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RFID走热,设计机会将激增

上网日期: 2015年03月03日 ?? 作者: Jack Shandle ?? 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:射频标签? 应答器? 耦合技术? 近场通信?

据IMS Research公司预测,NFC应用将快速增长,而手机是背后的主要驱动力。随着制造商在手机产品中将无线通信与支付技术作为事实上的标准,具有NFC功能的手机数量从2012年到2017年将增加10倍,达到12亿部。今年交付的数量计划将增加到2.68亿部,在2012年的1.2亿部基础上增长123%。主要的NFC应用包括:

* 娱乐门票、乘坐出租车或任何销售点(POS)应用的支付;商店代金券也可以存储在NFC手机中。

* 使用NFC智能手机实现安防大楼的身份验证和门禁控制;还有电脑登录、上锁/解锁车门等。

* 在智能手机、数码相机和平板电脑等NFC产品之间进行点到点的数据传送。

* 与蓝牙或Wi-Fi建立通信链路实现数据传送。

* 提供对数字信息的访问,因为NFC设备将能够从智能海报到NFC手机等产品读取日程表;从智能海报下载地图;在你的手机上记录你停车的地方。

NFC技术基础

NFC工作在13.56MHz频率范围,数据传送速率从106kbit/s到424kbit/s。为了尽量提高其有用性,该技术后向兼容基于ISO/IEC 14443A和ISO/IEC 14443B的智能卡协议,以及索尼的FeliCa卡(JIS X 6319-4)。

为了实现两个NFC设备之间的信息交换,业界开发了一种新的协议,并在ECMA-340和ISO/IEC 18092标准中对其进行了定义。NFC论坛开发了相关的规范,用于确保NFC产品的互操作性。

NFC有三种工作模式。在卡片模拟模式(无源模式)时,NFC设备像现有符合某个传统标准的非接触卡一样工作。在读/写模式(有源模式)时,NFC设备是有源的,并读取或写入传统的无源RFID标签。在点对点模式中,两个NFC设备交换信息。发起设备(轮询设备)的功耗比读/写模式低,因为目标(监听设备)使用自己的电源。

三种传统模式中每种都有自己的传送技术:NFC-A(后向兼容ISO/IEC 14443A);NFC-B(后向兼容ISO/IEC 14443B);NFC-F(后向兼容JIS X 6319-4)。为了支持传统技术,NFC设备必须轮询监听设备(标签)以确定使用哪种协议:NFC-A,NFC-B,或NFC-F(图2)。

RFID走热,设计机会将激增(电子工程专辑)
图2:为了支持传统技术,NFC设备必须使用这个轮询顺序轮询监听设备(标签)以确定使用哪种协议(NFC-A、NFC-B或NFC-F)。

控制器芯片

在NFC系统设计中,控制器芯片扮演着重要角色。判断使用哪种通信模式只是开始。在其它的典型MCU任务中,控制器必须监控收发器、电源管理和主机接口。NFC特定接口包括安全访问模块(SAM)接口、用户身份模块(SIM)接口和非接触技术(CLESS)接口。

恩智浦的PN544是一款带嵌入式80C51内核的全功能NFC控制器,非常适合集成进手机。在读取器一侧,应用包括移动支付设备、交通与活动票务,以及对象交换(如vCard和数字版权)。TI的TRF7970ARHBT支持相同范围的应用。

本文小结

虽然RFID应用通常不是高性能、高速设计,但由于不同标准、频率选择和最重要的应用需求,系统级存在大量的复杂性。每个新的设计都会带来有关安全、范围、信号方向、环境条件、功耗、内存要求和接口设计方面的决策。然而,一旦系统架构考虑成熟,主要由半导体公司推出的众多设计工具和开发套件,就能为我们的项目提供一条通达成功的清晰路径。

本文来自《电子工程专辑》2015年03月《微波与射频》特刊,拒绝转载。


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