目前,具有对目标对象信息进行识别、跟踪和更新能力的设备的需求日益增长,射频识别(RFID)技术被发展成为一个可取代的现存系统(磁卡和接触式存储IC)的替代品。一个非接触系统是由几部分组成:读取器和一系列的非接触存储标签。而每个标签是由一个细小的存储芯片连接一个小线圈天线组成。存储器芯片载有其附着物件的识别信息和更新数据。而天线能起到感应器线圈的作用,把RF能量转入存储芯片,并传递已调制数据的进出。
非接触识别的应用是被考虑用来工作在物件与读取器之间距离低于2cm时的近距离范围的。在这些应用当中,构成短距离识别快速增长的因素包括:
.消费品的识别和跟踪;
.自动贩卖机的预付卡;
.工业识别。
要在市场上取得成功,并与现有的方案进行竞争,非接触识别器必需具备以下要求:
.读取器与标签必须要遵守ISO标准(例如ISO14443 B类型);
.低成本嵌入读取器;
.近距离进行操作;
.存储器的容量需足够高,而承载跟踪信息的需要;
.安全因素(例如,反克隆或设置保护密码)。
ST专门设计了CRX14耦合器和一系列的非接触存储器件,以便设计低成本非接触系统时共同使用,使短距离操作得到优化。
CRX14非接触式耦合芯片
ST推出的CRX14是一个短范围非接触耦合芯片。此芯片遵守ISO14443 B类型标准。CRX14能产生一个13.56MHz频率信号,它能传输100MW的功率,当与ISO14443 B类型非接触存储器标签联合使用时,它能在短距离进行操作。
CRX14备有ST的防冲突机制,允许读取器检测和识别所有出现在操作范围内的标签,并分别进行读取。因为CRX14执行了法国电讯专用的反克隆功能,所以此种读取器可以鉴别出同时装有法国电讯反克隆能力的标签。
CRX14耦合器与内存标签的接口为:一边,通过I/O缓冲器和ISO14443 B类型射频协议,接到存储器标签;而另一边,通过一个400KHz的I2C总线,与主控处理器进行接口。
CRX14耦合芯片工作于5V电压,以SO16N形式封装,是建立嵌入到终端设备的非接触读取器的优秀方案,并在操作范围和成本之间提供一个好的折衷。
短范围非接触存储器
ST短范围非接触装置遵守ISO1443 B类型标准,它们可以通过一个13.56MHz的载波频率进行访问,在接受和发射的模式下,支持标签和读取器之间106Kbit/s的数据传输率传输。根据标签的协议读取方式,所有装置全部互助兼容。
用CRX14耦合器和SR非接触内存器设计短距系统
SRX和SR非接触存储芯片与天线一起封装,并以各种格式嵌入(inlay/芯料镶套、token/卡币、button/按钮),这个整体包被附于需识别和跟踪的物件上。
对于嵌入式读取器,ST CRX14耦合器必须接上天线,以便发射和接受往来于耦合器到标签之间的RF信号;并同时连接于工业标准的I2C串行总线,以便与系统主控处理器的进行接口。读取器和标签之间的能量传递以及RF通信,是通过两个线圈的在13.56MHz频率下进行感应来执行的,标签无需专用电源供电(例如:电池),因为标签带有一个支持标签读和写操做的标签专门软件驱动器。
带有非接触付费功能的自动贩卖机
一个基于CRX14的读取器能够与来自于ST或其它供应商提供的符合ISO14443 B类型标准的短范围非接触存储器兼容。对于工作在短距离范围和要求高安全性的非接触识别应用,例如:消耗品的识别和反伪造,这可以使用一个装有反克隆鉴证功能的基于SRIX的安全标签。如果无需鉴证,但需要降低成本,一个基于CRX14配备低端SR(SR176)非接触存储器的读取器是一个理想的方案。应用实例包括:无需更改超过几次的低价值预付卡片。
典型应用
识别和消费品的跟踪(如食物,电池,电脑周边消费品例如喷墨盒和内存)是短距离识别中的主具潜力应用,这些大规模的应用需要低成本的读取器,有时读取器自身需嵌入设备里,与单个或者有限制数量的标签一起使用。对于这些应用,一个基于CRX14的读取器配合SRX4K标签是一个最好的方案。64位UID可用于识别物件,锁定区可以包含制造数据时,例如序列号。112额外不可锁字可用于存储系统历史信息。SRIX4K具有反克隆能力,可以通过反冲突功能进行多个标签认记的同时,通过对物件的鉴证进行伪造检测。自动贩卖机的预付卡就是一个短距非接触识别系统获得大收益的另一个好的应用例子。SRX4K非接触内储器被嵌入到每张卡片里。两个32位二进制计数器中的一个加载一个初始采购值,并在每一次交易中递减。卡币的鉴别信息存入一个64位的UID块,而制造数据和像序列号或销售点类的信息则存入可锁区间里。比起磁卡和接触卡,它们更为强健。
不具高安全性,低成本的SR族的目标应用在鉴别和跟踪生产线上的产品,工艺控制数据存储在用户的EEPROM里。
结论
借助单片CRX14耦合器,联合ST SRIX或SR短范围非接触存储器,很容易构建高安全性(防伪造,防克隆)的低成本近距离非接触识别系统。对比现有识别系统,短矩离识别系统具有出色的优点,那就是它们在苛刻条件下表现稳健,具有低成本和可伸缩性。
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