物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代 RFID大熱應用激增

　　近場(chǎng)通信

　　功耗也非常重要，尤其是在電池供電的應用，例如帶嵌入式近場(chǎng)通信(NFC)功能的智能手機中。雖然NFC是RFID技術(shù)的一個(gè)子集，但具有一些獨特的增強性能：

　　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的鏈路活動(dòng)。加密則確保了更高的安全性。

　　直觀(guān)的鏈接過(guò)程——NFC對最終用戶(hù)要求極低。舉例來(lái)說(shuō)，具有NFC功能的智能手機只需彼此或與NFC讀取器靠近或掃過(guò)一下就能啟動(dòng)會(huì )話(huà)。

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

　　與藍牙和Wi-Fi的協(xié)作——除了與RFID技術(shù)是補充關(guān)系外，NFC還具有與使用藍牙和Wi-Fi無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的設備進(jìn)行通信的內置功能。因此，NFC在現有技術(shù)之間提供了多協(xié)議橋接。

　　據IMS Research公司預測，NFC應用將快速增長(cháng)，而手機是背后的主要驅動(dòng)力。隨著(zhù)制造商在手機產(chǎn)品中將無(wú)線(xiàn)通信與支付技術(shù)作為事實(shí)上的標準，具有NFC 功能的手機數量從2012年到2017年將增加10倍，達到12億部。今年交付的數量計劃將增加到2.68億部，在2012年的1.2億部基礎上增長(cháng) 123%。主要的NFC應用包括：

　　* 娛樂(lè )門(mén)票、乘坐出租車(chē)或任何銷(xiāo)售點(diǎn)(POS)應用的支付;商店代金券也可以存儲在NFC手機中。

　　* 使用NFC智能手機實(shí)現安防大樓的身份驗證和門(mén)禁控制;還有電腦登錄、上鎖/解鎖車(chē)門(mén)等。

　　* 在智能手機、數碼相機和平板電腦等NFC產(chǎn)品之間進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的數據傳送。

　　* 與藍牙或Wi-Fi建立通信鏈路實(shí)現數據傳送。

　　* 提供對數字信息的訪(fǎng)問(wèn)，因為NFC設備將能夠從智能海報到NFC手機等產(chǎn)品讀取日程表;從智能海報下載地圖;在你的手機上記錄你停車(chē)的地方。

　　NFC技術(shù)基礎

　　NFC工作在13.56MHz頻率范圍，數據傳送速率從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(shí)現兩個(gè)NFC設備之間的信息交換，業(yè)界開(kāi)發(fā)了一種新的協(xié)議，并在ECMA-340和ISO/IEC 18092標準中對其進(jìn)行了定義。NFC論壇開(kāi)發(fā)了相關(guān)的規范，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(wú)源模式)時(shí)，NFC設備像現有符合某個(gè)傳統標準的非接觸卡一樣工作。在讀/寫(xiě)模式(有源模式)時(shí)，NFC設備是 有源的，并讀取或寫(xiě)入傳統的無(wú)源RFID標簽。在點(diǎn)對點(diǎn)模式中，兩個(gè)NFC設備交換信息。發(fā)起設備(輪詢(xún)設備)的功耗比讀/寫(xiě)模式低，因為目標(監聽(tīng)設 備)使用自己的電源。

　　三種傳統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)。為了支持傳統技術(shù)，NFC設備必須輪詢(xún)監聽(tīng)設備(標簽)以確定使用哪種協(xié)議：NFC-A，NFC-B，或NFC-F(圖2)。

　　圖2：為了支持傳統技術(shù)，NFC設備必須使用這個(gè)輪詢(xún)順序輪詢(xún)監聽(tīng)設備(標簽)以確定使用哪種協(xié)議(NFC-A、NFC-B或NFC-F)。

　　控制器芯片

　　在NFC系統設計中，控制器芯片扮演著(zhù)重要角色。判斷使用哪種通信模式只是開(kāi)始。在其它的典型MCU任務(wù)中，控制器必須監控收發(fā)器、電源管理和主機接口。NFC特定接口包括安全訪(fǎng)問(wèn)模塊(SAM)接口、用戶(hù)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內核的全功能NFC控制器，非常適合集成進(jìn)手機。在讀取器一側，應用包括移動(dòng)支付設備、交通與活動(dòng)票務(wù)，以及對象交換(如vCard和數字版權)。TI的TRF7970ARHBT支持相同范圍的應用。

　　本文小結

　　雖然RFID應用通常不是高性能、高速設計，但由于不同標準、頻率選擇和最重要的應用需求，系統級存在大量的復雜性。每個(gè)新的設計都會(huì )帶來(lái)有關(guān)安全、范 圍、信號方向、環(huán)境條件、功耗、內存要求和接口設計方面的決策。然而，一旦系統架構考慮成熟，主要由半導體公司推出的眾多設計工具和開(kāi)發(fā)套件，就能為我們 的項目提供一條通達成功的清晰路徑。