NFC傳感器將主宰射頻世界!無限可能盡在NFC
發布時間:2015-02-13 責任編輯:echolady
【導讀】近距離射頻通訊技術NFC未來充滿著無限可能。現如今,安卓操作係統的智能手機和平板電腦已經開始應用NFC,在通訊領域已經開始普及。醫療方麵,微型NFC血糖傳感器將jiang植zhi入ru糖tang尿niao病bing患huan者zhe皮pi下xia,手shou機ji或huo平ping板ban電dian腦nao靠kao近jin傳chuan感gan器qi植zhi入ru方fang位wei即ji可ke獲huo取qu患huan者zhe血xue糖tang值zhi,並bing且qie定ding時shi提ti醒xing患huan者zhe定ding期qi檢jian測ce。未wei來lai的de很hen多duo領ling域yu都dou將jiang存cun在zaiNFC的影子。
NFC傳感器非常適合這類應用,主要是由於以下原因:
1、無需外部電源,因為傳感器接口能借用NFC閱讀器射頻發射的電量。
2、快速且便利,因為傳感器可以實時自動與主機設備配對。
3、尺寸較小。
4、價格低廉。
由於具備以上優勢,這種新型NFC傳感器除了可以發展可植入式血糖機,其實還可以廣泛運用於許多其他領域。
NFC傳感器架構
NFC傳感器是一種RFID標簽,結合可調節和傳感器輸入信號數字化的傳感器接口。NFC傳感器不僅和其他RFID標簽一樣有可供查驗物品來源的獨特程序識別碼,還能檢測物品所在的環境條件(圖1),或是生理學數據。

圖1:NFC傳感器可用於監測物品的保存狀態並查看程序識別碼
將傳感器所收集的數據傳輸到標簽並不會改變基本的通訊方法:當一台RFID閱讀器或一台搭載NFC專用應用程序的智能手機接近標簽時,就可讀取程序識別碼和傳感器數據。
還有其他建立無線傳感的方法,例如將傳感器附加在物品上、由微控製器和射頻收發器與傳感器建立連接,或是在智能傳感器和閱讀器之間建立無線通信。
NFC傳感器可以簡化係統設計,也可以實現更靈活的電源管理方法。事實上,對於相對低數據傳輸率和短程應用而言,NFC是非常吸引人的技術:
1、NFC在兩台設備之間的互動直觀而簡單,隻要短暫接觸即可。
2、不到一秒就可以建立NFC連接,而其他係統則需要更長時間。
3、NFC功率需求低,而且支持非常長的電池壽命,支持無電池工作。
4、NFC應用的係統成本較低,因為其中包含了比ZigBee、Bluetooth Low Energy等其他無線傳感更簡單的技術。
5、由於NFC通過近場耦合(near-field coupling)運作,因此不會有數據遭竊取或信號被幹擾的情形。
6、NFC係統可依附於現有的基礎設施,隻需要一台搭載專用應用程序的主機設備就可運作。
在無電池的完全被動模式下,NFC傳感器可以從閱讀器的射頻采集電量,再供電給傳感器接口和射頻傳輸。在有電池輔助的半被動模式下,NFC傳感器則可在需要長期自主監測的應用下單獨運作。另外,它也可以為傳感器提供人為控製的電源。
一個感應標簽在生命周期內可能會曆經兩種模式:先執行半被動模式,直到電池耗盡之後轉為被動模式。(數據被儲存在非易失性存儲器裏,因此即使沒有供應電力仍可保存。)
[page]
完全被動運作模式
RFID係統運行的基本原理是標簽從閱讀器的電場采集所需電量。在NFC傳感器中,采集到的電量,一般為電壓3.3V,電流4mA,也ye可ke以yi供gong給gei傳chuan感gan器qi。即ji使shi當dang采cai集ji到dao的de電dian量liang不bu足zu以yi驅qu動dong傳chuan感gan器qi,例li如ru標biao簽qian的de天tian線xian較jiao小xiao或huo者zhe離li閱yue讀du器qi較jiao遠yuan,也ye能neng在zai充chong電dian前qian將jiang電dian量liang儲chu存cun在zai小xiao型xing電dian容rong器qi裏li,以yi增zeng加jia少shao量liang的de輔fu助zhu電dian源yuan,並bing於yu測ce量liang時shi放fang電dian。
全被動運作模式下的NFC傳(chuan)感(gan)器(qi)使(shi)設(she)計(ji)工(gong)程(cheng)師(shi)能(neng)夠(gou)盡(jin)情(qing)發(fa)揮(hui)想(xiang)象(xiang)力(li)去(qu)開(kai)發(fa)新(xin)的(de)應(ying)用(yong)。理(li)論(lun)上(shang),標(biao)簽(qian)沒(mei)有(you)使(shi)用(yong)期(qi)限(xian),也(ye)無(wu)需(xu)線(xian)路(lu)連(lian)接(jie),因(yin)此(ci)這(zhe)些(xie)感(gan)應(ying)標(biao)簽(qian)也(ye)可(ke)以(yi)嵌(qian)入(ru)牆(qiang)壁(bi)結(jie)構(gou)和(he)密(mi)封(feng)產(chan)品(pin)。試(shi)想(xiang)如(ru)果(guo)建(jian)築(zhu)師(shi)將(jiang)新(xin)型(xing)NFC濕shi度du傳chuan感gan器qi嵌qian入ru房fang子zi的de牆qiang壁bi或huo地di板ban接jie近jin自zi來lai水shui管guan或huo汙wu水shui管guan的de位wei置zhi,我wo們men就jiu可ke以yi提ti早zao偵zhen測ce到dao漏lou水shui,而er不bu會hui像xiang今jin天tian這zhe樣yang,直zhi到dao房fang屋wu多duo處chu被bei損sun壞huai時shi才cai能neng察cha覺jiao。
半被動運作模式
半被動標簽包含能夠支持標簽和傳感器運作的電源(通常是電池)。它的數據傳輸方式與一般被動標簽一樣,采用閱讀器放射的背向散射電源(backscattered power)。
因yin為wei從cong電dian池chi汲ji取qu的de電dian流liu微wei小xiao到dao可ke以yi忽hu略lve不bu計ji,所suo以yi使shi用yong者zhe控kong製zhi的de半ban被bei動dong感gan應ying標biao簽qian大da多duo數shu時shi間jian處chu於yu近jin乎hu休xiu眠mian的de狀zhuang態tai。通tong常chang隻zhi有you當dang傳chuan感gan器qi偵zhen測ce到dao閱yue讀du器qi射she頻pin或huoNFC裝置射頻時,才會啟動功能與測量。
用於長期自主監測應用的獨立式半被動感應標簽被稱為數據記錄器(data logger)。數據記錄器可以由外部事件啟動,或由一個整合式即時時脈(real-time clock; RTC)定期觸發回應。這類應用需要由電池供應一般為2?A的連續電流支持RTC或執行事件觸發式喚醒(event-triggered wake-up)。這種“狀態監控”NFC感應標簽可以嵌入那些在運送過程中需要特別留意的貨物。NFC閱(yue)讀(du)器(qi)在(zai)供(gong)應(ying)鏈(lian)的(de)終(zhong)端(duan)檢(jian)查(zha)感(gan)應(ying)標(biao)簽(qian),如(ru)果(guo)運(yun)送(song)途(tu)中(zhong)貨(huo)品(pin)出(chu)現(xian)狀(zhuang)況(kuang),感(gan)應(ying)標(biao)簽(qian)就(jiu)會(hui)發(fa)出(chu)預(yu)警(jing)。此(ci)外(wai),傳(chuan)感(gan)器(qi)能(neng)記(ji)錄(lu)時(shi)間(jian)數(shu)據(ju),因(yin)此(ci)能(neng)提(ti)供(gong)詳(xiang)細(xi)的(de)事(shi)件(jian)記(ji)錄(lu)。
NFC感測應用
SL13A單芯片是符合NFC-V (ISO15693)標準的NFC感測轉發器(transponder) (圖2), 不僅能提供NFC傳感器所需要的電量采集能力、一個傳感器接口、電源管理電路和一個RTC,還嵌入了一個溫度傳感器。

圖2:奧地利微電子SL13A NFC傳感器方塊圖
這個感應標簽可以在全被動和半被動模式下運作。若要單芯片RTC觸發自主數據登錄,就需要以電池供電。在被動模式下則由閱讀器或具備NFC功(gong)能(neng)的(de)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)提(ti)供(gong)時(shi)間(jian)戳(chuo)記(ji),傳(chuan)感(gan)器(qi)運(yun)作(zuo)所(suo)需(xu)的(de)電(dian)源(yuan)則(ze)是(shi)來(lai)自(zi)采(cai)集(ji)閱(yue)讀(du)器(qi)電(dian)場(chang)的(de)電(dian)量(liang)。另(ling)外(wai),傳(chuan)感(gan)器(qi)所(suo)記(ji)錄(lu)下(xia)的(de)數(shu)據(ju)都(dou)會(hui)被(bei)儲(chu)存(cun)在(zai)單(dan)芯(xin)片(pian) EEPROM上並以密碼保護,這樣可以預防數據遭竄改或非法使用。
SL13A可以支持多種需要傳感器采集數據和無線數據傳輸的應用,以下我們簡單提出幾個可能的應用情境。
供應鏈保存期限預警 – 商品運送、儲藏狀態以及環境條件等都可以由SL13A檢測和記錄。食品、飲yin料liao和he藥yao品pin等deng易yi腐fu品pin會hui因yin溫wen度du變bian化hua而er產chan生sheng化hua學xue反fan應ying,影ying響xiang它ta們men的de保bao存cun期qi限xian。有you些xie感gan應ying標biao簽qian包bao含han動dong態tai計ji算suan庫ku存cun生sheng命ming周zhou期qi的de算suan法fa,能neng在zai到dao期qi時shi發fa出chu預yu警jing。
建築物監測 - 將SL13A和適合的傳感器嵌入建築物、橋梁和高架橋等結構內,可以記錄溫度、濕度、壓力與振幅等數據,然後再通過一台NFC閱讀器傳送數據。
醫護 - 整合配藥機和藥品包裝的感應標簽可以記錄服藥的時間,讓醫療人員能夠追蹤患者是否按時遵照處方服藥。
過程控製 - 感應標簽可以用來控製工廠自動化程序中每道步驟的程序和質量,這比成品的最終質量保證程序更高效
遙測 - SL13A感應標簽可以與具備無線連接,例如WLAN或GSM的設備整合,能追蹤和監測遠處物品或周邊環境。
muqianshichangzhongyiyouaodiliweidianzidengchangshangtuichugongnengwanzhengdechuanganqibiaoqian,zaiyijingfazhanchengshudetongxunxieyishangzhixing,tigongjingzhundechuanganqijiekou,jiangduozhongdianzigongnengzhenghedaoyikedanxinpianshang,zhegexinxingchuanganqibiaoqiandeyingyongchongmanlewuxiandekeneng。weilaidexitongshejishijiujingnengrangtafahuiduodadeqianneng?rangwomenshimuyidai。
相關閱讀:
基於NFC技術的無電池鍵盤設計的實現
“4個框圖”通透NFC主動和被動點對點通信的設計
蘋果的普及“步伐”能否加快?NFC能做什麼呢?
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 大聯大世平集團首度亮相北京國際汽車展 攜手全球芯片夥伴打造智能車整合應用新典範
- 2026北京車展即將啟幕,高通攜手汽車生態“朋友圈”推動智能化體驗再升級
- 邊緣重構智慧城市:FPGA SoM 如何破解視頻係統 “重而慢”
- 如何使用工業級串行數字輸入來設計具有並行接口的數字輸入模塊
- 意法半導體將舉辦投資者會議探討低地球軌道(LEO)發展機遇
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
SATA連接器
SD連接器
SII
SIM卡連接器
SMT設備
SMU
SOC
SPANSION
SRAM
SSD
ST
ST-ERICSSON
Sunlord
SynQor
s端子線
Taiyo Yuden
TDK-EPC
TD-SCDMA功放
TD-SCDMA基帶
TE
Tektronix
Thunderbolt
TI
TOREX
TTI
TVS
UPS電源
USB3.0
USB 3.0主控芯片
USB傳輸速度




