采用尖端技术的双接口EEPROM为无线通信和数据记录业发展带来了新机会，增强了实时查看不同的用户数据的能力，这将会推动便携系统和无线通信系统市场开创新纪元。
低功耗和自供电元器件是新的半导体研发领域，半导体公司和电子系统企业在这个领域投入很大。近距离通信就是一种基于电磁感应耦合概念的自供电通信技术，松耦合感应电路让NFC器件能够在几厘米的距离内共享电能和数据。感应式电能接收器可使NFC实现各种通信模式，例如，被动、主动和RFID模式。
NFC设备和近距离(13.56MHz)RFID电子标签采用与非接触式智能卡相同的基础通信技术。该技术已被ISO/IEC(国际标准化组织/国际电工委员会)、ETSI(欧洲电信标准协会)和ECMA(欧洲信息通信系统标准化协会)国际标准化组织接受。NFC读写器与电子标签之间的通信距离必须在4cm以内，NFC使读写器与标签或者读写器与读写器共享有效负荷数据。
本文重点介绍意法半导体的双接口EEPROM RFID系列电子标签芯片。基于该系列芯片的系统解决方案可满足市场对低功耗和自供电非接触式通信应用的需求。我们的系统解决方案还包括基于安卓和Windows两种平台的图形用户界面，突现了意法半导体研制的不同的传感器、标准器件和支持NFC技术双接口EEPROM的功能性。为演示含有NFC标签(M24LR64)的应用系统的功能，我们开发一款叫做Data Logger V3的数据记录器评估板。该电路板(电子标签)支持13.56MHz NFC通信技术。Data Logger V3评估板配备不同类型的传感器、RFID EEPROM数据存储器和非接触式通信接口。硬件传感器包括：
* 温度传感器 (STTS751)
* MEMS运动传感器(LIS3DH)
* 湿度传感器
* 光传感器
这些传感器以预设的间隔把数据存储在数据记录器内，然后，基于Windows/安卓的用户界面软件读取这些数据，并以图表的方式将数据显示在屏幕上。该应用系统突现了基于RFID的EEPROM(M24LR64)的功能和访问机制。
M24LR64是一个8KB的双接口EEPROM存储器，支持两种通信模式：
1. 通过有线连接与微控制器的I2C通信
2. 采用无线数据传输技术(IS015693)的RF通信
Data Logger V3评估板由以下模块组成：
1. 硬件:
一个由STM8L微控制器、MEMS(微机电系统-LIS3DH)、温度传感器(STTS751)、光传感器和M24LR64 EEPROM以及板载感应式天线组成的普通的电路板。电路板电源是一枚钮扣电池(CR2032)，为传感器数据通过I2C接口存储到EEPROM内提供电能。在数据保存到EEPROM后，PC机或安卓应用软件(图形用户界面)可访问EEPROM。
2. 软件：
一个专用的PC机或安卓图形用户界面(GUI)，通过RF–ISO15693接口与Data Logger V3评估板互动。该应用软件与意法半导体的RF收发器CR95HF通信，然后，该接口再通过13.56MHz射频技术与板上的EEPROM通信。
图1：基于Windows平台的数据记录系统(功能框图)
图2：支持Windows平台的数据记录系统(实际系统)。
图3：支持安卓平台的数据记录系统(功能框图)
图4：支持安卓平台的数据记录系统(实际系统)
数据记录应用:
数据记录应用分为两个阶段：
1. 数据存储阶段
在这个阶段，记录器电路板由3V钮扣电池供电，以固定的间隔把传感器数据存储在EEPROM。数据记录过程通过I2C通信接口完成。
记录数据的类型：
a. 温度传感器(STTS751)测量的环境温度
b. MEMS传感器 (LIS3DH)测量的振动数据
c. MEMS传感器(LIS3DH)测量的自由落体数据
d. 光传感器测量的环境光数据
e . 湿度传感器测量的湿度数据
2. 数据读取阶段
在数据存入EEPROM后，板载开关切断钮扣电池与电路板的连接。在断电后，电路板变成一个被动RFID电子标签。电路板上有一个感应式天线，用于标签与读写器的射频通信。利用RFID读写器 (CR95HF)天线和EEPROM天线的耦合效应，13.56MHz射频将电能从读写器伟输到EEPROM。RFID读写器通过射频电磁场传送电能，EEPROM的天线吸取射频电能作为本身电源。
读写器可与PC机或安卓的GUI配合，通过RF接口向EEPROM发送命令，访问存储器内的全部传感器数据。PC(Windows)/Android GUI软件以图表的方式解释传感器数据。
下面是两个可以通过射频接口从EEPROM读取数据的应用软件。
1. DatalogV3安卓应用软件
安卓是移动设备软件栈，包括操作系统、中间件和主要应用软件。Android SDK为开发人员提供在安卓平台上使用Java语言开发应用代码所需的工具和API。该应用代码是在Android SDK 10.0.0和2.3.3环境内写的，因为该环境提供的NFC API支持手机与标签之间传输数据。该应用通信使用NFC的分支技术NFCV。
DataLogV3支持Data Logger V3电路板上的所有传感器。该应用软件使用Android SDK提供的NFC API。用户安卓手机不得低于2.3.3版本，并配备NFC功能。在手机上启动DatalogV3应用软件后，将NFC标签(Data Logger V3电路板)靠近手机时，该应用软件将会发现标签。在发现标签后，用户可以选择采集新数据或读取Data Logger V3评估板记录的数据。M24LR64用作Data Logger V3电路板的电子标签，同时内置8KB的存储容量。EEPROM存储器有多个不同的存储区，每个存储区记录不同传感器所检测的数据。该应用软件包含一个帮助文件，指导用户如何使用 DataLogV3软件。下图5是在安卓手机上运行的Data Logger V3的截屏，正在演示基于NFC技术的数据通信。
图5：在安卓手机上运行的Data Logger V3的截屏。
2. 事件数据记录应用软件：Windows桌面应用软件
事件数据记录应用软件是利用WPF技术开发的Windows桌面应用软件。该应用软件支持DEMO-CR95HF电路板和Data Logger V3电路板。DEMO-CR95HF电路板是读写器电路板，通过USB HID通信协议与PC机通信。DEMO-CR95HF板的射频收发器是意法半导体的CR95HF。Data Logger V3电路板是电子标签，内置M24LR64芯片。当启动应用软件时，应用软件将连至DEMO-CR95HF电路板。该应用软件为用户提供:
* 数据记录应用
* 事件记录应用
数据记录应用：在启动 Data Logger V3电路板后，用户可以利用NFC技术通过DEMO-CR95HF电路板采集数据。
图6：Windows数据记录应用软件
在数据记录过程中，数据记录器电路板的电源是3V钮扣电池。在数据记录完成后，用户可以拆除钮扣电池，使用RFID阅读器读取数据。在读取数据阶段，EEPROM的电源是射频电磁场传输的读写器的能量。读写器可以采集Data Logger V3板上所有传感器检测的数据，应用软件将这些数据绘制成图表显示在屏幕上。
事件记录应用：该应用软件准许用户给每个传感器设置门限值。只有其中一个传感器突破了门限值，标签才会记录数据。采集电路板上的数据的过程与数据记录应用类似。DEMO-CR95HF演示板通过NFC读取数据，然后将其绘制成图表显示在屏幕上。
图7：Windows数据/事件图表。
未来应用:
该数据记录板搭载一颗意法半导体的STM8L(8位微控制器)。
能量:该系统可用于很多低功耗应用，例如，
* 能量收集应用:该演示板可用于开发基于能量收集概念的应用领域。M24LR16属于支持RFID通信的双接口EEPROM的M24LRx系列。该系列EEPROM从RFID读写器汲取电能。共中部分射频电能用于读取EEPROM，其余的射频电能被EEPROM收集，提供给电路板上的元器件。因此，该系统有益于只需要短时间供电的应用系统，因此，无需任何电池电源。
* 电子纸应用:某些应用需要每天/周更改一次显示数据，其余的时间只保持原样即可。电子纸只在更改数据时才需要充电，断电后继续保持数据显示。电子纸结合RFID EEPROM可让用户用无线射频通信读取并显示数据。读写器发出的射频能量用于读写EEPROM存储器，同时实现能量收集，为应用电路板供电。
消费类医疗健身应用:
在医疗应用领域，可以在病患的身体上安装不同类型的传感器，传感器数据记录在EEPROM。医生可以使用RFID读写器读取数据，实现对病患的连续监测。
有NFC功能的手机也可以读取数据记录。专用的安卓应用软件可以图表的方式解释传感器捕捉的数据。
Data logger V3 评估板可以演示温度传感器、MEMS传感器、光传感器和湿度传感器的数据记录过程。该系统还可以增加更多的传感器，像陀罗仪、地磁计、压力传感器等。这些传感器可以组成一个健康监测记录仪，监视住院病患的各种生命体征参数，并以固定的间隔将数据记录在EEPROM内，医生可通过射频通信每天或在预设间隔读取数据。
计步器是另一种健身应用。计步器计算用户的行走距离，这需要一个装有MEMS运动传感器的电路板，以检测用户的运动，并计算用户的行走距离。计步器将距离信息记录在双接口EEPROM内，通过射频通信技术发送到具有NFC功能的安卓手机，让用户能够实时跟踪自己的徒步运动和热量消耗情况。
工业自动化:
Data Logger V3评估板还可用于自动化和食品饮料物流应用领域。
* 利用MEMS传感器、湿度传感器和温度传感器可以监视工业自动化系统的运行状态是否良好。这些传感器安装在机器及其活动部件的附近。传感器将数据保存在EEPROM内，读写器可通过RFID接口读取数据。这让维修人员能够掌握机器的工作环境的变化。
* 食品运输要求环境温度不得超过预定温度范围，数据记录仪可用于记录运输过程中的环境温度变化。当货物运抵目的地时，收货人员可读取数据记录仪，确保运输过程中环境温度在规定的温度范围内，此外，还可以查验包装是否完整。
在这个能源匮乏的世界，降低功耗是应用系统的重要要求。采用意法半导体的STM8L和传感器的设计支持低功耗应用。STM8L是意法半导体为电池供电和低功耗应用专门设计研发的8位微控制器。该系列产品兼容最低1.8V的电源，工作电流在微安范围内。装有全部传感器的Data Logger V3电路板系统功耗大约500uA。代码大小大约16KB，根据应用要求可进一步降低。
这个采用尖端技术的双接口EEPROM为无线通信和数据记录业发展带来了新机会，增强了实时查看不同的用户数据的能力，这将会推动便携系统和无线通信系统市场开创新纪元。
原文来自：www.iot-online.com/IC/RF/2013/042324015.html
