物联网时代 RFID大热应用激增

　　近场通信

　　功耗也非常重要，尤其是在电池供电的应用，例如带嵌入式近场通信(NFC)功能的智能手机中。虽然NFC是RFID技术的一个子集，但具有一些独特的增强性能：

　　更短距离——NFC的工作距离特别短(<10cm)，因此可以防止一些偶然或未授权的链路活动。加密则确保了更高的安全性。

　　直观的链接过程——NFC对最终用户要求极低。举例来说，具有NFC功能的智能手机只需彼此或与NFC读取器靠近或扫过一下就能启动会话。

　　能够与无源的RFID产品进行通信——NFC在自我供电设备之间的工作方式是传统的方式。它也支持与非接触式智能卡或RF应答器等无源设备的通信。

　　与蓝牙和Wi-Fi的协作——除了与RFID技术是补充关系外，NFC还具有与使用蓝牙和Wi-Fi无线网络的设备进行通信的内置功能。因此，NFC在现有技术之间提供了多协议桥接。

　　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)。

　　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。