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可无源亦可有源——RF430FRL152HEVM评测

2015-11-09
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作者：张满归
来源：21ic

[导读]
曾经做过基于ISO/IEC15693协议的读卡器开发，对13.56Mhz RFID的硬件原理开发和软件协议解析有了一定的认识，基于原有基础对RF430FRL152HEVM评估板进行测试和总结，希望能帮助大家对此款产品有一定的认识和了解。

笔者曾经做过基于ISO/IEC15693协议的读卡器开发，对13.56Mhz RFID的硬件原理开发和软件协议解析有了一定的认识，基于原有基础对RF430FRL152HEVM评估板进行测试和总结，希望能帮助大家对此款产品有一定的认识和了解。

1 独特之处：高性能VICC

RF430FRL152HEVM实物图

非常高兴拿到了TI公司基于RF430FRL152H芯片的射频评估板，刚开始以为是一个基于13.56MHz载波和ISO/IEC15693标准协议的读写器(VCD)，通过看RF430FRL152HEVM User's Guide(SLAU607)发现此评估套件是一个高性能的VICC，它的独特之处在于可以是有源标签，也可以是无源标签，并且可以给读卡设备传输各种传感信息，这是我们以前经常接触的无源电子标签做不到的，无源电子标签通过内部存储设备封存了自己固定的卡号信号，也有一些可读写的块用于存储用户信息，但整体来看都是被动的和不灵活的。

下面简单地给大家普及一下有源标签与无缘标签的知识。

1.1 电子标签：无源VS有源

无源电子标签没有内置电池或供电设备，也就是在读写器读写范围之外时，电子标签是不能工作的，也是不会主动发送标签的相关信息的;在读写器可读写范围之内时，电子标签通过自己内置的天线获得射频能量，并通过整流提取其工作所需的电源开始工作，并解调读写器通过载波发送的读卡命令等信息，根据相关标准协议判断相关命令，并发送相关数据，通过天线耦合读写器解调出回复的数据。

无源电子标签实物图

常见无源电子标签如上图所示，我们日常生活中使用的较多无源电子标签如门禁卡、身份证等。

有源电子标签是指标签工作的能量由电池或其他供电设备提供，电池、内存相关控制芯片与天线一起构成有源电子标签，通电后有源电子标签一直通过设定的频段外发信息。RF430FRL152HEVM上共有纽扣电池和Mini USB供电两种方式，通过板上开关S6去选择供电方式。

有源电子标签实物图

生活中常见的有源电子标签以2.4G的为主，实物图如图2所示。借鉴RF430FRL152HEVM的设计我们完全可以设计一款有源电子标签，采用纽扣电池供电，通过13.56MHz载波传输一些传感信息。

2 板载硬件资源

RF430FRL152HEVM开发套件板载硬件资源如下图所示。其中Mini USB连接器用于模块有源时的供电接口，光传感器和热敏电阻经参考电阻转换后的对应电压值由RF430FRL152H的ADC接口进行采集并转换，S3-S6四组开关进行工作模式、供电模式、子板等的选择，板载PCB天线，复位按键，MSP-FET仿真器接口，LaunchPad and BoosterPack接口主要用于子模块的扩展，其中BoosterPack传感器子板如下所示。

RF430FRL152HEVM硬件资源

RF430FRL152HEVM开发套件用来评估RF430FRL152H器件的整体性能，主要特性如下：

板载PCB天线

供电可以通过PCB天线，电池或USB

板载传感器和参考电阻进行温度测量

板载光强传感器

基于ISO/IEC 15693协议可以与射频读写器通信

可以与TI LaunchPads和BooseterPacks连接使用

可使用MSP430-FET仿真器进行编程调试

BoosterPack实物图

主控芯片：RF430FRL152H

RF430FRL152H是一款集成了16位MSP430低功耗内核的13.56MHz传感器转发器，具有嵌入式通用的FRAM非易失存储器，基于标准ISO/IEC15693(兼容ISO/IEC18000-3)协议的RFID接口和SPI/I2C接口，通过SPI/I2C接口进行传感器参数设定和配置，并通过RFID接口实现数据的调制和发送，最终将传感器数据通过天线发送耦合到读卡设备，实现传感器数据转发功能。传感器测量由14位ADC进行采集，通过SPI/I2C可以扩展其他传感器子模块，主要应用在物联网、可穿戴设备和工业应用等领域。

开发板主控芯片实物图

RF430FRL152HEVM板上的主控制器RF430FRL152H MCU主要特性如下：

ISO/IEC 15693射频接口

低电压MSP430 MCU核

低功耗2kB 非易失存储器FRAM

集成14-bit ADC转换器

单电池工作(1.5V)

可通过NFC/RFID读卡器天线获得工作能量

通过集成温度传感器进行温度测量

PCB全向天线

天线的任务是把电信号转化为无线波或者把无线波转化成电信号，天线是无线系统的心脏，没有无线就没有无线通信。天线有很多形状和规格，既有发射调幅无线信号的巨大发射塔，又有大大小小的接收卫星信号的蝶形卫星天线，还有手机上的橡皮天线。任何一种天线的形状和大小都依赖3个因素，天线的物理特性依赖的首先就是频率，即天线需要处理的频率，总的来说，天线处理的频率越低，天线规模越大;第二个决定天线大小和形状的因素就是无线电波传播的方向，如果要在各方向同等接收或发送无线电波信号，那么天线将是某个形状。这种天线类型称作全向天线，意味着它要求各个方向都工作。另一方面，如果只在一个方向发送(或接收)无线波信号，那么天线将是完全不同的形状，这种天线被简单地称为定向天线。