时隔一年,继续更新,接上回----校讯通方案中,MCU+RF方案中,标签长时间工作后,突然MCU跑飞的情况如何产生以及如何避免。

电子标签一般都是选择佩戴或者 固定安装,按照理论设计是不会出现标签无故停止发射标识ID的,分析可能存在问题包括:

1. 电池供电异常。

2.MCU正常运行,RF工作异常。

问题分析:

1.电池供电异常。

标签出现供电异常,可能是电池性能,更有可能是标签电源部分设计存在问题。由于电子标签大多都是采用纽扣电池供电,而标签的发射间隔基本都是500ms至1000ms左右。标签采用定时唤醒模式工作,从睡眠模式到发射模式再到睡眠模式,通过这样最大程度省电(其中涉及到一个standby模式,即配置寄存器的模式。关于整个模式的介绍,下一文会讲到。)这就意味着纽扣电池需要频繁的输出一个较大的电流,后又输出一个较小的电流,而这种设计对电池的损害又是致命性的,短时间可能无法看出,但是长时间工作就会减少电池的使用寿命,从而出现电池故障。

现有电子标签电源部分设计,常规 处理办法,就是在电池端加一个大电容。如果遵从常规设计,那么你真就得入坑了。常规处理,都是添加一个10uF的叠层电容,往往人们忽略了,最初电子标签设计都是选择-12dbm或者-6dbm发射功率,发射电流较小,基本上8mA左右。而现在随着标签的应用领域不同,对标签的接收距离越来越高,基本都要求150米以上了。那么大家都开始选择7dbm发射功率了,而电源端的设计还是采用添加一个10uF的叠层电容,问题就来了,7dbm的发射电流瞬间达到了26mA,是之前设计的3倍以上了。结合这么多年的故障处理来看,10uF叠层电容击穿占了很大部分。电容击穿一部分,明显的可以看到标签的平均功耗上升一些。电容完全击穿,电池直接放电了,我们看到的就是标签停止发射了。

2.MCU正常运行,RF工作异常

检查标签的电池电量和叠层电容都正常,MCU工作运行(如何检测MCU是否工作呢,希望大家可以发挥下),RF判断工作异常,RF判断是否正常发射数据,可以通过用示波器看RF芯片的VDD-PA引脚是否有持续波形,或者用频谱分析仪对发射频率观看。

由于MCU芯片基本上都开着看门狗,所以程序跑飞的可能性非常小,而RF芯片是通过MCU配置寄存器来操作的。如果MCU正常运行,而RF为何又会出现工作异常呢?

很大一部分就是由低功耗设计造成的,三个模式,睡眠模式,standby模式,TX模式。低功耗意味着,要少进入standby模式,尽量让标签多处在睡眠模式。所以,有些设计者就会采用初始配置RF控制寄存器后,利用睡眠模式寄存器数据保持的特点,一直调用芯片重复发射的语句REUSE_TX_PL。如果外界出现对标签的任何干扰,造成RF寄存器配置数据丢失或者异常。而MCU确还在正常运行,就出现了前文所说的假死状态了。

纵观我国应用,北方多干燥,南方多湿热。北方的利用更多的是静电干扰,南方往往标签受静电的干扰少一些。那么又要如何来避免呢,那就只能牺牲部分功耗来稳定性了,针对标签应用环境是否恶劣,可以选择每次发射前都刷一次寄存器初始化,或者选择16次发射后刷新一次寄存器配置。

其实不止电子标签会出现假死,阅读器也会出现假死,阅读器一般会选择避开高峰应用时间的,比如半夜偷偷的刷新寄存器。更多分享,请继续留意下一期---2.45G有源标签新应用探讨。