濾芯是凈水器、空氣凈化器等產品實現功能的核心配件，也是廠家獲得持續利潤的關鍵產品，如何保證廠家自己品牌的產品只適配自家的濾芯，如何防止不良商家使用假冒偽劣的濾芯損壞自己的品牌？

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背景

隨著人們健康意識的不斷提高，對空氣質量以及飲水質量的要求也隨之升高，凈水器和空氣凈化器這一類產品逐漸走入普通百姓家庭，產品市場迅猛發展。這類產品主要依靠濾網、濾芯這些易耗品來維持凈化功能，濾芯質量的好壞直接影響產品功能、品牌聲譽以及后續的銷售利潤。

濾芯市場的巨大利潤成為不良商家的造假目標，致使市場上出現假冒偽劣濾芯，一方面使得正規廠家無法維持濾芯的銷售利潤，另一方面劣質濾芯直接損害消費者利益，從而導致正規品牌信譽嚴重受損，因此濾芯防偽至關重要。

圖1 凈水器濾芯

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應用模式

由于凈水器工作在潮濕、高溫、不通風的環境，接觸式的防偽方式捉襟見肘，基于13.56MHz的RFID濾芯防偽技術逐漸受到凈水器、空氣凈化器廠家的青睞，其應用模式如下：

讀寫器安裝在凈水器主機內部，電子標簽安裝在凈水器濾芯上，且每一個濾芯對應唯一的電子標簽，如圖2；

更換濾芯時，凈水器對濾芯進行防偽驗證；

濾芯鑒別為真，凈水器正常工作，反之為假時凈水器報警，提示用戶更換正品濾芯。

圖2 凈水器濾芯標簽

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安裝方式

傳統的RFID設計需要搭配用于識別濾芯標簽的天線，現市場上的凈水器通常有多個濾芯。

下面以某結構的凈水器為例，介紹不同的安裝方式。

安裝方式一：采用2個讀卡天線板。1號天線板可以讀取上部的兩個濾芯的防偽標簽，2號天線板可以讀取下方3個濾芯的防偽標簽，如圖3。該方式適合濾芯整齊式的結構設計。

圖3 安裝方式一

安裝方式二：采用5個讀卡天線板。每個天線板負責1個濾芯的防偽標簽讀取，如圖4。該方式安裝靈活，可以適應靈活多變的濾芯布局結構。

圖4 安裝方式二

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設計局限

傳統RFID設計局限：

傳統的RFID設計為單天線板，單標簽的設計。顯然無法滿足當前多天線、多標簽的需求；

多天線、多標簽的RFID設計對于方案公司的儀器和人員提出了很高的要求。如果仍按照單天線的設計思路，會在量產時出現一致性差，無法讀取濾芯防偽信息等異常情況；

多路天線板的設計、校準需要專業的網絡分析儀才能完成，儀器價格高昂，拉高廠商的產品成本；

傳統方案中凈水器內部讀寫器MCU可再開發的資源少，不利于廠家的二次開發。

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ZLG多通道濾芯防偽解決方案

針對現有的濾芯防偽技術的局限性，廣州周立功單片機科技有限公司推出基于復旦微和NXP平臺開發的讀卡核心模塊ARKS16F5xxN，該系列產品集成了讀卡功能硬件與Ametal軟件的模塊，內部集成了MCU，用戶可以簡單、快捷、高效地實現多通道濾芯防偽解決方案。其中，ARKS16F518N支持多達8個天線，可以分布式讀取8處防偽標簽。

在軟硬件方面優勢如下：

硬件上，用戶無需調試復雜的讀卡天線諧振電路，只需要簡單在外圍加上電源供電、連接器等電路即可實現該方案；

軟件上，用戶無需開發底層的讀卡模塊驅動程序，只要關注應用程序的開發，方便快捷地實現方案的可靠量產。

圖5 產品圖

產品特點：

標配天線板使用時讀卡最大距離達6cm；支持客戶自行開發天線板；

寬工作電壓2.8V~3.6V；

支持ISO/IEC 14443 TypeA（ARKS16F550N支持ISO/IEC 14443 TypeA/B）讀寫器模式；

支持低功耗外部卡片偵測功能；

ISO14443 TYPEA 支持通訊速率106kbps、212kbps、424kbps；

32位ARM Cortex M0+處理器，主頻達48 MHz；

高達128KB的片內Flash，16KB片內SRAM；

支持ADC、SPI、I2C、UART、PWM；

高達43個GPIO口。

表 1.1 產品選型表

ZLG多通道濾芯防偽技術解決方案采用Ametal模塊化軟件設計思想，同時結合ZLG在NFC行業中多年的射頻開發設計經驗，能夠幫忙用戶快速開發出穩定可靠的濾芯防偽標簽產品。