基于NFC的數據記錄標簽設計

尤樂樂

摘 要：近年來NFC技術越來越受歡迎，也廣泛應用到互聯網、電子、通訊等很多行業當中，本設計就是基于NFC技術設計的一款讀取傳感器數據記錄的標簽卡。其硬件部分包括主控芯片、NFC芯片和傳感器，軟件部分為Android手機的NFC讀寫程序。通過安卓智能手機上安裝的軟件，即可讀取傳感器標簽上的數據記錄，速度相應快，安全性高。

關鍵詞：NFC；Android；主控芯片；讀寫數據

中圖分類號：TP368.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）16-0020-01

NFC技術由非接觸式射頻識別（RFID）演變而來，全稱為近場通信（Near Field Communication）。它是一種短距高頻的無線電技術，通常在13.56MHz頻率下運行，有效距離小于10厘米，其傳輸速度較快。支持NFC的設備可以在主動或被動模式下交換數據。NFC技術有三種工作模式，分別是讀寫模式、點對點模式、卡模擬模式，本設計應用讀寫模式交換數據，將手機天線靠近NFC標簽卡時即可完成數據讀寫過程，方便高效。

1 數據記錄標簽設計方案

圖1中即為NFC數據記錄標簽系統的總體功能框圖。

2 硬件設計

硬件部分主要包括MCU、傳感器、NFC芯片和電源模塊。

2.1 主控芯片

主控芯片是控制整個硬件系統運作的核心，本系統選用一MSP430G2553單片機，該系列型號的單片機具有低功耗、高性能的特點，豐富的I/O口可供適用，適用于NFC標簽系統的開發。

2.2 NFC芯片

NFC芯片選用M24LR16E型號，該芯片功能齊全，完全符合本系統設計需要，具有2個I2C通訊的數據接口和單片機進行通信，AC0，AC1是用來連接外部天線線圈，RFWIP/BUSY管腳則是用來控制讀寫進程，有效防止數據沖突的問題。NFC芯片具有保存數據的功能，記錄數據時，單片機將獲取到的傳感器信息通過IO口發送至NFC芯片，保存在芯片的存儲扇區內，手機端打開NFC功能后，可以實時讀取傳感器檢測的環境數據，如溫度、濕度等。

2.3 傳感器

溫濕度傳感器選用SHT11型號，該傳感器測量精度和可靠性較高，且提供二線數字串行接口SCK和DATA，接口簡單，使用方便。另外，測量精度可有編程調節，內置A/D轉換器，同時具有尺寸較小的特點，使用于本設計標簽尺寸較小的要求。

3 軟件設計

軟件設計主要包括安卓端APP的開發，實現讀寫NFC標簽卡數據的功能。

3.1 讀取NFC芯片數據

本設計中芯片需要使用NFCV協議的方式進行讀寫，因此接收NFC消息的Intent里要把NFCV添加到過濾器中。查看NFC芯片資料后，對芯片讀操作為0x23，因此要將讀取命令的第2個字節修改為0x23對應的byte字節。讀操作中，可通過程序編程控制讀取的扇區數，并將讀取到的數值進行解析處理。

3.2 置NFC芯片數據

由于傳感器精度可以通過編程控制，因此本設計可以根據不同用戶的需求去配置傳感器的量程和精度，即對NFC芯片進行寫入操作。Android軟件端的配置工作基本和讀取時一致，對NFC芯片控制命令需修改為0x21，因為NFC芯片不支持多扇區同時寫入，所以寫入時要以循環寫入的方式寫入多行數據，單片機檢測到數據變化后，修改傳感器量程和精度參數，進而得到個性化的傳感器配置方式。

4 結語

整個數據交互過程中傳感器檢測到環境數據并發送至單片機，單片機對原始數據進行處理后形成完整的數據記錄并按幀發送至NFC芯片保存起來，手機端再完成與NFC芯片的讀寫操作。經過多次開發和調試，最后能夠滿足本設計所有需求，能夠完成既定工作，實現環境數據的監測和實時讀取。可以說，本設計所采用的讀取數據的方式安全迅速，方便快捷，是一種高效的獲取數據方式。

參考文獻

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