NFC旧板新测——M24LR-DISCOVERY

　    一、开篇介绍

　　说到RFID射频识别，可能大多数人不知道是什么东西，但如果说NFC（NearFieldCommunication），大家就会想到最近挺火的各种Pay，比如ApplePay、SamsungPay、华为Pay。其实NFC功能不仅仅用于手机支付，NFC在门禁、公交等领域内发挥着巨大的作用。

　　今天要评测的是ST公司的M24LR-DISCOVERY开发板，虽然2014年已经出厂了，但是作为RFID技术的普及，我想是足够了。

　　二、M24LR-DISCOVERY开箱

　　M24LR-DISCOVERY是一块即用型开发工具，搭载了一颗型号为M24LR04E-R的双接口EEPROMIC芯片，在工业、医疗、消费电子中有广泛的应用。M24LR-DISCOVERY包含了两个不同的开发板：一块是M24LR红色开发板，另一块是带RF收发功能的绿色开发板。

　　背面是一份快速上手指南，介绍了连接RF接收板的电脑软件和连接M24LR开发板的安卓手机软件。

　　

　　M24LR-DISCOVERY细节图。

　　

　　

　　

　　三、M24LR-DISCOVERY介绍

　　ST公司的NFC/RFID方案有如下图的有三种，M24LR-DISCOVERY开发工具包含以下红色框图的两种，分别是M23LR开发板和RF收发开发板。

　　

　　

　　产品特点

　　M24LR开发板

　　− M24LR04E-RMN6T/2 双接口EEPROM，带有I2C接口和13.56MHz ISO/IEC 15693的RF接口，容量为4Kbits，具有密码保护功能

　　− 主控制器是8位的STM8L152C6T6，带有8Kbytes的Flash容量

　　− 型号为STTS751-0WB3F的低电压温度传感器

　　− 板载的20*40 mm PCB感应天线

　　− 2个功能按键：用户键和重置键

　　− 提供下载和调试的SWIM接口

　　− I2C接口

　　− 24段的LCD屏幕

　　下图是M24LR04E芯片的内部结构图，可以看到分别有I2C总线接口和RF接口，芯片内部还带有电源管理功能，可以转天线圈获得的能量转化为电能，给STM8和系统电路供电。芯片内部还带有4Kbit的EEPROM，可以存放64bit的UID号。

　　

　　M24LR04E是SO8N封装的8 pin芯片，只需要搭配简单的电路，便可以移植到手机或者其它移动终端上面，从而实现NFC功能。

　　

　　M24LR和STTS751温度传感器共同挂载在I2C1总线上，再连接到主控制器STM8，通过不同的设备地址来取得不同的功能数据。当M24LR开发板接近RF读卡器或者带有NFC功能的手机时，M24LR04E-RMN6T/2芯片就能输出RF_POWER给STM8供电。

　　

　　

　　

　　RF收发开发板

　　− CR95HF-VMD5T 13.56 MHz多通信协议非接触收发IC，还有SPI和UART接口

　　− 主控制器为32位的STM32F103CB，带有128Kbytes的Flash容量

　　− 板载的47*34mm PCB感应天线

　　− 提供与电脑软件通信的USB接口

　　− 20Pin的STlink调试和下载接口

　　可实现RF的读写功能，支持ISO/IEC 14443A Type A和Type B、ISO/IEC 15693、ISO/IEC 18092四种规范，芯片上还提供了SPI和UART通信接口。

　　

　　下图为CR95HF的芯片内部框架图，可分为六部分：直接通过SPI或UART与用户通讯的寄存器、电源与时间管理、帧控制、数据标签检测、AFE检测与读写、天线接口。

　　四、RFID通信原理

　　RFID通信分为读卡器（Reader）和标签（Tag），读卡器通常接有电源，而标签通常是无源标签。读卡器通过天线线圈将电信号转换为磁场，标签在这个磁场中获得能量，转换为电流后给标签内的IC供电。标签内的IC通过天线的开路和短路来使磁场发生变化，因此，读卡器可以通过磁场的微小变化来获取标签反馈的信号。

　　

　　五、M24LR-DISCOVERY上电试玩

　　在ST官网的M24LR-DISCOVERY主页上有许多相关配套资料，因此用户可以十分方便地下载到与M24LR-DISCOVERY配套PC端软件CR95HF_Development_Software。把RF收发开发板通过USB连接到电脑上，打开PC端软件。

　　

　　连接上PC软件后，选择对应的开发板，这里我们选择CR95HF。

　　

　　点击菜单栏的ISO15693-》M24LR04E，弹出以下界面，把RF收发开发板的PCB天线靠近M24LR开发板的天线，击下图箭头“Inventory”寻卡，可获得16字节的UID号。再点击“Get System info”按钮，显示框内显示出M24LR开发板传送回来的系统信息。

　　

　　从上面获得的系统信息可以知道M24LR开发板的Memory Size结尾地址为0x7Fh，也就是说共有128个Block，每个Block有4字节的数据。我们转换到User Mode，填写RF block address，读取0x00到0x05共6个Block的内容。点击“Read Single Block”按钮，便可将读到的信息显示到右框中。

　　

　　当两块开发板靠近后，M24LR通过天线线圈获得能量，按蓝色的USER键可以选择三种不同模式，分别为字符显示、电压显示、温度测试。

　　

　　M24LR-DISCOVERY不仅仅能在PC端软件下进行读写的操作，还可以使用Android手机的“NFC-V reader”APP进行同样的操作。这里我们准备了13.56MHz的14443A和15693的高频卡与一部带有NFC功能的三星NOTE2手机进行测试。

　　

　　虽然三星NOTE2作为2012年的产品，但已经搭配了NFC功能，下图是后壳的NFC天线。

　　

　　手机打开NFC APP软件“NFC-V reader”，把M24LR开发板或者高频卡接近手机背面，NFC APP就能通过感应天线传送信息。在以下图可以看到，收集到的信息有8字节的UID号，制造厂商为ST公司，产品的型号为N24LR04E，通信协议为ISO 15693，有128个Block，每个Block有4个字节。

　　

　　使用高频卡接近手机，也可以激活NFC功能。

　　

　　该NFC APP还可以往BLOCK写入与读取数据。

　　

　　六、总结

　　在互联网的带动下，物流行业在这几年时间内蒸蒸日上，条码与二维码的使用也变的越来越广泛，随着这支付宝和微信上使用条形码与二维码进行付款，更把这两者推上了一个新的高度。但是相比之下，RFID有着更大的优势：

　　1.RFID读卡器可以同时读取多个标签，而二维码一次只能读一个，对于快递等物流行业，一次性读取多个货物信息更加快捷;

　　2.使用超高频技术，能够远距离读取，不用再担心太远拍不清二维码图像;

　　3.RFID标签的信息可以更改，而二维码打印后就信息就无法更改了，因此RFID标签可以重复使用，节省成本;

　　4.RFID能比二维码存储更多的商品、物流信息。