NFC無線充電與IoT設(shè)備組網(wǎng)配對應(yīng)用

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）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)是完全無源的，即不需要電池供電。

在這個工作的過程中，NFC標(biāo)簽工作所需要的能量由讀寫器端通過近場13. 56MHz的載波頻率提供。這種能量的隔空傳遞其實一直是NFC技術(shù)應(yīng)用最基本的一個物理層原理，只不過我們平時見到的多是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。

NFC無線充電

NFC Forum在去年年底正式發(fā)布了NFC無線充電協(xié)議2. 0版本，對整個NFC無線充電技術(shù)進行了一個標(biāo)準(zhǔn)化定義。在該標(biāo)準(zhǔn)里，首先專門針對無線充電的場景定義了更強的能量傳輸能力。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)備之間可以實現(xiàn)互操作。同時相應(yīng)的認證的計劃在今年早些時候也已經(jīng)啟動。

對于無線充電，NFC和其他無線充電技術(shù)相比其優(yōu)勢和特點在哪里呢？常常被拿來和NFC無線充電比較的是Qi。二者在無線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，比如線圈的尺寸，無線通信的速率上面會有不同的特點。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的無線充電在接收端可以實現(xiàn)更小的天線尺寸設(shè)計。

另一方面，NFC無線充電還有一個顯著的特點是可以在充電進行能量傳輸?shù)耐瑫r，進行數(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現(xiàn)一些更豐富的應(yīng)用功能，比如產(chǎn)品的激活認證、無線參數(shù)配置等等。

當(dāng)然，NFC的無線充電走的是小型設(shè)備小功率路線，正努力向3W升級。和Qi的大型設(shè)備大功率路線相比，NFC還是在兼顧數(shù)據(jù)傳輸和更小天線設(shè)計這兩點上更有優(yōu)勢，而且隨著更多充電功率控制和保護機制的加入，NFC無線充電越來越規(guī)范，安全性也大大提升。NFC無線充電標(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FOD機制的加入也進一步增強了安全可控性。

NFC無線充電在實際的應(yīng)用當(dāng)中，根據(jù)發(fā)射端的設(shè)備形態(tài)的不同，有幾種不同的場景。一種是在發(fā)射端采用NFC讀寫器芯片做充電底座，另一種是采用集成了NFC控制器的終端設(shè)備作為發(fā)射端對要充電的設(shè)備進行充電。相比來說，肯定是第一種方式發(fā)射端能提供相對更高的能量，在天線和結(jié)構(gòu)的設(shè)計上也更容易適配接收端。第二種應(yīng)用方式則相對更加靈活，但是能提供的能量就微弱許多。

NFC的IoT設(shè)備組網(wǎng)

在IoT應(yīng)用里，設(shè)備組網(wǎng)配對是一個基礎(chǔ)且重要的步驟，如何將組網(wǎng)配對的流程盡可能簡化并提高安全性尤為重要。

無論是哪一種無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，雖然應(yīng)用場景不同，但是組網(wǎng)配對的頂層邏輯其實都是類似的。第一步要獲取設(shè)備的信息，比如設(shè)備的UID，對這些設(shè)備的信息做認證，認證通過后設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備在加入之后進行實時的通信完成激活。

如何將這些流程簡化，可以利用NFC技術(shù)來實現(xiàn)。不管是設(shè)備的UID還是密鑰，利用NFC在設(shè)備生產(chǎn)階段進行配置，然后在使用階段，利用NFC獲取設(shè)備信息，交換驗證信息，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)配對都可以在其中應(yīng)用。

基于NFC的組網(wǎng)配對優(yōu)勢在于NFC的適配性極好，可以與帶有NFC功能的手機直接進行交互，像WiFi、藍牙這些配對在NFC Forum中已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，整個組網(wǎng)配對在兩個帶NFC功能的設(shè)備觸控時自動完成快速且簡單。而且通過NFC寫入數(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)勢可謂是很積極的，無線充電功能的穩(wěn)步推進給小型設(shè)備帶來了更靈活的充電選項，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的使用體驗，NFC移動生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展相當(dāng)值得期待。