需要NFC/RFID吗?未来不再遥远(下)

  作者:Hamed Sanogo 时间:2015-11-09来源:电子产品世界

编者按:本文给出了NFC技术给出常见的电路,展示OEM在便携式电子产品中实现新型非接触式NFC/RFID功能。利用电路,将NFC/RFID短距离无线技术增加到嵌入式电子平台。

  该NFC/RFID标签IC带有集成调谐电容。电路中所示的外部调谐电容CEXT-TUNE可选。然而,CEXT-TUNE电容为设计者提供了重新快速调谐系统的途径,取决于标签所处环境下的加载效应。

10 NFC/RFID标签催生新应用

  如上所述,NFC/RFID有望催生工业和医疗领域的新型市场。其中部分新应用包括自动设备配置(也称为行为设置)、使用次数设置、系统报警设置(例如系统唤醒)、从设备安全认证以及传感器标签实现等。

11 支持传感器的NFC/RFID标签——传感器标签

  NFC/RFID快速增长的一个领域是传感器标签。传感器标签是包含传感器IC的组件(例如插件),从用户行为及周围环境监测规定的物理参数(图5)。这些参数包括温度、压力、光、冲击、振动、湿度、加速度以及化学特性等。这些检测操作附加在标签的标准识别功能之外。安全传感器标签极具吸引力的一个特性是无需连线,即可收集和报告物理参数测量值。

  传感器标签在医疗消耗品应用中的两个例子是:温度传感器和防晒指数传感器(SPF)。病人戴上一次性温度传感器标签后,护士无需接触病人即可测量体温。鉴于隐蔽的、危险的病毒传播问题,这种方式在一定程度上可以减轻或彻底避免医院或诊所内的交叉感染。按照相同的方式,SFP传感器标签可帮助沙滩上的游人正确使用防晒霜,避免太阳灼伤,用户只需利用智能手机读取SPF传感器即可。

  传感器标签也有助于监测货物运输的完整性。例如,在运输贵重和/或易碎货物期间,冲击或振动传感器标签可测量发生的冲击。

  本例中,MAX66242是此类应用的关键元件,创新设计可支持主机I2C端口。如果没有主机I2C端口,就需要小型微控制器收集温度转换数据,然后将数据写入到标签的存储器,随后由读卡器收集数据(图5)。

  如上所述,传感器标签将模拟物理量转换(或变换)为数字输出。此时,MAX66242实际上是连接这些外部模拟参数转换与有用信息的桥梁或管道,用户可在智能电话或平板电脑的屏幕上读取信息。同样,使用该IC的传感器标签无需外部能源,而是使用其能量收集引脚VOUT作为传感器IC的电源。图6所示为典型的分立式传感器标签原理图。

12 诊断和错误数据收集解决长期稳定性问题

  简而言之,MAX66242标签真正地支持嵌入式系统与支持NFC功能的便携式通信设备进行通信。NFC/RFID端口也可向服务人员提供报警,类似于汽车仪表盘上的“立即检修引擎”指示灯。

  在嵌入式设计中实现了图4所示的电路结构后,系统即能够以无线方式与外部交换信息,包括诊断和误码校验、从失效电路收集数据、运行状态报警,以及其它系统配置/调试和校准数据。这种灵活性为OEM提供了终端产品的增值功能。

  设计者可利用MAX66242储存对系统运行至关重要的诊断和故障数据。在系统“死机”后或未上电时,可上传该数据。这种系统健康和故障数据的收集是通过NFC/RFID标签的接口实现的。图7所示为典型的电源管理系统,其中每个负载点(POL)稳压器由公共电源管理总线(PMBus)进行配置和监测。PMBus仅仅是I2C总线的一种变体。系统正常工作期间,持续监测每个POL的关键工作参数。在持续监测模式下,系统管理器也可执行修正措施,以响应故障或工作报警。

  利用该结构中的MAX66242,OEM可创建“瓶中信”或“黑匣子飞行记录仪”,可储存超容限参数(例如所有被监测故障保护电路的触发点参数)。现在,技术人员利用RFID/NFC读卡器读取发生故障之前记录的测量值。该数据也可用于随后预测特定的故障,帮助识别异常工作条件。附加的智能诊断故障功能有助于在下一代产品中预测、缓解甚至消除灾难性故障的根源。

  NFC/RFID应用常见于工业控制和自动化领域的现场传感器和I/O卡。MAX66242标签允许调试传感器卡,同时设备在货架上可保持不上电。只是在安装之前,利用智能电话将模拟校准数据、关键参数或其它系统级信息下载到传感器或I/O卡上的标签中。所以,消费者可利用其智能电话购买特定设备点卡,然后利用智能电话应用程序(app)装载点卡,或通过便携式设备的NFC/RFID连接激活功能。

13 总结

  最近几年,NFC/RFID技术的普及率已经大幅提高。因为这将使嵌入式平台向更多应用开放,催生了新兴的安全便携式通信应用;为OEM提供绝佳的商业机会。毫无疑问,随着该技术的快速发展,潜在应用也越来越多;NFC/RFID被认为是IoT的关键基石之一。

  我们给出了以DeepCover MAX66242安全认证为核心的NFC/RFIC应用电路。使用这种新方法,嵌入式便携系统很容易连接外部世界。OEM可增强其产品差异化。

参考文献:

  [1]http://nfc-forum.org/

  [2]http://www.ansi.org/

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关键词: NFC 读卡器 无源标签认证 201511

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