STMicroelectronics STEVAL-SMARTAG2 NFC動(dòng)態(tài)標(biāo)簽傳感器板是一款支持NFC的傳感器節(jié)點(diǎn)，帶有慣性MEMS和環(huán)境傳感器。STMicroelectronics板設(shè)有STM32微控制器和動(dòng)態(tài)NFC標(biāo)簽，用于與平板電腦和智能手機(jī)等NFC讀卡器進(jìn)行通信?；蛘?，也可為STEVAL-SMARTAG2配備電池充電器。全波整流器可為充電器饋電，用于NFC能量采集（位于已嵌入動(dòng)態(tài)NFC標(biāo)簽中的能量收集器之上）。該器件具有支持身份驗(yàn)證和先進(jìn)加密安全性的安全元件，以及帶嵌入式晶體振蕩器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘 (RTC)，可實(shí)現(xiàn)精確計(jì)時(shí)和時(shí)間戳。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：STMicroelectronics STEVAL-SMARTAG2 NFC動(dòng)態(tài)標(biāo)簽傳感器板數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• STM32Cube功能包 (FP-SNS-SMARTAG2)
• 端到端概念驗(yàn)證生態(tài)系統(tǒng)移動(dòng)應(yīng)用和云儀表板：
  • DSH-ASSETRACKING web云儀表板
  • 可從Google Play和應(yīng)用商店下載STAssetTracking移動(dòng)應(yīng)用
• NFCSENSORTAG.盒：經(jīng)過優(yōu)化的外形尺寸，采用塑料外殼進(jìn)行測(cè)試

示意圖

?STEVAL-SMARTAG2 NFC動(dòng)態(tài)標(biāo)簽傳感器板技術(shù)解析與應(yīng)用指南?

一、產(chǎn)品概述與核心架構(gòu)

?STEVAL-SMARTAG2? 是意法半導(dǎo)體推出的一款集成 ?NFC動(dòng)態(tài)標(biāo)簽通信?、?多類型MEMS傳感器? 和 ?超低功耗MCU? 的智能傳感節(jié)點(diǎn)評(píng)估板。其核心架構(gòu)由三大部分組成：

1. ?動(dòng)態(tài)NFC/RFID標(biāo)簽芯片?
   • ?ST25DV64KC-JF6D3?：支持ISO 15693/NFC-V協(xié)議，內(nèi)置64Kbit EEPROM存儲(chǔ)，具備快速傳輸模式（Fast Transfer Mode），可通過NFC場(chǎng)能量 harvesting 為系統(tǒng)供電。
2. ?傳感器陣列?
   • ?運(yùn)動(dòng)感知?：LSM6DSO32X（6軸IMU，含32g加速度計(jì)+陀螺儀）
   • ?高沖擊檢測(cè)?：H3LIS331DL（±100g/200g/400g可選高g值加速度計(jì)）
   • ?環(huán)境監(jiān)測(cè)?：
     • LPS22DF（260-1260 hPa高精度納米壓力傳感器）
     • STTS22H（±0.5°C精度溫度傳感器）
     • VD6283TX（混合濾波多光譜環(huán)境光傳感器+閃爍檢測(cè)引擎）
3. ?主控與電源管理?
   • ?STM32L4P5-CGU6?：Cortex-M4內(nèi)核，支持FPU運(yùn)算，集成1MB Flash和320KB SRAM，結(jié)合外部SMPS實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)功耗調(diào)節(jié)。
   • ?能量收集系統(tǒng)?：支持NFC場(chǎng)能量整流（V_RECT引腳）和電池雙供電模式。

二、關(guān)鍵技術(shù)特性深度解析

1. ?NFC動(dòng)態(tài)標(biāo)簽的雙向通信機(jī)制?

ST25DV64KC芯片的 ?GPO引腳? 可配置為中斷信號(hào)輸出，當(dāng)EEPROM數(shù)據(jù)被讀寫時(shí)，通過I2C接口向STM32L4P5實(shí)時(shí)通知狀態(tài)變更。其 ?快速傳輸模式? 允許在13.56MHz載波下實(shí)現(xiàn)最高53kbps的數(shù)據(jù)交換速率。

2. ?傳感器低功耗協(xié)同工作模式?

• ?機(jī)器學(xué)習(xí)核心集成?：LIS2DUXS12和LSM6DSO32X均內(nèi)置可編程MLC，可在傳感器端直接運(yùn)行簡(jiǎn)單分類算法，僅在有事件觸發(fā)時(shí)才喚醒主MCU，將系統(tǒng)平均功耗降至15μA以下。
• ?多傳感器聯(lián)動(dòng)觸發(fā)?：通過配置各傳感器的INT1/INT2引腳連接到MCU的GPIO，例如：
  • 高g值加速度計(jì)（H3LIS331DL）檢測(cè)到跌落沖擊
  • 壓力傳感器（LPS22DF）同步記錄高度變化
  • 數(shù)據(jù)通過NFC一次性上傳至手機(jī)/平板

3. ?電源管理電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)?

• ?線性穩(wěn)壓器STLQ020?：提供200mA輸出，靜態(tài)電流僅450nA，確保CR2032/LIR2032電池續(xù)航達(dá)數(shù)年。
• ?電池電壓監(jiān)測(cè)?：通過分壓電阻網(wǎng)絡(luò)（BATT_M = BATT × 0.353）實(shí)時(shí)監(jiān)控電量。
• ?可選充電模塊STBC15?：當(dāng)使用LIR2032可充電電池時(shí)，支持通過NFC能量 harvesting 或USB端口充電。

三、硬件設(shè)計(jì)關(guān)鍵考量

1. ?接口布局優(yōu)化?

• ?I2C總線拓?fù)?/strong>?：所有傳感器（除高g值加速度計(jì)外）均掛載在I2C1總線上，需注意：
  • SDA/SCL線路上串聯(lián)10kΩ上拉電阻（R1/R2）。
  • IMU傳感器（LSM6DSO32X）額外支持SPI接口，通過IMU_CS引腳片選。

2. ?信號(hào)完整性保障?

• ?去耦電容配置?：
  • 每個(gè)IC的VDD引腳就近布置100nF陶瓷電容（如C10/C25）。
  • 電源入口處布置1μF+100nF組合（如C19/C20）。
• ?高頻噪聲抑制?：在MCU的OSC_IN/OUT引腳（PH0/PH1）旁路100pF電容（C11/C9）。

3. ?天線匹配電路?

• ?NFC天線調(diào)諧?：通過L1/L2電感（0Ω）和C16/C17/C18（未安裝）預(yù)留調(diào)諧點(diǎn)位，實(shí)際應(yīng)用需根據(jù)殼體材質(zhì)調(diào)整匹配網(wǎng)絡(luò)。

四、典型應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)方案

1. ?冷鏈物流監(jiān)控?

• ?觸發(fā)條件?：溫度傳感器（STTS22H）超出閾值（INT_TEM引腳觸發(fā)）
• ?數(shù)據(jù)記錄?：壓力傳感器監(jiān)測(cè)密封性，IMU記錄運(yùn)輸振動(dòng)譜
• ?能耗控制?：多數(shù)時(shí)間處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，僅當(dāng)NFC讀取器靠近時(shí)通過場(chǎng)能量激活并上傳數(shù)據(jù)。

2. ?資產(chǎn)追蹤與防拆檢測(cè)?

• ?Qvar技術(shù)應(yīng)用?：LIS2DUXS12的Qvar通道可檢測(cè)外部電場(chǎng)變化，當(dāng)標(biāo)簽被非法剝離時(shí)立即鎖定數(shù)據(jù)。

3. ?智能包裝交互?

• ?無電池傳感?：完全依賴NFC場(chǎng)能量驅(qū)動(dòng)，消費(fèi)者用手機(jī)貼近包裝即可獲?。?
  • 產(chǎn)品真?zhèn)?a target="_blank">認(rèn)證（通過STSAFE-A110安全元件）
  • 開啟次數(shù)統(tǒng)計(jì)（通過LPS22DF壓力變化記錄）

五、開發(fā)資源與生態(tài)系統(tǒng)

1. ?軟件支持?
   • ?STM32Cube功能包FP-SNS-SMARTAG2?：提供傳感器驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)融合算法和NFC通信協(xié)議棧。
2. ?云端集成?
   • ?DSH-ASSETRACKING?：亞馬遜云服務(wù)平臺(tái)，支持實(shí)時(shí)軌跡可視化。
   • ?STAssetTracking移動(dòng)端APP?：支持Android/iOS，提供一鍵式數(shù)據(jù)采集界面。