OBU设备非接触式读卡方案：SI522

传统收费站将成历史！全部转为ETC系统

当高速人工收费已经成为我们驾驶出行的习惯后，我们发现，高速人工收费带来低效率、长等待以及落后性等缺点逐渐给人们出行带来不便。伴随着我国汽车保有量的逐年递增，高速人工收费的劣势被无限放大，譬如交通拥堵、节假日大塞车与追尾事故等不良现象都与高速人工收费有着直接或者间接的关系。

人类之所谓伟大，是因为人类既有丰富的思想情感，同时拥有创造工具、改变世界的力量，而互联网的出现便是人类智慧的一大结晶。但这和高速人工收费有何关系？显然是息息相关！基于发达的互联网以及现代信息技术的发展，一种叫做ETC（Electronic Toll Collection不停车收费系统被工程师开发并投入使用，但这种“高科技”此前在我国的发展以及普及均以“龟速”发展。

为确保2019年年底新增ETC用户1395万以上，汽车ETC安装率达到80%以上，通行高速公路ETC使用率90%以上，ETC收费站覆盖率达到100%，所有人工收费车道支持移动支付等电子收费方式，显著提升高速公路不停车收费服务水平，取消高速公路省界收费站，基本实现不停车快捷收费。由此可见，山东省正在用实际行动去实施以及普及ETC，但方案的内容还远不止这个。

此方案还给予ETC车辆不少于5%的通行费优惠，对通行山东省的ETC车辆实行无差别基本优惠政策。自2020年1月1日起，除非国务院另有规定，不然各类通行费减免等优惠均依托ETC系统实现。看得出，山东省住准备要做响应ETC在我国全面普及的“冲锋者”，这个方案的提出以及山东省下一步的行动，都与我国目前的政策“总风向”如出一辙！

不久之后，陪伴了市民几十年的省界高速公路收费站，即将全面淡出历史的舞台，“数字化高速公路”的新时代已迎面而来！相较传统的人工收费站，ETC数字化收费系统的通行能力将提升3~5倍。长久以来收费站“堵路口”的情况或将不复存在。下面为大家介绍一款OBU设备非接触式读卡芯片 SI522

Si522 是一个高度集成的，工作在 13.56MHz 的非接触式读写器芯片，阅读器支持 ISO/IEC 14443 A/MIFARE。

无需外围其他电路，Si522 的内部发送器可驱动读写器天线与 ISO/IEC 14443 A/MIFARE 卡和应答机通信。接收器模块提供一个强大和高效的电路来解调译码 ISO/IEC 14443 A/MIFARE 兼容卡和应答机的信号。数字模块处理完整的ISO/IEC 14443 A 帧和错误检测功能(奇偶和 CRC)。

Si522 支持 MIFARE 产品。Si522 支持非接触式通信，与 MIFARE 系列双向通信速率高达 848kBd。

Si522 内部集成低功耗自动寻卡与定时唤醒功能，可编程寻卡时间间隔，寻卡过程无需 MCU 操作，寻卡成功中断唤醒或定时唤醒 MCU 实现低电流消耗的同时又保证了低功耗寻卡模式的稳定性。

提供以下主机接口：

• SPI(串行外设接口)
• 串行UART(类似RS232，电压电平值取决于引脚供电电压)
• 标准双线串行接口

参数和特性
• 内部集成低功耗自动寻卡与定时唤醒功能
• 高度集成的模拟电路，解调和译码响应
• 带缓冲的输出驱动器，使用最少的外围元件与天线连接
• 支持ISO/IEC 14443 A/MIFARE
• 读写器模式的典型操作距离高达50mm，取决于天线的尺寸和圈数
• 读写器模式下支持MIFARE 系列卡
• 支持ISO/IEC 14443 A 更高速率通信，最高达848kBd
• 支持多种主机接口
-SPI 接口，通信速率高达10Mbit/s
-标准双线串行接口
-RS232 串行UART 接口，通信速率高达1228.8kBd，电压电平值取决于引脚供电电压

• 64 字节发送和接收FIFO 缓冲区
• 灵活的中断模式
• 低功耗硬复位功能
• 软件掉电模式
• 可编程定时器
• 内部振荡器，连接27.12MHz 石英晶体
• 2.5V 至3.6V 供电电压
• 4.5uA1 超低自动寻卡电流
• CRC 协处理器

 

 

低功耗自动寻卡和定时唤醒MCU

Si522 内部集成低功耗自动寻卡与定时唤醒功能，可编程寻卡时间间隔，寻卡过程中无需MCU 操作，寻卡成功中断唤醒或定时唤醒MCU 功能。

 

 

低功耗自动寻卡

       Si522 通过置位CommandReg 寄存器的ACDEn 位来使能低功耗自动寻卡功能(Auto Carrier Detect)，置位PowerDown 后芯片立即进入软掉电模式并定时唤醒检测卡。当芯片检测到卡时产生中断并立即退出低功耗自动寻卡模式，CommandReg 寄存器的ACDEn 位自动清零，唤醒处于关断状态中的MCU，DivIrqReg寄存器的ACDIRq 位置位，MCU 被唤醒后可查询该标志位并执行卡操作等。通过中断唤醒MCU 功能需先失能其他中断，使能ACDIrq 中断并传递到IRQ 引脚。定时唤醒寻卡的时间间隔可编程，通过设置ACDConfigA 寄存器的MDelay[5:0]来设置定时唤醒寻卡的时间间隔((MDelay + 1)*100ms)。Si522 自行完成自动寻卡，无需MCU 干涉，MCU 可处于关断状态，从而降低MCU 功耗，即在自动寻卡期间系统只存在MCU 关断功耗和Si522 的自动寻卡功耗。

      低功耗自动寻卡功能分为电平触发模式和边沿触发模式。电平触发模式需先在无卡时读取当前ACDSetG 的值作为绝对参考值，写入绝对参考值寄存器ACDConfigC 的ValSet[6:0]中，然后使能ACD 模式，Si522 检测到卡后自动退出低功耗自动寻卡模式，MCU 先判断并清除ACDIRq 中断标志，然后执行读写卡等操作，最后再次使能ACDEn 和PowerDown 位进入低功耗自动寻卡模式。边沿触发模式中，Si522 检测到卡后自动退出低功耗自动寻卡模式，MCU 先判断并清除ACDIRq 中断标志，然后执行读写卡等操作，最后执行软复位命令后重新写入配置并置位ACDEn 和PowerDown 位进入下一次自动寻卡。

 

定时唤醒MCU

为防止MCU 休眠过程中死机，Si522 集成了内部定时器(ACDTimer)用于定时唤醒MCU。定时唤醒功能需设置DivIEnReg 寄存器的ACDTimerIEn 位使能。唤醒时间间隔通过ACDConfigH 寄存器配置，该寄存器ACDTimerCounter[7:0]为定时器值， 计数时钟为自动寻卡的时间间隔， 唤醒时间间隔为ACDTimerCounter*(MDelay + 1)*100 ms。ACDTimer 定时唤醒MCU 后，需软件复位，重新配置寄存器，再重新进入ACD 模式。