? ?一、開(kāi)篇介紹

　　說(shuō)到RFID射頻識(shí)別，可能大多數(shù)人不知道是什么東西，但如果說(shuō)NFC（NearFieldCommunication），大家就會(huì)想到最近挺火的各種Pay，比如ApplePay、SamsungPay、華為Pay。其實(shí)NFC功能不僅僅用于手機(jī)支付，NFC在門禁、公交等領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著巨大的作用。

　　今天要評(píng)測(cè)的是ST公司的M24LR-DISCOVERY開(kāi)發(fā)板，雖然2014年已經(jīng)出廠了，但是作為RFID技術(shù)的普及，我想是足夠了。

　　二、M24LR-DISCOVERY開(kāi)箱

　　M24LR-DISCOVERY是一塊即用型開(kāi)發(fā)工具，搭載了一顆型號(hào)為M24LR04E-R的雙接口EEPROMIC芯片，在工業(yè)、醫(yī)療、消費(fèi)電子中有廣泛的應(yīng)用。M24LR-DISCOVERY包含了兩個(gè)不同的開(kāi)發(fā)板：一塊是M24LR紅色開(kāi)發(fā)板，另一塊是帶RF收發(fā)功能的綠色開(kāi)發(fā)板。

　　背面是一份快速上手指南，介紹了連接RF接收板的電腦軟件和連接M24LR開(kāi)發(fā)板的安卓手機(jī)軟件。

　　M24LR-DISCOVERY細(xì)節(jié)圖。

　　三、M24LR-DISCOVERY介紹

　　ST公司的NFC/RFID方案有如下圖的有三種，M24LR-DISCOVERY開(kāi)發(fā)工具包含以下紅色框圖的兩種，分別是M23LR開(kāi)發(fā)板和RF收發(fā)開(kāi)發(fā)板。

　　產(chǎn)品特點(diǎn)

　　M24LR開(kāi)發(fā)板

　　? M24LR04E-RMN6T/2 雙接口EEPROM，帶有I2C接口和13.56MHz ISO/IEC 15693的RF接口，容量為4Kbits，具有密碼保護(hù)功能

　　? 主控制器是8位的STM8L152C6T6，帶有8Kbytes的Flash容量

　　? 型號(hào)為STTS751-0WB3F的低電壓溫度傳感器

　　? 板載的20*40 mm PCB感應(yīng)天線

　　? 2個(gè)功能按鍵：用戶鍵和重置鍵

　　? 提供下載和調(diào)試的SWIM接口

　　? I2C接口

　　? 24段的LCD屏幕

　　下圖是M24LR04E芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，可以看到分別有I2C總線接口和RF接口，芯片內(nèi)部還帶有電源管理功能，可以轉(zhuǎn)天線圈獲得的能量轉(zhuǎn)化為電能，給STM8和系統(tǒng)電路供電。芯片內(nèi)部還帶有4Kbit的EEPROM，可以存放64bit的UID號(hào)。

　　M24LR04E是SO8N封裝的8 pin芯片，只需要搭配簡(jiǎn)單的電路，便可以移植到手機(jī)或者其它移動(dòng)終端上面，從而實(shí)現(xiàn)NFC功能。

　　M24LR和STTS751溫度傳感器共同掛載在I2C1總線上，再連接到主控制器STM8，通過(guò)不同的設(shè)備地址來(lái)取得不同的功能數(shù)據(jù)。當(dāng)M24LR開(kāi)發(fā)板接近RF讀卡器或者帶有NFC功能的手機(jī)時(shí)，M24LR04E-RMN6T/2芯片就能輸出RF_POWER給STM8供電。

　　RF收發(fā)開(kāi)發(fā)板

　　? CR95HF-VMD5T 13.56 MHz多通信協(xié)議非接觸收發(fā)IC，還有SPI和UART接口

　　? 主控制器為32位的STM32F103CB，帶有128Kbytes的Flash容量

　　? 板載的47*34mm PCB感應(yīng)天線

　　? 提供與電腦軟件通信的USB接口

　　? 20Pin的STlink調(diào)試和下載接口

　　可實(shí)現(xiàn)RF的讀寫功能，支持ISO/IEC 14443A Type A和Type B、ISO/IEC 15693、ISO/IEC 18092四種規(guī)范，芯片上還提供了SPI和UART通信接口。

　　下圖為CR95HF的芯片內(nèi)部框架圖，可分為六部分：直接通過(guò)SPI或UART與用戶通訊的寄存器、電源與時(shí)間管理、幀控制、數(shù)據(jù)標(biāo)簽檢測(cè)、AFE檢測(cè)與讀寫、天線接口。

　　四、RFID通信原理

　　RFID通信分為讀卡器（Reader）和標(biāo)簽（Tag），讀卡器通常接有電源，而標(biāo)簽通常是無(wú)源標(biāo)簽。讀卡器通過(guò)天線線圈將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)，標(biāo)簽在這個(gè)磁場(chǎng)中獲得能量，轉(zhuǎn)換為電流后給標(biāo)簽內(nèi)的IC供電。標(biāo)簽內(nèi)的IC通過(guò)天線的開(kāi)路和短路來(lái)使磁場(chǎng)發(fā)生變化，因此，讀卡器可以通過(guò)磁場(chǎng)的微小變化來(lái)獲取標(biāo)簽反饋的信號(hào)。

　　五、M24LR-DISCOVERY上電試玩

　　在ST官網(wǎng)的M24LR-DISCOVERY主頁(yè)上有許多相關(guān)配套資料，因此用戶可以十分方便地下載到與M24LR-DISCOVERY配套PC端軟件CR95HF_Development_Software。把RF收發(fā)開(kāi)發(fā)板通過(guò)USB連接到電腦上，打開(kāi)PC端軟件。

　　連接上PC軟件后，選擇對(duì)應(yīng)的開(kāi)發(fā)板，這里我們選擇CR95HF。

　　點(diǎn)擊菜單欄的ISO15693-》M24LR04E，彈出以下界面，把RF收發(fā)開(kāi)發(fā)板的PCB天線靠近M24LR開(kāi)發(fā)板的天線，擊下圖箭頭“Inventory”尋卡，可獲得16字節(jié)的UID號(hào)。再點(diǎn)擊“Get System info”按鈕，顯示框內(nèi)顯示出M24LR開(kāi)發(fā)板傳送回來(lái)的系統(tǒng)信息。

　　從上面獲得的系統(tǒng)信息可以知道M24LR開(kāi)發(fā)板的Memory Size結(jié)尾地址為0x7Fh，也就是說(shuō)共有128個(gè)Block，每個(gè)Block有4字節(jié)的數(shù)據(jù)。我們轉(zhuǎn)換到User Mode，填寫RF block address，讀取0x00到0x05共6個(gè)Block的內(nèi)容。點(diǎn)擊“Read Single Block”按鈕，便可將讀到的信息顯示到右框中。

　　當(dāng)兩塊開(kāi)發(fā)板靠近后，M24LR通過(guò)天線線圈獲得能量，按藍(lán)色的USER鍵可以選擇三種不同模式，分別為字符顯示、電壓顯示、溫度測(cè)試。

　　M24LR-DISCOVERY不僅僅能在PC端軟件下進(jìn)行讀寫的操作，還可以使用Android手機(jī)的“NFC-V reader”APP進(jìn)行同樣的操作。這里我們準(zhǔn)備了13.56MHz的14443A和15693的高頻卡與一部帶有NFC功能的三星NOTE2手機(jī)進(jìn)行測(cè)試。

　　雖然三星NOTE2作為2012年的產(chǎn)品，但已經(jīng)搭配了NFC功能，下圖是后殼的NFC天線。

　　手機(jī)打開(kāi)NFC APP軟件“NFC-V reader”，把M24LR開(kāi)發(fā)板或者高頻卡接近手機(jī)背面，NFC APP就能通過(guò)感應(yīng)天線傳送信息。在以下圖可以看到，收集到的信息有8字節(jié)的UID號(hào)，制造廠商為ST公司，產(chǎn)品的型號(hào)為N24LR04E，通信協(xié)議為ISO 15693，有128個(gè)Block，每個(gè)Block有4個(gè)字節(jié)。

　　使用高頻卡接近手機(jī)，也可以激活NFC功能。

　　該NFC APP還可以往BLOCK寫入與讀取數(shù)據(jù)。

　　六、總結(jié)

　　在互聯(lián)網(wǎng)的帶動(dòng)下，物流行業(yè)在這幾年時(shí)間內(nèi)蒸蒸日上，條碼與二維碼的使用也變的越來(lái)越廣泛，隨著這支付寶和微信上使用條形碼與二維碼進(jìn)行付款，更把這兩者推上了一個(gè)新的高度。但是相比之下，RFID有著更大的優(yōu)勢(shì)：

　　1.RFID讀卡器可以同時(shí)讀取多個(gè)標(biāo)簽，而二維碼一次只能讀一個(gè)，對(duì)于快遞等物流行業(yè)，一次性讀取多個(gè)貨物信息更加快捷;

　　2.使用超高頻技術(shù)，能夠遠(yuǎn)距離讀取，不用再擔(dān)心太遠(yuǎn)拍不清二維碼圖像;

　　3.RFID標(biāo)簽的信息可以更改，而二維碼打印后就信息就無(wú)法更改了，因此RFID標(biāo)簽可以重復(fù)使用，節(jié)省成本;

　　4.RFID能比二維碼存儲(chǔ)更多的商品、物流信息。