IO-Link RFID 讀卡器系統完整方案

1.1背景

RFID現在越來越廣泛地應用於各種工業場合包括各類汽車廠、服裝廠、鞋廠以及相關的物流倉儲行業中。同時IO-Link接口在智能化工廠中廣泛應用,由於其接口的通用性和雙向數據的智能化需求越來越多,意法半導體自動化技術創新中心設計了這款支持工業通用IO-Link接口的RFID工業讀卡器整體解決方案。

圖1 應用場景

1.2系統方案設計

如圖2這個IO-Link RFID 傳感器的方案,使用了L6364和STM32G0通用電路來支持IO-Link的協議轉換,使用ST25R3916來作為NFC的讀卡器晶片。ST這些方案都可以提供原理圖,PCB,使用指導以及軟體等資源。ST從站部分可以提供IO-Link從站的協議棧使用,只要使用ST的L6364搭配STM32G0, L0, L4系列的MCU就可以使用這套IO-Link Mini Stack從站協議棧。ST可以提供完整的設計方案,軟體和技術支持,節省你的研發資源和軟降協議棧購買成本,幫助快速的推出新產品。


圖2 方案框圖


2.硬體設計與調試

2.1參考設計方案

外形如下圖,ST可以提供原理圖,PCB 及相關軟體,可以與ST聯繫獲取。


圖3 硬體外觀圖


2.2天線設計和網絡仿真工具鏈接

在一些特殊應用中比如汽車及其零配件生產線和噴漆識別等場景,讀卡器與目標距離較遠,對RFID的讀寫具體提出了較高要求。因此如果要增加RFID的讀寫距離就需要更大的天線設計與更好的阻抗匹配。
在設計中當我們需要更大的探測距離時,可以通過增加天線的尺寸實現。具體的設計工具與鏈接如下。




圖4 天線設計

2.3天線阻抗匹配仿真調試工具

同時,我們需要實現較好的天線阻抗匹配以及功率輸出,可以通過下面工具來計算相關匹配電路參數


圖5 天線匹配仿真

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