上文我們提到，在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中，不同的信號和通信協(xié)議是通過引入專門的數(shù)字接口IO-Link以實現(xiàn)傳感器和工業(yè)現(xiàn)場總線的接口模塊之間的全數(shù)字化傳輸，同時我們也向大家介紹了ST IO-Link主站，今日，我們將對IO-Link系統(tǒng)解決方案中的IO-Link從站進行深入剖析，并以其為基石，對IO-Link RFID解決方案進行詳細介紹。

>>數(shù)據(jù)輸入輸出

主站架起橋梁，從站負責(zé)進行方言到普通話的轉(zhuǎn)換。在工廠里，ST IO-Link從站模塊采用了L6364和STM32G0以支持IO Link的協(xié)議轉(zhuǎn)換。

在數(shù)據(jù)輸入方面，ST采用SCLT3-8多路單芯片方案，將24V高低電平轉(zhuǎn)換為常規(guī)SPI信號輸出至微控制器（MCU）。值得關(guān)注的是，該方案單個芯片最大支持8路輸入，同時可通過連接多個SCLT3-8芯片以滿足更多路數(shù)需求，這種設(shè)計大大簡化了系統(tǒng)架構(gòu)，降低了成本，提高了整體性能。

在數(shù)據(jù)輸出方面，ST采用了ISO8200作為8路帶隔離的高邊輸出。此設(shè)計可以滿足不同應(yīng)用場景下的多種接口需求，為系統(tǒng)提供更加靈活、高效的數(shù)據(jù)輸出解決方案。此外，通過優(yōu)化硬件配置和軟件算法，ST進一步提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和響應(yīng)速度。同時，ST還采用了先進的隔離技術(shù)，確保了輸出信號的穩(wěn)定性和安全性，減少了因電氣干擾而引起的錯誤。

>>IO-Link RFID 讀卡器系統(tǒng)完整方案

隨著我國現(xiàn)代企業(yè)智能制造步伐的加快，生產(chǎn)流程中對各類傳感器的應(yīng)用需求日益豐富，因此要求傳感器具備更強的使用靈活性，以更好地應(yīng)對制造業(yè)工藝不斷演進的需求變化。其中，RFID技術(shù)以其獨特優(yōu)勢脫穎而出，成為汽車制造、服裝生產(chǎn)、鞋類制造業(yè)以及相關(guān)物流倉儲等領(lǐng)域的主導(dǎo)技術(shù)。

因此，如何合理地將工廠中的傳感器與IO-Link接口進行關(guān)聯(lián)，成為關(guān)鍵問題。隨著IO-Link接口的通用性和雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹悄芑枨蟛粩嘣鲩L，ST推出了一款支持工業(yè)通用IO-Link接口的RFID工業(yè)讀卡器整體解決方案。

圖1.方案框圖

圖1所示的IO-LINK RFID傳感器方案，采用了L6364與STM32G0通用電路來實現(xiàn)IO-Link協(xié)議的轉(zhuǎn)換，同時運用ST25R3916作為NFC讀卡器芯片。在整套解決方案中，ST提供包括原理圖、PCB、使用指南以及軟件等在內(nèi)的相關(guān)資源。

在從站部分，ST可以IO Link從站的協(xié)議棧使用，只要使用ST的L6364搭配STM32G0,L0,L4系列的MCU就可以充分利用這套IO-link mini stack從站協(xié)議棧。這一組合方案確保了IO-link mini stack從站協(xié)議棧的穩(wěn)定性和可靠性，滿足了工業(yè)通信領(lǐng)域?qū)τ诟咝?、精?zhǔn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆T強烈推薦用戶在實際應(yīng)用中采納此方案。憑借全面的設(shè)計方案、軟件以及技術(shù)支持，ST將協(xié)助用戶優(yōu)化研發(fā)資源配置，降低協(xié)議棧采購成本，并加速新產(chǎn)品的推出進程。

而在特定的應(yīng)用場景中，例如汽車及其零配件生產(chǎn)線、噴漆識別等，由于讀卡器與目標(biāo)之間的距離較遠，對RFID的讀寫性能提出了較高的要求。為了滿足這一需求，提升RFID的讀寫距離，必須采用更大尺寸的天線設(shè)計，并優(yōu)化阻抗匹配，以確保信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和效率。

關(guān)鍵器件鏈接：

L6364：

https://www.st.com/zh/interfaces-and-transceivers/l6364.html

STM32G0系列：

https://www.st.com/zh/microcontrollers-microprocessors/stm32g0-series.html

ST25R3916

https://www.st.com/zh/nfc/st25r3916.html

在硬件方面，參照設(shè)計方案的外觀如圖所示，ST公司可提供原理圖、PCB以及相關(guān)軟件。

圖2. 硬件外觀圖

在天線設(shè)計方面，過程中如要求提高探測距離時，ST可以采取擴大天線尺寸的方法來實現(xiàn)。有關(guān)具體設(shè)計工具與鏈接如下所示。

圖3. 天線設(shè)計

天線設(shè)計工具鏈接：天線設(shè)計工具鏈接：NFC Inductance | RF Design | eDesignSuite | STMicroelectronics

https://eds.st.com/antenna/#/

此外，為實現(xiàn)高效的天線阻抗匹配和功率輸出，用戶可以利用以下方法計算相應(yīng)的匹配電路參數(shù)。

軟件鏈接：NFC Tuning Circuit | eDesignSuite | STMicroelectronics

 https://eds.st.com/antenna/#/

總而言之，ST能夠提供全面的IO-Link RFID解決方案，涵蓋所有軟件和硬件資料，以及相應(yīng)的本地技術(shù)支持。而借助ST提供的全方位設(shè)計方案、軟件及技術(shù)支持，用戶能夠顯著節(jié)省研發(fā)投入、降低協(xié)議棧購置費用，并迅速推向市場的新產(chǎn)品。

至此，在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中，ST的IO-Link解決方案將工廠里面對不同的信號和通信協(xié)議如何無障礙溝通的難題徹底解決。在工廠的實際運用中，ST的IO-Link解決方案也在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中大放異彩，展現(xiàn)出了強大的優(yōu)勢，為工廠提供了高效、穩(wěn)定、兼容性強的通信手段。

更多有關(guān)IO-Link的資料，可以訪問ST官網(wǎng)相關(guān)頁面: https://www.st.com/zh/applications/factory-automation/io-link.html

同時也可以到功率與模擬產(chǎn)品子網(wǎng)站https://www.21ic.com/stpower/，下載區(qū)下載原理圖，PCB，使用指導(dǎo)以及軟件等資源。

ST下載頻道 (21ic.com)：https://st-download.21ic.com/