC：Near Field Communication）如今正被越来越多的人及行业接触且使用。从我们日常出行使用的公交地铁卡、银行卡，以及吃饭使用的饭卡，都会用到NFC功能。现在NFC已经成为多家品牌手机的标配功能。

和传统的近距通讯相比，近场通讯（NFC）有天然的安全性，以及连接建立的快速性。这些优点也使得NFC在安防领域里备受欢迎，智能门锁，门禁等都具有NFC功能。目前，我在做的一个安防产品（keypad）也增设了NFC功能。传统的keypad都是通过设置密码，且在按下密码后，keypad方可进行后续的工作。加上NFC功能后，可以使用户直接刷卡，无需再按按键就可以使keypad进行后续工作。所以这个功能无疑是我设计的产品的一大亮点，也是和传统安防产品中的keypad一个重要区别。

选择MLX90132 射频收发器应用方案的三大理由

经过查询及供应商的推荐，使得我的设计最终与MLX90132走到了一起。下面我来说说我选择MLX90132应用方案的几个理由：

1）协议上基本可以兼容目前所有主流的NFC通信协议：ISO/IEC 18092，ISO/IEC 14443A/B，ISO/IEC 15693，ISO/IEC 18000-3 mode 1；因此在选择配套的TAG上有充足的选择空间，鉴于我设计的是安防类产品，所以选择了安全性高的TAG。

2）与MCU的通信上，支持standard SPI/UART interfaces 并有528 Bytes的buffer，这是一般的MCU都支持的通信接口，这也对方案成本有要求。也许51核的MCU就可以满足一般的设计要求，但跑NFC通信协议，对RAM、ROM还是有些要求。

3）功耗也是我选择该方案的主要因素。MLX90132处于低功耗模式下，其wake-up events包括了TAG detector，在TAG detection状态下，典型功耗只有50uA。这个功耗会和天线负载有关系，同时也和TAG detection模式下射频检测脉冲的频率有关。在TAG detection状态下，如果读卡设备检测到有TAG出现在射频场内，MLX90132会通过IRQout（SPI接口）或直接发送WUFlag（UART接口），唤醒主MCU，并进入Ready状态等待主MCU的命令。若MCU在低功耗（睡眠）模式下，可以通过外部中断唤醒，这一流程及其他工作模式的切换，可通过以下流程图描述：

各部分在MLX90132应用方案中的使用

MLX90132部分的设计大致如下。设计中使用SPI接口模式，因为我的主MCU的UART用于干别的事情了，空出了SPI接口。

天线部分，可以参照datesheet的推荐设计。当然如果对射频有所研究，可以自己计算一下阻抗匹配及滤波器的设计，这样设计出来的读卡设备，可以使TAG的感应距离更远。

晶振部分，出于成本考虑，本方案选择了一块无源的精度为±10ppm的27.12MHz晶振。晶振精度的选择需慎重，一般情况下可以选择精度更高的晶振，但晶振精度太低则頻频偏上可能会存在比较大的误差，从而导致通信失败率升高。所如何选择一个合适精度的晶振需要通过很多次验证及负载电容的匹配测试。

电源电路部分就不贴出图了，这个可选择的范围太多了。总而言之，涉及到无线通信则选择精度高的晶振，这样可以将其他干扰无线的因素尽可能降低。

作者：天津华来 Loren Du

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全部评论（38）

雄雄雄 Lv3 高级工程师 2020-12-18

MLX90132射频收发器，支持收据数据透传吗？
- 用户97031550_世强回复： MELEXIS的这个MLX90132射频收发器，不支持收据数据透传。目前原厂也不主推了。可以看一下同芯微电子国产NFC读卡器芯片THM3523和武汉瑞纳捷NFC通道芯片RJWF24F04，看是否可用。
  查看全部2条回复
jingshui Lv7. 资深专家 2020-12-18

学习了
雄雄雄 Lv3. 高级工程师 2020-12-17

这款支持收据数据透传吗？
小康 Lv7. 资深专家 2018-11-09

收藏
_佐手倒影 Lv4. 资深工程师 2017-11-28

收藏！

世强你最佳的选择 Lv6. 高级专家 2016-09-23

很好文章。nfc应用很广泛。
咖啡加奶 Lv8. 研究员 2016-07-28

NFC技术很多电子设备均有配置。
咖啡加奶 Lv8. 研究员 2016-07-28

大神设计思路很新颖，考虑的比较周全，文章写得挺有条理，赞一个。
莺莺 Lv7. 资深专家 2016-07-28

一篇不错的技术文章，内容通熟易懂，设计思路很新颖。
- 世小强回复：恭喜您获得我们的热评礼！
我就是我 Lv7. 资深专家 2016-07-28

写的不错，值得参考

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