_基于ST ST25R3916-AQWT的电动车NFC卡读取方案

NFC简介

近距离通信(NFC)是提供短距离无线通信的技术,是电子设备之间双向交互的技术。NFC是射频识别(RFID)样式,但也有特定的集合可以确保NFC设备的互操作性。NFC标准决定操作环境和数据格式、传输速率、调制等。

NFC在两个NFC设备之间使用感应耦合,以13.56 MHz(无线电频谱高频部分的未经许可分配)工作的电磁方式工作。一个NFC装置可以从另一个NFC装置产生的磁场中吸收能量。这导致一些NFC部件免除电源,采取标签、贴纸、钥匙链或卡片等小物体的形式。

广义NFC:NFC:NEARFIELD CMUMUNICATION是基于13.56MHz载波的无线通信技术,广泛应用于工业、医疗、物流、身份证、

狭义的NFC: NFC论坛(WWW。NFC-Forum.org)定义的RF设备和应用程序,非常适合无线传输、数据交换、安全性、复杂无线网络的配对/联网(例如蓝牙配对/wifi网络连接)。

NFC操作模式

读写模式:

在读/写模式下通信的NFC设备读取数据或将数据写入NFC对象。然后,可以根据从对象中读取的信息采取措施。

卡模拟:

在此模式下,NFC设备显示为标准非接触智能卡。这可以与现有的非接触式智能卡基础架构一起使用,用于访问等操作控制、非接触式结算、固件交换或数据传输。NFC设备模拟智能卡通常在手动NFC模式下工作,数据传输是安全的。

P2p:

在点对点模式下,启用了NFC的设备将以活动模式运行。其中一个设备启动通信链路。一旦建立连接,设备将与其中一个进行对话。另一种选择是应用为了交换数据而先听到的规则。通信比其他通信方式快,因此可以交换的数据量更大。

NFC标准

NFC论坛定义了四个NFC标签。另外,第五种类型与NFC- v技术相关,目前还没有全部NFC论坛规范。

NFC的工作原理

1.读卡器天线产生电磁场,为标签提供能量。

2.通信由读卡器启动,调制载波向标签发送命令。

3.标签通过逆算式响应读卡器命令。

磁场的产生和分布

NFC能量传递和捕获:变化的电流通过读卡器天线产生变化的磁场。在变化磁场中的标签天线两端产生感应电压,为标签供电。

读卡器启动的Request:

1、读卡器控制输出电流变化的磁场,调节里库斯特。

2、标签天线捕捉感应磁场信号,调整request。

标签响应读卡器的响应:

通过改变芯片内部阻抗来调节流入标签天线的电流,从而改变磁场,形成反算式。

读卡器芯片检测到读卡器天线检测电压变化并解码标签的响应。

示波器波形:

方案方块图

读卡器开发设计流程

第一阶段。NFC设备参数大象产品定义:POS机器(95HF系列不适合EMVCo认证应用程序)、通用NFC读卡器等合理的近距离通信距离要求(通常为10厘米)有效的读卡器天线尺寸和形状NFC设备机械结构(读卡器或标签天线附近是否有金属屏蔽)金属外壳等)读写标签类型(IIP

第二阶段。使用ST阅读器(ST25R3916-DISCO或ST25R3916-EMVCO)评估要操作的NFC标签/卡通信距离,并构建产品原型。

第三阶段。读卡器天线设计、截面PCB天线在线设计工具电子设计套件。

链接:https://eds.st.com/antenna/#/

第四阶段。RF电路部分原理图和PCB布局设计,有关附件,请参阅Nucelo扩展版(X-NUCLEO-NFC06A1)。

第五阶段。PCB加工。

第六阶段。根据以下ST阻抗匹配工具和网络分析器VNA(或阻抗分析器)调整射频电路阻抗匹配。

下载链接:

https://my . ST . com/content/my _ ST _ com/en/products/embedded-software/st25-NFC-;

第七阶段。系统集成、MCU固件/协议开发。根据开发的读卡器是否连接到PC,选择参考Discovery板或Nucleo扩展板源代码。

参考资料包链接:

https://www . ST . com/content/ST _ com/en/products/eco systems/STM 32-open-development-;

应用场景图形

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产品实体图表

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展示版照片

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方案方块图

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核心技术优势

动态功率输出(DPO)控制场强保持在指定范围内。

主动波整形(AWS)减少了过多的芽和芽。

噪音抑制接收器使您能够在噪音环境中接收信号

可变容量自动天线调谐(AAT)

集成的符合EMVCo 3.0标准的EMD处理

自动增益控制和抑制功能使信噪比最大化

低功耗容量和感应卡检测

低功耗NFC主动和被动目标模式

可调节的问题调制深度,5%至40%

整合监管机构以提高系统PSRR

Am/pm和I/Q解调器和基带通道和/或自动通道选择

可以驱动两个独立的单端天线

天线电压幅相测量、RSSI、片上电源和调整电压

方案规格

车辆NFC读卡器IC: ST25R3916

47毫米x 34毫米、4圈、13.56 MHz电感天线蚀刻在PCB和相关调谐电路上

iso 18092被动和主动发起者、ISO 18092被动和主动目标

模拟Nfc-a和Nfc卡

Iso 1443a和ISO14443B

Iso 15693

差分天线输出功率高达1.7瓦

在单端配置中驱动两个天线的可能性

感应唤醒和电容唤醒

天线自动调谐系统

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