尤樂樂

摘 要：近年來NFC技術(shù)越來越受歡迎，也廣泛應(yīng)用到互聯(lián)網(wǎng)、電子、通訊等很多行業(yè)當(dāng)中，本設(shè)計就是基于NFC技術(shù)設(shè)計的一款讀取傳感器數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)記錄，速度相應(yīng)快，安全性高。

關(guān)鍵詞：NFC；Android；主控芯片；讀寫數(shù)據(jù)

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(shù)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(shù)，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(shè)備可以在主動或被動模式下交換數(shù)據(jù)。NFC技術(shù)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(shè)計應(yīng)用讀寫模式交換數(shù)據(jù)，將手機天線靠近NFC標簽卡時即可完成數(shù)據(jù)讀寫過程，方便高效。

1 數(shù)據(jù)記錄標簽設(shè)計方案

圖1中即為NFC數(shù)據(jù)記錄標簽系統(tǒng)的總體功能框圖。

2 硬件設(shè)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(tǒng)運作的核心，本系統(tǒng)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(tǒng)的開發(fā)。

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(tǒng)設(shè)計需要，具有2個I2C通訊的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)沖突的問題。NFC芯片具有保存數(shù)據(jù)的功能，記錄數(shù)據(jù)時，單片機將獲取到的傳感器信息通過IO口發(fā)送至NFC芯片，保存在芯片的存儲扇區(qū)內(nèi)，手機端打開NFC功能后，可以實時讀取傳感器檢測的環(huán)境數(shù)據(jù)，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(shù)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(diào)節(jié)，內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器，同時具有尺寸較小的特點，使用于本設(shè)計標簽尺寸較小的要求。

3 軟件設(shè)計

軟件設(shè)計主要包括安卓端APP的開發(fā)，實現(xiàn)讀寫NFC標簽卡數(shù)據(jù)的功能。

3.1 讀取NFC芯片數(shù)據(jù)

本設(shè)計中芯片需要使用NFCV協(xié)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(jié)修改為0x23對應(yīng)的byte字節(jié)。讀操作中，可通過程序編程控制讀取的扇區(qū)數(shù)，并將讀取到的數(shù)值進行解析處理。

3.2 置NFC芯片數(shù)據(jù)

由于傳感器精度可以通過編程控制，因此本設(shè)計可以根據(jù)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(qū)同時寫入，所以寫入時要以循環(huán)寫入的方式寫入多行數(shù)據(jù)，單片機檢測到數(shù)據(jù)變化后，修改傳感器量程和精度參數(shù)，進而得到個性化的傳感器配置方式。

4 結(jié)語

整個數(shù)據(jù)交互過程中傳感器檢測到環(huán)境數(shù)據(jù)并發(fā)送至單片機，單片機對原始數(shù)據(jù)進行處理后形成完整的數(shù)據(jù)記錄并按幀發(fā)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(jīng)過多次開發(fā)和調(diào)試，最后能夠滿足本設(shè)計所有需求，能夠完成既定工作，實現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)的監(jiān)測和實時讀取?？梢哉f，本設(shè)計所采用的讀取數(shù)據(jù)的方式安全迅速，方便快捷，是一種高效的獲取數(shù)據(jù)方式。

參考文獻

[1]陳淡寧.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D].吉林大學(xué)，2014.

[2]安逸.智能家居系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2012.

[3]黎花葉.基于Android平臺的家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].廣東工業(yè)大學(xué)，2016.endprint