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      NFC無(wú)線(xiàn)充電與IoT設(shè)備組網(wǎng)配對(duì)應(yīng)用

      lPCU_elecfans ? 來(lái)源：未知 ? 2022-12-28 07:10 ? 次閱讀
      電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）NFC技術(shù)大家已經(jīng)不陌生了，日常生活中有許多NFC技術(shù)應(yīng)用的實(shí)例。在這些我們熟悉的公交卡、銀行卡應(yīng)用里，NFC的讀卡器模式有一個(gè)很明顯的特征，就是我們使用的卡片或者標(biāo)簽這一側(cè)是完全無(wú)源的，即不需要電池供電。
      在這個(gè)工作的過(guò)程中，NFC標(biāo)簽工作所需要的能量由讀寫(xiě)器端通過(guò)近場(chǎng)13. 56MHz的載波頻率提供。這種能量的隔空傳遞其實(shí)一直是NFC技術(shù)應(yīng)用最基本的一個(gè)物理層原理，只不過(guò)我們平時(shí)見(jiàn)到的多是NFC的數(shù)據(jù)傳輸功能，NFC能量傳輸?shù)哪芰Σ⑽赐耆l(fā)揮出來(lái)。

      NFC無(wú)線(xiàn)充電

      NFC Forum在去年年底正式發(fā)布了NFC無(wú)線(xiàn)充電協(xié)議2. 0版本，對(duì)整個(gè)NFC無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)進(jìn)行了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化定義。在該標(biāo)準(zhǔn)里，首先專(zhuān)門(mén)針對(duì)無(wú)線(xiàn)充電的場(chǎng)景定義了更強(qiáng)的能量傳輸能力。其次定義了采用標(biāo)準(zhǔn)NDEF數(shù)據(jù)在發(fā)射和接收設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的通訊，使得采用不同的廠商芯片方案的設(shè)備之間可以實(shí)現(xiàn)互操作。同時(shí)相應(yīng)的認(rèn)證的計(jì)劃在今年早些時(shí)候也已經(jīng)啟動(dòng)。
      對(duì)于無(wú)線(xiàn)充電，NFC和其他無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)相比其優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)在哪里呢？常常被拿來(lái)和NFC無(wú)線(xiàn)充電比較的是Qi。二者在無(wú)線(xiàn)射頻的頻率上截然不容，Qi采用的是100-200kHz的載波頻率，NFC采用的相對(duì)更高的13. 56MHz頻率，載波頻率的不同直接決定了兩種技術(shù)在諸多方面，比如線(xiàn)圈的尺寸，無(wú)線(xiàn)通信的速率上面會(huì)有不同的特點(diǎn)。由于NFC采用了更高的載波頻率，使得接收端的電路諧振所需要的電感量大幅降低，因此NFC的無(wú)線(xiàn)充電在接收端可以實(shí)現(xiàn)更小的天線(xiàn)尺寸設(shè)計(jì)。
      另一方面，NFC無(wú)線(xiàn)充電還有一個(gè)顯著的特點(diǎn)是可以在充電進(jìn)行能量傳輸?shù)耐瑫r(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。兼顧數(shù)據(jù)通訊的充電模式意味著可以實(shí)現(xiàn)一些更豐富的應(yīng)用功能，比如產(chǎn)品的激活認(rèn)證、無(wú)線(xiàn)參數(shù)配置等等。
      當(dāng)然，NFC的無(wú)線(xiàn)充電走的是小型設(shè)備小功率路線(xiàn)，正努力向3W升級(jí)。和Qi的大型設(shè)備大功率路線(xiàn)相比，NFC還是在兼顧數(shù)據(jù)傳輸和更小天線(xiàn)設(shè)計(jì)這兩點(diǎn)上更有優(yōu)勢(shì)，而且隨著更多充電功率控制和保護(hù)機(jī)制的加入，NFC無(wú)線(xiàn)充電越來(lái)越規(guī)范，安全性也大大提升。NFC無(wú)線(xiàn)充電標(biāo)準(zhǔn)定義了靜態(tài)和交互兩種充電模式用于靈活控制充電功率，各種異物檢測(cè)FOD機(jī)制的加入也進(jìn)一步增強(qiáng)了安全可控性。
      NFC無(wú)線(xiàn)充電在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中，根據(jù)發(fā)射端的設(shè)備形態(tài)的不同，有幾種不同的場(chǎng)景。一種是在發(fā)射端采用NFC讀寫(xiě)器芯片做充電底座，另一種是采用集成了NFC控制器的終端設(shè)備作為發(fā)射端對(duì)要充電的設(shè)備進(jìn)行充電。相比來(lái)說(shuō)，肯定是第一種方式發(fā)射端能提供相對(duì)更高的能量，在天線(xiàn)和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上也更容易適配接收端。第二種應(yīng)用方式則相對(duì)更加靈活，但是能提供的能量就微弱許多。

      NFC WLC，ST

      NFC的IoT設(shè)備組網(wǎng)

      在IoT應(yīng)用里，設(shè)備組網(wǎng)配對(duì)是一個(gè)基礎(chǔ)且重要的步驟，如何將組網(wǎng)配對(duì)的流程盡可能簡(jiǎn)化并提高安全性尤為重要。
      無(wú)論是哪一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，雖然應(yīng)用場(chǎng)景不同，但是組網(wǎng)配對(duì)的頂層邏輯其實(shí)都是類(lèi)似的。第一步要獲取設(shè)備的信息，比如設(shè)備的UID，對(duì)這些設(shè)備的信息做認(rèn)證，認(rèn)證通過(guò)后設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備在加入之后進(jìn)行實(shí)時(shí)的通信完成激活。
      如何將這些流程簡(jiǎn)化，可以利用NFC技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。不管是設(shè)備的UID還是密鑰，利用NFC在設(shè)備生產(chǎn)階段進(jìn)行配置，然后在使用階段，利用NFC獲取設(shè)備信息，交換驗(yàn)證信息，執(zhí)行入網(wǎng)指令。不論是LoRa，Thread還是其他網(wǎng)絡(luò)，NFC組網(wǎng)配對(duì)都可以在其中應(yīng)用。

      NFC Thread組網(wǎng)配對(duì)，ST
      基于NFC的組網(wǎng)配對(duì)優(yōu)勢(shì)在于NFC的適配性極好，可以與帶有NFC功能的手機(jī)直接進(jìn)行交互，像WiFi、藍(lán)牙這些配對(duì)在NFC Forum中已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，整個(gè)組網(wǎng)配對(duì)在兩個(gè)帶NFC功能的設(shè)備觸控時(shí)自動(dòng)完成快速且簡(jiǎn)單。而且通過(guò)NFC寫(xiě)入數(shù)據(jù)，不需要給設(shè)備供電就能完成配置操作。

      小結(jié)

      NFC目前的發(fā)展態(tài)勢(shì)可謂是很積極的，無(wú)線(xiàn)充電功能的穩(wěn)步推進(jìn)給小型設(shè)備帶來(lái)了更靈活的充電選項(xiàng)，其他應(yīng)用上加持了NFC技術(shù)的終端設(shè)備也很容易提升用戶(hù)的使用體驗(yàn)，NFC移動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展相當(dāng)值得期待。

      聲明：本文由電子發(fā)燒友原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明以上來(lái)源。如需入群交流，請(qǐng)?zhí)砑游⑿舉lecfans999，投稿爆料采訪(fǎng)需求，請(qǐng)發(fā)郵箱huangjingjing@elecfans.com。


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      原文標(biāo)題：NFC無(wú)線(xiàn)充電與IoT設(shè)備組網(wǎng)配對(duì)應(yīng)用

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