基于NFC技術(shù)控制的電子錢(qián)包設計

NFC即近距離無(wú)線(xiàn)通信，是由恩智浦公司發(fā)起，由諾基亞、索尼等著(zhù)名廠(chǎng)商聯(lián)合主推的一項無(wú)線(xiàn)技術(shù)——在單一芯片上結合感應式讀卡器、感應式卡片和點(diǎn)對點(diǎn)的功能，能在短距離內與兼容設備進(jìn)行識別和數據交換。

1背景

NFC具有雙向連接和識別的特點(diǎn)，工作于13.56MHz頻率范圍，作用距離接近10厘米。NFC技術(shù)在ISO 18092、ECMA 340和ETSI TS 102 190框架下推動(dòng)標準化，同時(shí)也兼容應用廣泛的ISO 14443 Type-A、B以及Felica標準非接觸式智能卡。

PN544符合歐洲電信標準協(xié)會(huì )（ETSI）制定的最新NFC規范，能夠為手機制造商和電信營(yíng)運商提供完全兼容的平臺，用以推出下一代NFC設備和服務(wù)：PN544完全兼容現已發(fā)布的所有通過(guò)單線(xiàn)協(xié)議（SWP）連接SIM卡和主機控制器接口（HCI）的NFC規范。

PN65O即為PN544加上NXP的SmartMX安全模塊，PN544和PN65O硬件PIN對PIN完全兼容。同時(shí)，PN65O / PN544還提供多種主機接口選擇，確保手機制造商實(shí)現輕松集成High Speed UART、SPI、I2C，并支持多種RF接口協(xié)議：ISO14443A/B、ISO15693、MIFARE、Felica.此外，恩智浦與Gemalto、Oberthur Technologies和Giesecke Devrient等領(lǐng)先SIM卡制造商密切合作，以確保包括MIFARE技術(shù)在內的SWP接口的互通。

2 NFC電子錢(qián)包總體結構

2.1 NFC PN544/PN65O的結構框圖

如下圖1為NFC PN544/PN65O的結構框圖。


圖1 NFC PN544/PN65O硬件電路框圖

2.2 PN544和PN65O優(yōu)勢特性

（1）小尺寸，便于進(jìn)行尺寸優(yōu)化

（2）低功耗

（3）電池關(guān)閉及低電量工作模式

（4）可選與平臺無(wú)關(guān)的軟件堆棧

（5）提供GPIO PORT可供外部單元控制

（6）中斷IRQ可使外部控制單元的命令通訊更簡(jiǎn)易

（7）支持安全單元控制接口

（8）整合電源控制單元

3關(guān)于NXP最新的NFC電子錢(qián)包解決方案

NFC電子錢(qián)包功能是以手機為交易平臺，由PN544 NFC控制器（PN65O內置了安全模塊）和安全模塊兩大部分實(shí)現移動(dòng)支付及數據交換功能。

3.1 RF部分

NFC射頻電路是由EMC濾波電路、匹配電路、接收電路、天線(xiàn)等四部分組成。

3.2 EMC電路

由于該系統是以13.56MHz的操作頻率為基礎。該頻率由石英晶振產(chǎn)生。與此同時(shí)還會(huì )產(chǎn)生高階諧波。為了符合內部電磁兼容性規則，13.56MHz的三次、五次及五次以上的高階諧波必須適當的抑止。所以該EMC電路配置為一LC低通濾波器，用來(lái)濾除高次諧波。

3.3天線(xiàn)匹配電路

由于天線(xiàn)線(xiàn)圈本身是一個(gè)低阻抗的設備，為了能夠把NFC IC送出的能量以最大化的傳遞給天線(xiàn)，所以在天線(xiàn)與NFC IC間須加一匹配電路。消除因不匹配而造成的信號反射形成的能量損失。

3.4接收電路

由R127，C118，R128，C119組成，芯片內部產(chǎn)生的Vmid電位作為RX管腳的輸入電位，為減少擾動(dòng)，需用電容將Vmid接地。Vmid的偏置電壓可以增加Rx腳的電壓驅動(dòng)。圖2所示的為NFC射頻接收電路。


圖2 NFC射頻部分電路

3.5 NFC與SIM卡安全模塊接口電路

NFC IC帶有SWP一線(xiàn)接口可以實(shí)現與SIM卡的數據通訊

4 PN65O/PN544 Demo Board展示

關(guān)于PN65O/PN544 Demo Board展示如圖3所示，如4為Android開(kāi)發(fā)平臺示意圖。


圖3：PN65O/PN544 Demo Board示意圖


圖4：Android開(kāi)發(fā)平臺展示圖

5結語(yǔ)

本文的NXP實(shí)用的NFC電子錢(qián)包解決方案，以13.56MHz的操作頻率為基礎，以手機為交易平臺，由NXP PN544 NFC控制器（PN65O內置了安全模塊）和安全模塊兩大部分實(shí)現移動(dòng)支付及數據交換功能，為電子支付提供便捷、安全、超凡體驗。