浅析ZLG多通道净水器滤芯防伪解决方案

滤芯是净水器、空气净化器等产品实现功能的核心配件，也是厂家获得持续利润的关键产品，如何保证厂家自己品牌的产品只适配自家的滤芯，如何防止不良商家使用假冒伪劣的滤芯损坏自己的品牌？

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背景

随着人们健康意识的不断提高，对空气质量以及饮水质量的要求也随之升高，净水器和空气净化器这一类产品逐渐走入普通百姓家庭，产品市场迅猛发展。这类产品主要依靠滤网、滤芯这些易耗品来维持净化功能，滤芯质量的好坏直接影响产品功能、品牌声誉以及后续的销售利润。

滤芯市场的巨大利润成为不良商家的造假目标，致使市场上出现假冒伪劣滤芯，一方面使得正规厂家无法维持滤芯的销售利润，另一方面劣质滤芯直接损害消费者利益，从而导致正规品牌信誉严重受损，因此滤芯防伪至关重要。

图1 净水器滤芯

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应用模式

由于净水器工作在潮湿、高温、不通风的环境，接触式的防伪方式捉襟见肘，基于13.56MHz的RFID滤芯防伪技术逐渐受到净水器、空气净化器厂家的青睐，其应用模式如下：

读写器安装在净水器主机内部，电子标签安装在净水器滤芯上，且每一个滤芯对应唯一的电子标签，如图2；

更换滤芯时，净水器对滤芯进行防伪验证；

滤芯鉴别为真，净水器正常工作，反之为假时净水器报警，提示用户更换正品滤芯。

图2 净水器滤芯标签

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安装方式

传统的RFID设计需要搭配用于识别滤芯标签的天线，现市场上的净水器通常有多个滤芯。

下面以某结构的净水器为例，介绍不同的安装方式。

安装方式一：采用2个读卡天线板。1号天线板可以读取上部的两个滤芯的防伪标签，2号天线板可以读取下方3个滤芯的防伪标签，如图3。该方式适合滤芯整齐式的结构设计。

图3 安装方式一

安装方式二：采用5个读卡天线板。每个天线板负责1个滤芯的防伪标签读取，如图4。该方式安装灵活，可以适应灵活多变的滤芯布局结构。

图4 安装方式二

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设计局限

传统RFID设计局限：

传统的RFID设计为单天线板，单标签的设计。显然无法满足当前多天线、多标签的需求；

多天线、多标签的RFID设计对于方案公司的仪器和人员提出了很高的要求。如果仍按照单天线的设计思路，会在量产时出现一致性差，无法读取滤芯防伪信息等异常情况；

多路天线板的设计、校准需要专业的网络分析仪才能完成，仪器价格高昂，拉高厂商的产品成本；

传统方案中净水器内部读写器MCU可再开发的资源少，不利于厂家的二次开发。

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ZLG多通道滤芯防伪解决方案

针对现有的滤芯防伪技术的局限性，广州周立功单片机科技有限公司推出基于复旦微和NXP平台开发的读卡核心模块ARKS16F5xxN，该系列产品集成了读卡功能硬件与Ametal软件的模块，内部集成了MCU，用户可以简单、快捷、高效地实现多通道滤芯防伪解决方案。其中，ARKS16F518N支持多达8个天线，可以分布式读取8处防伪标签。

在软硬件方面优势如下：

硬件上，用户无需调试复杂的读卡天线谐振电路，只需要简单在外围加上电源供电、连接器等电路即可实现该方案；

软件上，用户无需开发底层的读卡模块驱动程序，只要关注应用程序的开发，方便快捷地实现方案的可靠量产。

图5 产品图

产品特点：

标配天线板使用时读卡最大距离达6cm；支持客户自行开发天线板；

宽工作电压2.8V~3.6V；

支持ISO/IEC 14443 TypeA（ARKS16F550N支持ISO/IEC 14443 TypeA/B）读写器模式；

支持低功耗外部卡片侦测功能；

ISO14443 TYPEA 支持通讯速率106kbps、212kbps、424kbps；

32位ARM Cortex M0+处理器，主频达48 MHz；

高达128KB的片内Flash，16KB片内SRAM；

支持ADC、SPI、I2C、UART、PWM；

高达43个GPIO口。

表 1.1 产品选型表

ZLG多通道滤芯防伪技术解决方案采用Ametal模块化软件设计思想，同时结合ZLG在NFC行业中多年的射频开发设计经验，能够帮忙用户快速开发出稳定可靠的滤芯防伪标签产品。