1 IO-Link RFID讀卡器系統方案設計與挑戰

1.1 背景

RFID現在越來越廣泛地應用于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，由于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的讀卡器芯片。ST這些方案都可以提供原理圖、PCB、使用指導以及軟件等資源。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，軟件和技術支持，節省你的研發資源和軟件協議棧購買成本，幫助快速的推出新產品。

▲圖2 方案框圖

2 硬件設計與調試

2.1 參考設計方案

外形如下圖，ST可以提供原理圖、PCB及相關軟件，可以與ST聯系獲取。

▲圖3 硬件外觀圖

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。

天線設計工具鏈接：https://eds.st.com/antenna/#/

▲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。

軟件鏈接： https://eds.st.com/nfc-tuningcircuit/

▲圖5 天線匹配仿真