物聯(lián)網(wǎng)時代 RFID大熱應(yīng)用激增

　　近場通信

　　功耗也非常重要，尤其是在電池供電的應(yīng)用，例如帶嵌入式近場通信(NFC)功能的智能手機(jī)中。雖然NFC是RFID技術(shù)的一個子集，但具有一些獨(dú)特的增強(qiáng)性能：

　　更短距離——NFC的工作距離特別短(<10cm)，因此可以防止一些偶然或未授權(quán)的鏈路活動。加密則確保了更高的安全性。

　　直觀的鏈接過程——NFC對最終用戶要求極低。舉例來說，具有NFC功能的智能手機(jī)只需彼此或與NFC讀取器靠近或掃過一下就能啟動會話。

　　能夠與無源的RFID產(chǎn)品進(jìn)行通信——NFC在自我供電設(shè)備之間的工作方式是傳統(tǒng)的方式。它也支持與非接觸式智能卡或RF應(yīng)答器等無源設(shè)備的通信。

　　與藍(lán)牙和Wi-Fi的協(xié)作——除了與RFID技術(shù)是補(bǔ)充關(guān)系外，NFC還具有與使用藍(lán)牙和Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備進(jìn)行通信的內(nèi)置功能。因此，NFC在現(xiàn)有技術(shù)之間提供了多協(xié)議橋接。

　　據(jù)IMS Research公司預(yù)測，NFC應(yīng)用將快速增長，而手機(jī)是背后的主要驅(qū)動力。隨著制造商在手機(jī)產(chǎn)品中將無線通信與支付技術(shù)作為事實上的標(biāo)準(zhǔn)，具有NFC 功能的手機(jī)數(shù)量從2012年到2017年將增加10倍，達(dá)到12億部。今年交付的數(shù)量計劃將增加到2.68億部，在2012年的1.2億部基礎(chǔ)上增長 123%。主要的NFC應(yīng)用包括：

　　* 娛樂門票、乘坐出租車或任何銷售點(diǎn)(POS)應(yīng)用的支付;商店代金券也可以存儲在NFC手機(jī)中。

　　* 使用NFC智能手機(jī)實現(xiàn)安防大樓的身份驗證和門禁控制;還有電腦登錄、上鎖/解鎖車門等。

　　* 在智能手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和平板電腦等NFC產(chǎn)品之間進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送。

　　* 與藍(lán)牙或Wi-Fi建立通信鏈路實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。

　　* 提供對數(shù)字信息的訪問，因為NFC設(shè)備將能夠從智能海報到NFC手機(jī)等產(chǎn)品讀取日程表;從智能海報下載地圖;在你的手機(jī)上記錄你停車的地方。

　　NFC技術(shù)基礎(chǔ)

　　NFC工作在13.56MHz頻率范圍，數(shù)據(jù)傳送速率從106kbit/s到424kbit/s。為了盡量提高其有用性，該技術(shù)后向兼容基于ISO /IEC 14443A和ISO/IEC 14443B的智能卡協(xié)議，以及索尼的FeliCa卡(JIS X 6319-4)。

　　為了實現(xiàn)兩個NFC設(shè)備之間的信息交換，業(yè)界開發(fā)了一種新的協(xié)議，并在ECMA-340和ISO/IEC 18092標(biāo)準(zhǔn)中對其進(jìn)行了定義。NFC論壇開發(fā)了相關(guān)的規(guī)范，用于確保NFC產(chǎn)品的互操作性。

　　NFC有三種工作模式。在卡片模擬模式(無源模式)時，NFC設(shè)備像現(xiàn)有符合某個傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的非接觸卡一樣工作。在讀/寫模式(有源模式)時，NFC設(shè)備是 有源的，并讀取或?qū)懭雮鹘y(tǒng)的無源RFID標(biāo)簽。在點(diǎn)對點(diǎn)模式中，兩個NFC設(shè)備交換信息。發(fā)起設(shè)備(輪詢設(shè)備)的功耗比讀/寫模式低，因為目標(biāo)(監(jiān)聽設(shè) 備)使用自己的電源。

　　三種傳統(tǒng)模式中每種都有自己的傳送技術(shù)：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)。為了支持傳統(tǒng)技術(shù)，NFC設(shè)備必須輪詢監(jiān)聽設(shè)備(標(biāo)簽)以確定使用哪種協(xié)議：NFC-A，NFC-B，或NFC-F(圖2)。

　　圖2：為了支持傳統(tǒng)技術(shù)，NFC設(shè)備必須使用這個輪詢順序輪詢監(jiān)聽設(shè)備(標(biāo)簽)以確定使用哪種協(xié)議(NFC-A、NFC-B或NFC-F)。

　　控制器芯片

　　在NFC系統(tǒng)設(shè)計中，控制器芯片扮演著重要角色。判斷使用哪種通信模式只是開始。在其它的典型MCU任務(wù)中，控制器必須監(jiān)控收發(fā)器、電源管理和主機(jī)接口。NFC特定接口包括安全訪問模塊(SAM)接口、用戶身份模塊(SIM)接口和非接觸技術(shù)(CLESS)接口。

　　恩智浦的PN544是一款帶嵌入式80C51內(nèi)核的全功能NFC控制器，非常適合集成進(jìn)手機(jī)。在讀取器一側(cè)，應(yīng)用包括移動支付設(shè)備、交通與活動票務(wù)，以及對象交換(如vCard和數(shù)字版權(quán))。TI的TRF7970ARHBT支持相同范圍的應(yīng)用。

　　本文小結(jié)

　　雖然RFID應(yīng)用通常不是高性能、高速設(shè)計，但由于不同標(biāo)準(zhǔn)、頻率選擇和最重要的應(yīng)用需求，系統(tǒng)級存在大量的復(fù)雜性。每個新的設(shè)計都會帶來有關(guān)安全、范 圍、信號方向、環(huán)境條件、功耗、內(nèi)存要求和接口設(shè)計方面的決策。然而，一旦系統(tǒng)架構(gòu)考慮成熟，主要由半導(dǎo)體公司推出的眾多設(shè)計工具和開發(fā)套件，就能為我們 的項目提供一條通達(dá)成功的清晰路徑。