IO-Link RFID读卡器系统方案设计与挑战

1.1 背景

RFID现在越来越广泛地应用于各种工业场合包括各类汽车厂、服装厂、鞋厂以及相关的物流仓储行业中。同时IO-Link接口在智能化工厂中广泛应用，由于其接口的通用性和双向数据的智能化需求越来越多，意法半导体自动化技术创新中心设计了这款支持工业通用IO-Link接口的RFID工业读卡器整体解决方案。

1.2 系统方案设计

如图2这个IO-Link RFID传感器的方案，使用了L6364和STM32G0通用电路来支持IO-Link的协议转换，使用ST25R3916来作为NFC的读卡器芯片。ST这些方案都可以提供原理图、PCB、使用指导以及软件等资源。ST从站部分可以提供IO-Link从站的协议栈使用，只要使用ST的L6364搭配STM32G0、L0、L4系列的MCU就可以使用这套IO-Link Mini Stack从站协议栈。ST可以提供完整的设计方案，软件和技术支持，节省你的研发资源和软件协议栈购买成本，帮助快速的推出新产品。

▲图2 方案框图

2   硬件设计与调试

2.1 参考设计方案

外形如下图，ST可以提供原理图、PCB及相关软件，可以与ST联系获取。

▲图3 硬件外观图

2.2 天线设计和网络仿真工具链接

在一些特殊应用中比如汽车及其零配件生产线和喷漆识别等场景，读卡器与目标距离较远，对RFID的读写具体提出了较高要求。因此如果要增加RFID的读写距离就需要更大的天线设计与更好的阻抗匹配。

在设计中当我们需要更大的探测距离时，可以通过增加天线的尺寸实现。具体的设计工具与链接如下。

▲图4 天线设计

2.3 天线阻抗匹配仿真调试工具

同时，我们需要实现较好的天线阻抗匹配以及功率输出，可以通过下面工具来计算相关匹配电路参数。

▲图5 天线匹配仿真