【導(dǎo)讀】近場(chǎng)通信(NFC)仍然處于炒作與權(quán)衡的狀態(tài)嗎？顯然不是！NFC之前僅僅被看作是新一代的條形碼，事實(shí)證明其實(shí)用性和可靠性要高得多。在許多消費(fèi)類(lèi)和工業(yè)應(yīng)用，需要NFC和射頻識(shí)別(RFID)功能。這些應(yīng)用不再局限于傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單、直觀、安全的非接觸式數(shù)據(jù)交換，兩個(gè)支持NFC/RFID的設(shè)備之間可以靈活地交換信息，需要做的就是將其靠近在一起。NFC/RFID的主要概念和傳統(tǒng)應(yīng)用正伴隨著嶄新的，非傳統(tǒng)思維方式而發(fā)展。實(shí)際上，我們正處在一個(gè)創(chuàng)新的年代。
你可能時(shí)常聽(tīng)到“NFC與傳統(tǒng)的RFID有何不同？”的問(wèn)題，在物理層或RF層，差別確實(shí)不太大！NFC本質(zhì)上是RFID的一種進(jìn)化形式。實(shí)際上，NFC工作在RFID的13.56MHz頻段(HF)。行業(yè)聯(lián)盟NFC論壇1從RFID物理層協(xié)議開(kāi)始，通過(guò)將幾個(gè)新層添加到協(xié)議棧對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。增加了NFC數(shù)據(jù)交換格式(NDEF)，以識(shí)別、封裝并在支持NFC的設(shè)備之間交換應(yīng)用數(shù)據(jù)。這種標(biāo)準(zhǔn)化的格式使得NFC/RFID成為一種應(yīng)用前途遠(yuǎn)大的新興無(wú)線通信技術(shù)，適應(yīng)將來(lái)的普適計(jì)算。
為涵蓋較寬的應(yīng)用，RFID和NFC在本文的隨后討論中可互換使用。我們將簡(jiǎn)要介紹NFC/RFID技術(shù)，給出常見(jiàn)的電路模塊，OEM可用來(lái)在便攜式電子產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)新型非接觸式NFC/RFID功能。示例電路基于DeepCover MAX66242雙接口安全無(wú)源標(biāo)簽。利用給出的電路，很容易將NFC/RFID短距離無(wú)線技術(shù)增加到嵌入式電子平臺(tái)。我們將結(jié)合幾種實(shí)際使用情況展開(kāi)討論。
讀卡器和標(biāo)簽：NFC/RFID基礎(chǔ)
是一種標(biāo)準(zhǔn)的近距離無(wú)線通信技術(shù)，支持彼此位置相對(duì)距離較近的手持或其它設(shè)備之間的通信。NFC/RFID工作距離為幾英寸到1米。該技術(shù)采用電感耦合，是通過(guò)兩個(gè)設(shè)備之間的公共磁場(chǎng)傳遞能量的過(guò)程。這一過(guò)程實(shí)際上與空心變壓器的工作原理相同，讀卡器天線線圈相當(dāng)于原邊，標(biāo)簽的天線線圈相當(dāng)于副邊。讀卡器利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生標(biāo)簽?zāi)軌驒z測(cè)得到的無(wú)線電波。因此，當(dāng)標(biāo)簽靠近讀卡器時(shí)，讀卡器天線線圈產(chǎn)生的電波將耦合到標(biāo)簽天線線圈。在標(biāo)簽內(nèi)感應(yīng)產(chǎn)生電壓，然后對(duì)其進(jìn)行整流并為標(biāo)簽內(nèi)部電路供電。
圖1所示為讀卡器對(duì)電波進(jìn)行調(diào)制并與標(biāo)簽交換數(shù)據(jù)的方式。為了將數(shù)據(jù)從標(biāo)簽傳輸至讀卡器，標(biāo)簽電路改變其線圈負(fù)載(同時(shí)讀卡器的未調(diào)制載波保持打開(kāi))；互耦使得讀卡器可檢測(cè)到這一變化。這種負(fù)載變化法稱(chēng)為負(fù)載調(diào)制。NFC/RFID的工作載頻為13.56 MHz，屬于全球范圍內(nèi)無(wú)需許可的ISM頻段。關(guān)于該技術(shù)，有幾個(gè)已經(jīng)頒布的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，包括ISO/IEC 14443 Types A&B和ISO/IEC 15693。
圖1. NFC/RFID標(biāo)簽(MAX66242)耦合到讀卡器(MAX66300)的磁場(chǎng)。
本例中，MAX66242為無(wú)源IC，無(wú)需外部電源即可工作的無(wú)源標(biāo)簽。實(shí)際上，無(wú)源標(biāo)簽從讀卡器的磁場(chǎng)獲得能量。使用這種NFC/RFID技術(shù)的典型應(yīng)用包括接入控制、智能海報(bào)、會(huì)員卡和優(yōu)惠券、移動(dòng)支付(非接觸式信用卡)、票務(wù)和運(yùn)輸收費(fèi)。
工作原理——無(wú)源標(biāo)簽認(rèn)證器
設(shè)計(jì)者現(xiàn)在可利用便攜式電子產(chǎn)品收集、交換安全系統(tǒng)的配置/校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，即使便攜設(shè)備主電源斷電。圖1所示方案允許任何嵌入式電子產(chǎn)品通過(guò)無(wú)線方式與周?chē)魏卧O(shè)備進(jìn)行連接，并通過(guò)I?C接口與網(wǎng)絡(luò)連接。
幾種功能對(duì)于無(wú)線NFC/RFID應(yīng)用非常重要：集成到無(wú)源標(biāo)簽認(rèn)證器的高級(jí)安全性(圖2)、集成無(wú)線NFC/RFID接口和I?C接口、數(shù)據(jù)保護(hù)模式、高速數(shù)據(jù)傳輸、標(biāo)簽?zāi)芰渴占籑AX66242集成了SHA-256加密引擎，提供基于安全密鑰的對(duì)稱(chēng)式質(zhì)詢(xún)-應(yīng)答安全認(rèn)證。是控制NFC/RFID讀卡器與那些設(shè)備通信，以及如何與MAX66242通信的最好途徑。32字節(jié)SRAM緩存器有利于通過(guò)I?C接口進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸。標(biāo)簽上的能量收集引腳VOUT使其利用天線從讀卡器的HF場(chǎng)收集能量。
由于采用SHA-256安全加密、高速數(shù)據(jù)傳輸以及能量收集——突出優(yōu)勢(shì)，對(duì)于希望將NFC/RFID嵌入式便攜系統(tǒng)用于開(kāi)放式可擴(kuò)展平臺(tái)的OEM來(lái)說(shuō)，該無(wú)源標(biāo)簽具有極大吸引力。
圖2. MAX66342無(wú)源標(biāo)簽的功能框圖。
保證數(shù)據(jù)安全——只信任正版的從機(jī)設(shè)備
使用SHA-256加密引擎實(shí)現(xiàn)讀卡器與從設(shè)備之間的安全、對(duì)稱(chēng)、雙向安全認(rèn)證。SHA-256散列算法基于美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)頒布的安全散列標(biāo)準(zhǔn)FIPS PUB 180-4。SHA-256質(zhì)詢(xún)-應(yīng)答安全機(jī)制在主機(jī)和從機(jī)器件之間交換數(shù)據(jù)，是控制NFC/RFID讀卡器與哪些設(shè)備通信，以及如何與MAX66242無(wú)源標(biāo)簽通信的最好途徑。
基于對(duì)稱(chēng)密鑰進(jìn)行雙向、安全認(rèn)證，讀卡器(即發(fā)起者)僅接受正品標(biāo)簽；只有正品讀卡器可更改標(biāo)簽的存儲(chǔ)器。該方法假設(shè)便攜設(shè)備(采用MAX66242)和讀卡器系統(tǒng)具有相同的SHA-256安全算法。激活SHA-256時(shí)，便攜設(shè)備必須首先向NFC/RFID讀卡器提供有效應(yīng)答或響應(yīng)，以進(jìn)行安全認(rèn)證。并且便攜設(shè)備的應(yīng)答與接收到的質(zhì)詢(xún)及其儲(chǔ)存的密鑰相關(guān)。如果便攜設(shè)備應(yīng)答質(zhì)詢(xún)不正確，那么讀卡器系統(tǒng)(例如智能電話)將拒絕該便攜設(shè)備。
這種安全認(rèn)證機(jī)制的主要元素包括256位隨機(jī)質(zhì)詢(xún)、MAX66242的ROM ID以及密鑰本身。ROM ID為唯一的64位序列號(hào)，在制造過(guò)程中嵌入到標(biāo)簽中。讀卡器中必須設(shè)置相同的密鑰并進(jìn)行保護(hù)。圖3所示為安全門(mén)卡應(yīng)用示例，其中NFC/RFID在打開(kāi)房間門(mén)、防火門(mén)或防彈門(mén)之前發(fā)起質(zhì)詢(xún)-應(yīng)答認(rèn)證。
為確保以最經(jīng)濟(jì)的形式預(yù)防對(duì)此類(lèi)安全I(xiàn)C的(不可避免的)惡意攻擊，無(wú)源標(biāo)簽采用專(zhuān)有的管芯級(jí)物理技術(shù)和相應(yīng)的電路、加密方法。這些防護(hù)技術(shù)可防止攻擊者為了克隆密鑰或更改專(zhuān)有的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)而提取密鑰(破壞系統(tǒng)的安全機(jī)制)。
圖3. 基于NFC/RFID的電子鎖安全認(rèn)證是MAX66242無(wú)源標(biāo)簽的核心。
確保數(shù)據(jù)保護(hù)措施的安全性
保護(hù)數(shù)據(jù)安全至關(guān)重要，所以MAX66242提供4K位的用戶EEPROM，可劃分為開(kāi)放式訪問(wèn)區(qū)域(例如無(wú)保護(hù))或讀卡器必須通過(guò)EEPROM寫(xiě)操作安全認(rèn)證才可訪問(wèn)的區(qū)域。提供多種保護(hù)模式，包括EPROM仿真(EM)模式，允許使用不可復(fù)位的計(jì)數(shù)器，限制使用次數(shù)。激活EM模式時(shí)，標(biāo)簽中的個(gè)體存儲(chǔ)器位只能從1變?yōu)?，但不能從0變?yōu)?。一旦選中EM模式，則不可逆。這一過(guò)程是實(shí)現(xiàn)倒計(jì)數(shù)或限制便攜設(shè)備使用次數(shù)的最佳方式，可能是最具挑戰(zhàn)的工作。
模式也使OEM能夠更好地控制允許哪個(gè)NFC/RFID讀卡器系統(tǒng)連接，無(wú)疑是保護(hù)設(shè)備中儲(chǔ)存的校準(zhǔn)、配置以及診斷數(shù)據(jù)的絕佳方式。
高速數(shù)據(jù)傳輸，無(wú)需外部微控制器
MAX66242無(wú)源標(biāo)簽是I?C至NFC/RFID協(xié)議轉(zhuǎn)換器網(wǎng)關(guān)。標(biāo)簽的I?C端口可作為主機(jī)端口或從機(jī)端口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在圖3所示應(yīng)用中，NFC/RFID讀卡器可訪問(wèn)基于I?C的電子元件，后者直接連接至MAX66242。所以不需要附加微控制器(例如安裝在傳感器卡上)即可訪問(wèn)數(shù)據(jù)。
如上所述，IC集成的32字節(jié)SRAM緩存器有助于加快I?C至HF數(shù)據(jù)傳輸。與必須通過(guò)其EEPROM單元傳輸數(shù)據(jù)的方案類(lèi)似，示例中的MAX66242利用其SRAM緩存器管理此類(lèi)傳輸。SRAM的訪問(wèn)時(shí)間比EEPROM快，這是相對(duì)于其它方案的一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，加速系統(tǒng)的總體事務(wù)處理。
IC也提供可編程輸入/輸出(PIO)引腳，實(shí)現(xiàn)多功能用途，包括在特定應(yīng)用中中斷便攜設(shè)備的微控制器。該P(yáng)IO引腳可配置作為RF Busy或RF-Access-In-Progress報(bào)警信號(hào)。報(bào)警信號(hào)的一項(xiàng)極好用途是在出現(xiàn)13.56MHz HF電磁場(chǎng)時(shí)喚醒正在休眠的嵌入式系統(tǒng)。簡(jiǎn)而言之，該多功能PIO引腳提供更好地控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)流的途徑。
能量收集，提高靈活性和擴(kuò)展性
能量收集非常有用，使MAX66242成為高度靈活、可擴(kuò)展的方案，適用于寬范圍NFC/RFID應(yīng)用。
IC作為通用無(wú)源標(biāo)簽，不要求外部供電；僅消耗極低功率即可工作，大約50?A，或根據(jù)支持的功能略有變化。標(biāo)簽從讀卡器的13.56MHzHF電磁場(chǎng)收集能量。針對(duì)高效、優(yōu)化鏈路正確構(gòu)造和調(diào)諧天線時(shí)，無(wú)源標(biāo)簽獲得的能量遠(yuǎn)高于本身所需的功率。剩余能量往往被分流至地。相反，在MAX66242中，整流器未使用的收集能量可通過(guò)IC的VOUT引腳輸出到IC的外部電路。即收集能量可用于IC外圍供電，如溫度傳感器，也從該傳感器中收集溫度轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。IC的VOUT引腳可配置為提供1.8V或3.3V (典型值)電壓，磁場(chǎng)足夠強(qiáng)時(shí)，可配置電源輸出提供高達(dá)5mA電流。
優(yōu)化天線設(shè)計(jì)，最大程度提高功率和效率
只有實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的RF電路設(shè)計(jì)，最大程度傳輸RF能量時(shí)，無(wú)源標(biāo)簽的能量提取方法才更有效。讀卡器與標(biāo)簽天線線圈之間的能量傳輸效率很大程度上取決于諧振電路的精度和/或天線調(diào)諧方式。天線線圈之間能量的有效吸收或傳遞是靠電諧振實(shí)現(xiàn)的。此時(shí)，使MAX66242標(biāo)簽的天線線圈及其調(diào)諧電容在13.56 MHz工作頻率下產(chǎn)生諧振是關(guān)鍵。
天線設(shè)計(jì)原理相對(duì)簡(jiǎn)單、明確。必須在PCB (或內(nèi)層基片)上構(gòu)建標(biāo)簽的天線電感(LINDUCTOR)，使其與片上調(diào)諧電容(CTUNING)相匹配，實(shí)現(xiàn)13.56MHz的IC諧振。所以，所有電容和電感電抗之和必須為零。當(dāng)LCw? = LC (2πf)?= 1 (with f = fRES)時(shí)，滿足該條件。這在理論上表示流入MAX66242標(biāo)簽的能量流(IRF流)達(dá)到最大，或者說(shuō)阻抗達(dá)到最小。由此得到式1中的諧振頻率fRES和LINDUCTOR。
式1. PCB上集成的外部天線電感(LINDUCTOR)必須與標(biāo)簽的內(nèi)部調(diào)諧電容(CTUNING)相匹配，使電路諧振點(diǎn)為13.56MHz。
滿足上式，意味著調(diào)諧電路發(fā)生諧振。式1也可以作為已知CTUNING值時(shí)計(jì)算實(shí)際LINDUCTOR的例子。計(jì)算得到L值后，設(shè)計(jì)者將構(gòu)建外部天線，得到L值。實(shí)現(xiàn)以上條件后，說(shuō)明天線設(shè)計(jì)已經(jīng)使LC環(huán)路接收到的電流最大化。
值得注意的是，實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)計(jì)工程師總是通過(guò)設(shè)計(jì)NFC/RFID天線線圈，使真實(shí)系統(tǒng)的功率最大化。由于將標(biāo)簽安裝在HF場(chǎng)中，往往存在標(biāo)簽“加載效應(yīng)”。為考慮該加載效應(yīng)，天線線圈設(shè)計(jì)師可能不得不將其設(shè)計(jì)在超調(diào)或欠調(diào)，即略微低于或高于13.56MHz的頻率，使電路效率較高。關(guān)于如何構(gòu)建天線，超出了本文的討論范圍。
在便攜設(shè)備中嵌入
客觀地說(shuō)，NFC/RFID正在開(kāi)啟可穿戴技術(shù)的市場(chǎng)大門(mén)。在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)大潮下，將涌現(xiàn)出越來(lái)越多支持傳感器的嵌入式系統(tǒng)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上的各種系統(tǒng)收集用戶的生物及其它數(shù)據(jù)；將會(huì)有非常多支持NFC/RFID的醫(yī)療和工業(yè)應(yīng)用涌現(xiàn)出來(lái)，我們對(duì)其規(guī)模尚不得而知。
在我們討論特定應(yīng)用之前，首先了解一下嵌入式設(shè)計(jì)中支持NFC/RFID的基本電路結(jié)構(gòu)(圖4)。注意，系統(tǒng)需要具備與外部世界通信的途徑。
圖4. 嵌入式設(shè)計(jì)中支持NFC/RFID功能的典型電路圖。該電路與MAX66242安全認(rèn)證器標(biāo)簽的主要功能相結(jié)合，使嵌入式系統(tǒng)能夠支持當(dāng)今便攜式以及安全、嵌入式系統(tǒng)的新型非接觸應(yīng)用。
圖4中，I?C接口(SDL和SDA)和PIO信號(hào)(RF-AIP和RF-BUSY功能的多路復(fù)用線)是連接主機(jī)微控制器所必須的，RFID_VCC_ANABLE和SYS_ALERT_INT#信號(hào)可選。MOSFET Q1用于隔離。由于可通過(guò)RF和I?C接口訪問(wèn)標(biāo)簽內(nèi)部的EEPROM，當(dāng)主機(jī)微控制器必須在存在HF場(chǎng)的情況下進(jìn)行連接時(shí)，Q1為標(biāo)簽供電。然而，可選的Q2利用電路板上的穩(wěn)壓VCC切換開(kāi)漏SYS_ALERT_INT# (這種情況下不安裝R4)。
在設(shè)備原理圖中利用該電路(圖4)的各種變型，OEM產(chǎn)品可與任何NFC/RFID讀卡器或發(fā)起方系統(tǒng)進(jìn)行通信。一旦電路板進(jìn)入HF場(chǎng)，VOUT升高并導(dǎo)通Q2。開(kāi)漏信號(hào)SYS_ALERT_INT#變?yōu)榈碗娖剑袛嗷騿拘阎鳈C(jī)微控制器，由此表示系統(tǒng)處于HF場(chǎng)中。然后主機(jī)微控制器將RFID_VCC_ANABLE驅(qū)動(dòng)為邏輯高狀態(tài)，將MOSFET Q1導(dǎo)通。此時(shí)，主機(jī)微控制器即可與產(chǎn)生HF場(chǎng)的NFC/RFID讀卡器交換數(shù)據(jù)。同樣，MAX66242的VCC引腳不需要連接電源，因?yàn)镮C的內(nèi)部電路由從HF場(chǎng)收集的能量供電。然而，VCC引腳如圖4所示連接，所以主機(jī)微控制器能夠在沒(méi)有HF場(chǎng)的情況下訪問(wèn)IC。就像有線至無(wú)線轉(zhuǎn)換器一樣，I?C信號(hào)將數(shù)據(jù)傳輸至外部。數(shù)據(jù)流由RF-AIP (RF-Access-In-Progress)引腳控制，也與RF-BUSY引腳多路復(fù)用。
該NFC/RFID標(biāo)簽IC帶有集成調(diào)諧電容。電路中所示的外部調(diào)諧電容CEXT-TUNE可選。然而，CEXT-TUNE電容為設(shè)計(jì)者提供了重新快速調(diào)諧系統(tǒng)的途徑，取決于標(biāo)簽所處環(huán)境下的加載效應(yīng)。
標(biāo)簽催生新應(yīng)用
如上所述，NFC/RFID有望催生工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域的新型市場(chǎng)。其中部分新應(yīng)用包括自動(dòng)設(shè)備配置(也稱(chēng)為行為設(shè)置)、使用次數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)報(bào)警設(shè)置(例如系統(tǒng)喚醒)、從設(shè)備安全認(rèn)證以及傳感器標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)等。
支持傳感器的NFC/RFID標(biāo)簽——傳感器標(biāo)簽
快速增長(zhǎng)的一個(gè)領(lǐng)域是傳感器標(biāo)簽。傳感器標(biāo)簽是包含傳感器IC的組件(例如插件)，從用戶行為及周?chē)h(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)定的物理參數(shù)(圖5)。這些參數(shù)包括溫度、壓力、光、沖擊、振動(dòng)、濕度、加速度以及化學(xué)特性等。這些檢測(cè)操作附加在標(biāo)簽的標(biāo)準(zhǔn)識(shí)別功能之外。安全傳感器標(biāo)簽極具吸引力的一個(gè)特性是無(wú)需連線，即可收集和報(bào)告物理參數(shù)測(cè)量值。這里有一項(xiàng)極大好處： MAX66242是傳感器標(biāo)簽方案的關(guān)鍵元件。
傳感器標(biāo)簽在醫(yī)療消耗品應(yīng)用中的兩個(gè)例子是：溫度傳感器和防曬指數(shù)傳感器(SPF)。病人戴上一次性溫度傳感器標(biāo)簽后，護(hù)士無(wú)需接觸病人即可測(cè)量體溫。鑒于隱蔽的、危險(xiǎn)的病毒傳播問(wèn)題，這種方式在一定程度上可以減輕或徹底避免醫(yī)院或診所內(nèi)的交叉感染。按照相同的方式，SFP傳感器標(biāo)簽可幫助沙灘上的游人正確使用防曬霜，避免太陽(yáng)灼傷，用戶只需利用智能手機(jī)讀取SPF傳感器即可。
傳感器標(biāo)簽也有助于監(jiān)測(cè)貨物運(yùn)輸?shù)耐暾浴＠纾谶\(yùn)輸貴重和/或易碎貨物期間，沖擊或振動(dòng)傳感器標(biāo)簽可測(cè)量發(fā)生的沖擊。
本例中，MAX66242是此類(lèi)應(yīng)用的關(guān)鍵元件，創(chuàng)新設(shè)計(jì)可支持主機(jī)I?C端口。如果沒(méi)有主機(jī)I?C端口，就需要小型微控制器收集溫度轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到標(biāo)簽的存儲(chǔ)器，隨后由讀卡器收集數(shù)據(jù)(圖5)。
圖5. 通用分立式傳感器標(biāo)簽的示意電路圖。MAX66242主機(jī)I?C端口允許智能手機(jī)訪問(wèn)傳感器并收集溫度數(shù)據(jù)，無(wú)需使用微控制器。
如上所述，傳感器標(biāo)簽將模擬物理量轉(zhuǎn)換(或變換)為數(shù)字輸出。此時(shí)，MAX66242實(shí)際上是連接這些外部模擬參數(shù)轉(zhuǎn)換與有用信息的橋梁或管道，用戶可在智能電話或平板電腦的屏幕上讀取信息。同樣，使用該IC的傳感器標(biāo)簽無(wú)需外部能源，而是使用其能量收集引腳VOUT作為傳感器IC的電源。圖6所示為典型的分立式傳感器標(biāo)簽原理圖。
圖6. 分立式嵌入傳感器標(biāo)簽結(jié)構(gòu)。
診斷和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)收集解決長(zhǎng)期穩(wěn)定性問(wèn)題
簡(jiǎn)而言之，MAX66242標(biāo)簽真正地支持嵌入式系統(tǒng)與支持NFC功能的便攜式通信設(shè)備進(jìn)行通信。NFC/RFID端口也可向服務(wù)人員提供報(bào)警，類(lèi)似于汽車(chē)儀表盤(pán)上的“立即檢修引擎”指示燈。
在嵌入式設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)了圖4所示的電路結(jié)構(gòu)后，系統(tǒng)即能夠以無(wú)線方式與外部交換信息，包括診斷和誤碼校驗(yàn)、從失效電路收集數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)報(bào)警，以及其它系統(tǒng)配置/調(diào)試和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。這種靈活性為OEM提供了終端產(chǎn)品的增值功能。
設(shè)計(jì)者可利用MAX66242儲(chǔ)存對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行至關(guān)重要的診斷和故障數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)“死機(jī)”后或未上電時(shí)，可上傳該數(shù)據(jù)。這種系統(tǒng)健康和故障數(shù)據(jù)的收集是通過(guò)NFC/RFID標(biāo)簽的接口實(shí)現(xiàn)的。圖7所示為典型的電源管理系統(tǒng)，其中每個(gè)負(fù)載點(diǎn)(POL)穩(wěn)壓器由公共電源管理總線(PMBus)進(jìn)行配置和監(jiān)測(cè)。PMBus僅僅是I?C總線的一種變體。系統(tǒng)正常工作期間，持續(xù)監(jiān)測(cè)每個(gè)POL的關(guān)鍵工作參數(shù)。在持續(xù)監(jiān)測(cè)模式下，系統(tǒng)管理器也可執(zhí)行修正措施，以響應(yīng)故障或工作報(bào)警。
圖7. 電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的方框圖，利用MAX66242 NFC/RFID標(biāo)簽進(jìn)行故障記錄。
利用該結(jié)構(gòu)中的MAX66242，OEM可創(chuàng)建“瓶中信”或“黑匣子飛行記錄儀”，可儲(chǔ)存超容限參數(shù)(例如所有被監(jiān)測(cè)故障保護(hù)電路的觸發(fā)點(diǎn)參數(shù))。現(xiàn)在，技術(shù)人員利用RFID/NFC讀卡器讀取發(fā)生故障之前記錄的測(cè)量值。該數(shù)據(jù)也可用于隨后預(yù)測(cè)特定的故障，幫助識(shí)別異常工作條件。附加的智能診斷故障功能有助于在下一代產(chǎn)品中預(yù)測(cè)、緩解甚至消除災(zāi)難性故障的根源。
應(yīng)用常見(jiàn)于工業(yè)控制和自動(dòng)化領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)傳感器和I/O卡。MAX66242標(biāo)簽允許調(diào)試傳感器卡，同時(shí)設(shè)備在貨架上可保持不上電。只是在安裝之前，利用智能電話將模擬校準(zhǔn)數(shù)據(jù)、關(guān)鍵參數(shù)或其它系統(tǒng)級(jí)信息下載到傳感器或I/O卡上的標(biāo)簽中。所以，消費(fèi)者可利用其智能電話購(gòu)買(mǎi)特定設(shè)備點(diǎn)卡，然后利用智能電話應(yīng)用程序(app)裝載點(diǎn)卡，或通過(guò)便攜式設(shè)備的NFC/RFID連接激活功能。
總結(jié)
最近幾年，NFC/RFID技術(shù)的普及率已經(jīng)大幅提高。但為什么為便攜式設(shè)備增加NFC/RFID功能呢？因?yàn)檫@將使嵌入式平臺(tái)向更多應(yīng)用開(kāi)放，催生了新興的安全便攜式通信應(yīng)用；為OEM提供絕佳的商業(yè)機(jī)會(huì)。毫無(wú)疑問(wèn)，隨著該技術(shù)的快速發(fā)展，潛在應(yīng)用也越來(lái)越多；NFC/RFID被認(rèn)為是IoT的關(guān)鍵基石之一。
我們給出了以DeepCoverMAX66242安全認(rèn)證為核心的NFC/RFIC應(yīng)用電路。使用這種新方法，嵌入式便攜系統(tǒng)很容易連接外部世界。OEM可增強(qiáng)其產(chǎn)品差異化。隨著智能電話和平板電腦制造商不斷在其產(chǎn)品中增加NFC/RFID技術(shù)，將逐步完善生態(tài)系統(tǒng)。
如果每個(gè)人都擁有NFC/RFID讀卡器，每個(gè)人都可以讀取一些信息。這正是OEM的用武之地，再次獲益！MAX66242標(biāo)簽示例為設(shè)計(jì)者提供了靈活配置、安全認(rèn)證以及報(bào)告診斷數(shù)據(jù)的能力，是在嵌入式系統(tǒng)中簡(jiǎn)單、明確實(shí)現(xiàn)NFC/RFID功能的核心。抓緊行動(dòng)，趁著多數(shù)支持NFC/RFID的設(shè)備尚未實(shí)現(xiàn)。
推薦閱讀：
看著很美卻有‘致命傷’：只能淺嘗即止的VR如何擊破眩暈的弱點(diǎn)
推薦閱讀：
看著很美卻有‘致命傷’：只能淺嘗即止的VR如何擊破眩暈的弱點(diǎn)
