物聯(lián)網(wǎng)時代 RFID大熱應用激增

　　近場通信

　　功耗也非常重要，尤其是在電池供電的應用，例如帶嵌入式近場通信(NFC)功能的智能手機中。雖然NFC是RFID技術的一個子集，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。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)品進行通信——NFC在自我供電設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應答器等無源設備的通信。

　　與藍牙和Wi-Fi的協(xié)作——除了與RFID技術是補充關系外，NFC還具有與使用藍牙和Wi-Fi無線網(wǎng)絡的設備進行通信的內(nèi)置功能。因此，NFC在現(xiàn)有技術之間提供了多協(xié)議橋接。

　　據(jù)IMS Research公司預測，NFC應用將快速增長，而手機是背后的主要驅動力。隨著制造商在手機產(chǎn)品中將無線通信與支付技術作為事實上的標準，具有NFC 功能的手機數(shù)量從2012年到2017年將增加10倍，達到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1.2億部基礎上增長 123%。主要的NFC應用包括：

　　* 娛樂門票、乘坐出租車或任何銷售點(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、數(shù)碼相機和平板電腦等NFC產(chǎn)品之間進行點到點的數(shù)據(jù)傳送。

　　* 與藍牙或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的地方。

　　NFC技術基礎

　　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標準中對其進行了定義。NFC論壇開發(fā)了相關的規(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設備像現(xiàn)有符合某個傳統(tǒng)標準的非接觸卡一樣工作。在讀/寫模式(有源模式)時，NFC設備是 有源的，并讀取或寫入傳統(tǒng)的無源RFID標簽。在點對點模式中，兩個NFC設備交換信息。發(fā)起設備(輪詢設備)的功耗比讀/寫模式低，因為目標(監(jiān)聽設 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：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，NFC設備必須輪詢監(jiān)聽設備(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(tǒng)技術，NFC設備必須使用這個輪詢順序輪詢監(jiān)聽設備(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(tǒng)設計中，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任務中，控制器必須監(jiān)控收發(fā)器、電源管理和主機接口。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(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，非常適合集成進手機。在讀取器一側，應用包括移動支付設備、交通與活動票務，以及對象交換(如vCard和數(shù)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(tǒng)級存在大量的復雜性。每個新的設計都會帶來有關安全、范 圍、信號方向、環(huán)境條件、功耗、內(nèi)存要求和接口設計方面的決策。然而，一旦系統(tǒng)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。