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浅谈NFC架构与运作模式,开拓无限创新可能

上网日期: 2015年02月11日 ?? 作者: Oluf Alminde ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:NFC? RFID? RFID标签? 智能手机?

全球约有3.66亿糖尿病患者,其中有许多糖尿病患者必须以刺破皮肤引流血液的方式定期自我检测血糖值,而且最让他们反感的就是必须定期重复这项检查。

如果射频技术发展到可以让病患不需要抽血呢?近距离射频通讯技术 (Near field communications; NFC) 是一种能在相距10厘米以内或直接碰触的装置之间传送数据的射频协议。现在Android操作系统的智能型手机和平板电脑都开始支持NFC,因此未来NFC的应用有望大量普及。

例如,目前已有医学设备制造商开始进行相关实验,将微型NFC血糖传感器植入糖尿病患者皮下,再把搭载Android专用应用程序的智能手机或平板电脑靠近传感器所植入的部位,就能随时读取患者的血糖值。

主机设备不仅可以将读取的数据自动传送给患者的主治医师,程序还可以通过设定,定时提醒患者做检测,或者当患者没有定期检测,传感器也会通知医护人员。

NFC传感器非常适合这类应用,主要是由于以下原因:

* 无需外部电源,因为传感器接口能借用NFC阅读器射频发射的电量。

* 快速且便利,因为传感器可以实时自动与主机设备配对。

* 尺寸较小。

* 价格低廉。

由于具备以上优势,这种新型NFC传感器除了可以发展可植入式血糖机,其实还可以广泛运用于许多其他领域。

NFC传感器架构

NFC传感器是一种RFID标签,结合可调节和传感器输入信号数字化的传感器接口。NFC传感器不仅和其他RFID标签一样有可供查验物品来源的独特程序识别码,还能检测物品所在的环境条件(图1),或是生理学数据。

浅谈NFC架构与运作模式,开拓无限创新可能(电子工程专辑)
图1:NFC传感器可用于监测物品的保存状态并查看程序识别码

将传感器所收集的数据传输到标签并不会改变基本的通讯方法:当一台RFID阅读器或一台搭载NFC专用应用程序的智能手机接近标签时,就可读取程序识别码和传感器数据。

还有其他建立无线传感的方法,例如将传感器附加在物品上、由微控制器和射频收发器与传感器建立连接,或是在智能传感器和阅读器之间建立无线通信。

NFC传感器可以简化系统设计,也可以实现更灵活的电源管理方法。事实上,对于相对低数据传输率和短程应用而言,NFC是非常吸引人的技术:

* NFC在两台设备之间的互动直观而简单,只要短暂接触即可。

* 不到一秒就可以建立NFC连接,而其他系统则需要更长时间。

* NFC功率需求低,而且支持非常长的电池寿命,支持无电池工作。

* NFC应用的系统成本较低,因为其中包含了比ZigBee、Bluetooth Low Energy等其他无线传感更简单的技术。

* 由于NFC通过近场耦合(near-field coupling)运作,因此不会有数据遭窃取或信号被干扰的情形。

* NFC系统可依附于现有的基础设施,只需要一台搭载专用应用程序的主机设备就可运作。

在无电池的完全被动模式下,NFC传感器可以从阅读器的射频采集电量,再供电给传感器接口和射频传输。在有电池辅助的半被动模式下,NFC传感器则可在需要长期自主监测的应用下单独运作。另外,它也可以为传感器提供人为控制的电源。

一个感应标签在生命周期内可能会历经两种模式:先执行半被动模式,直到电池耗尽之后转为被动模式。(数据被储存在非易失性存储器里,因此即使没有供应电力仍可保存。)

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