CN106384068A - Nfc标签的数据读取处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种NFC标签数据读取的处理方法，与NFC发起方通讯的NFC标签包括：RF接口、NFC协议处理控制器、EEPROM存储器、EEPROM读写控制器、EEPROM数据缓存器；其特征在于，所述处理方法包括页读和连读两种措施：在页读时，每次读取命令读取一个page数据，然后发送；在连读时，每次读取命令读取多个page数据，边发送边读取，且在NFC发起方射频场能量供应强时进行读操作。本发明提供的NFC标签数据读取的处理方法，使在读操作过程中功耗满足应用需求，保证数据在NFC发起方和NFC标签之间正确传输。

Description

NFC标签的数据读取处理方法

【技术领域】

本发明涉及NFC(Near Field Communication，近场通信)技术，特别涉及NFC标签的数据读取处理方法。

【背景技术】

NFC(Near Field Communication，近场通信)是一种工作频率为13.56MHz，通信距离只有0～20厘米的近距离无线通信技术，目前有106Kbps、212Kbps、424Kbps、848Kbps四种数据传输速率。具有NFC功能的电子设备通过简单触碰的方式就可以完成信息交换及内容与服务的访问。

NFC具有两种通信方式：被动通信和主动通信。其中，被动通信方式是指在整个通信的过程中，由发起方提供射频场，选择106Kbps、212Kbps、424Kbps或848Kbps其中一种速率，通过调制载波的方式发送数据；目标方不必产生射频场，而从发起方的射频场中获取能量，使用负载调制的方式，以相同的速率将数据回传给发起方。

发送方在发送数据时，采用100％的ASK调制。载波被打开或关闭，关闭时表示低电平，打开时表示高电平。调制深度95％或更高，这样能量场就会有95％或更高的衰减。发送方在接收数据时，采用10％～90％的ASK调制技术，通过调制指数来控制载波的振幅，能量场也会有10％～90％的衰减。

所以发起方射频场提供的能量场有强有弱，这就要求目标方功耗较低，特别是供应的射频场能量较弱时，功耗不能太大，以保证目标方的正常工作电压。

NFC标签作为一种无源设备的目标方，采用被动通信的方式。通信的发起方产生射频场，而NFC标签通过负载调制将数据发送给发起方。由于其固有的谐振频率与发起方的发送频率相符合，那么把它放入发起方天线的交变磁场，就能从磁场中获取能量。其天线的电阻成为发起方天线回路的负载。当负载电阻发生变化时，发起方天线的电流在内阻上的电压将变化。NFC标签可以通过待发送数据控制负载电阻的接通和断开，可以实现对发送方天线电压的振幅调制，数据就在发送方和NFC标签之间传输。

当NFC标签进入发起方的工作域后，由于引入了额外的负载，会对工作 域带来一定的变化，将减少工作域中的磁场强度，因此需要对NFC标签所能提供的最大负载有一定的限制，也就是对其最大功耗有严格的要求。带有EEPROM存储器的NFC标签，在对EEPROM存储器进行读写操作的时候功耗比较大。而读写EEPROM操作中，读操作功耗比写操作功耗又大很多。即，在NFC标签的工作过程中，读取EEPROM存储器的功耗是最大的，难以保证应用需求，所以我们要尽量降低读操作的功耗。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种NFC标签数据读取的处理方法，使在读操作过程中功耗满足应用需求，保证数据在NFC发起方和NFC标签之间正确传输。本发明的目的由以下技术方案实现：

一种NFC标签数据读取的处理方法，与NFC发起方通讯的NFC标签包括：RF接口、NFC协议处理控制器、EEPROM存储器、EEPROM读写控制器、EEPROM数据缓存器；其特征在于，所述处理方法包括页读和连读两种措施：在页读时，每次读取命令读取一个page数据，然后发送；在连读时，每次读取命令读取多个page数据，边发送边读取，且在NFC发起方射频场能量供应强时进行读操作。

作为具体的技术方案，在页读时，页读请求信号在射频场经过调制、射频场能量衰减严重的区间开始请求，读取开始信号在没有经过调制、射频场能量较强的区间发出，每次页读命令产生n次读取操作开始信号，相应产生n次读取操作信号，每次读取操作信号从EEPROM存储器中读取m bytes数据，放入EEPROM数据缓存器。

作为具体的技术方案，所述EEPROM存储器共64pages，每个page 16bytes，所述n＝m＝4。

作为具体的技术方案，所述n*m＝EEPROM数据缓存器的大小。

作为具体的技术方案，在页读时，采用100％的ASK调制。

作为具体的技术方案，在连读时，连读请求信号开始后，在经过调制、射频场能量衰减严重的区间到未经调制、射频场能量较强的区间交接处产生读取开始信号，相应的读取操作信号在未经调制、射频场能量较强的区间产生，每 次连读请求信号会产生s次读取开始信号，相应会产生s次读取操作信号，每次读取操作信号从EEPROM存储器中读取rbytes数据，放入EEPROM数据缓存器，等待EEPROM数据缓存器中的数据发送完毕后，产生下一个连读请求信号，直到连读结束。

作为具体的技术方案，所述EEPROM存储器共64pages，每个page 16bytes，所述s＝r＝4。

作为具体的技术方案，所述s*r＝EEPROM数据缓存器的大小。

作为具体的技术方案，在连读时，采用60％的ASK调制。

本发明提供的NFC标签数据读取的处理方法，通过降低读取EEPROM功耗，和避开射频场能量较弱时读操作，使读功耗满足应用需求，保证了数据在发送方和NFC标签之间正确传输。

【附图说明】

图1为NFC发起方和NFC标签之间的工作原理示意图。

图2为本发明实施例中的NFC标签构成示意图。

图3为本发明实施例中的NFC标签页读操作的时序图。

图4为本发明实施例中的NFC标签连读操作的时序图。

【具体实施方式】

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

图1示出了NFC发起方和NFC标签之间的工作原理。首先，射频场能量由发起方传送给NFC标签，将NFC标签激活或唤醒。然后，数据通过调制载波的方式传递给NFC标签；NFC标签对数据进行解码处理，并通过负载调制的方式返回给发起方。

如图2所示，本实施例中的NFC标签包括：RF接口，NFC协议处理控制器，EEPROM读写控制器，EEPROM存储器，EEPROM数据缓存器。其中，RF接口符合NFC论坛的规范，可以包括用于通过射频信号发送和接收数据的硬件。NFC标签通过RF接口获取发送方提供的射频场能量。NFC协议处理控制器，用于处理NFC协议，包括命令解析、解码接收数据、编码发送数据等。 EEPROM读写控制器，用于对EEPROM进行数据读写控制；收到写操作命令后，把解码后的接收数据写到EEPROM；收到读操作命令后，把EEPROM中的数据读出，然后编码发送出去。EEPROM数据缓存器用于缓存从EEPROM存储器中读回来的数据，大小为16bytes。

NFC标签内部总线的时钟频率为1.69MHz，EEPROM接口位宽8bit，EEPROM的传输速率为1.69*8Mbps＝13.52Mbps；这样内部总线的传输速率远大于外部接口的传输速率。

参见图3所示，NFC发起方和NFC标签之间的指示信号定义为：read_ee、read_tick、read_req_page、read_req_mult。其中，read_ee用于表示一次读取EEPROM操作；read_tick用于表示开始一次read_ee操作；read_req_page用于一次页读请求；read_req_mult用于一次连读请求。本实施例中，一次读操作read_ee读取4bytes数据，所以EEPROM数据缓存器可以缓存4次read_ee读回来的数据。

结合图3所示，NFC标签页读操作说明如下：

发起方在发送页读命令给NFC标签时，采用100％的ASK调制，调制深度95％，这样能量场就会有95％的衰减。图3中的a区间没有经过调制，射频场能量较强；b区间经过调制，射频场能量衰减严重，NFC标签在b区间不能获得足够的射频场能量。

信号read_req_page在射频场的b区间开始请求，但由于b区间NFC标签不能获得足够能量，信号read_tick在a区间才发出。每次页读命令会产生4次read_tick信号，相应会产生4次read_ee信号。每次read_ee信号从EEPROM中读取4bytes数据，放入EEPROM数据缓存器。这样，功耗较大的读操作被拆分为4次完成，每次功耗都较小，NFC标签工作电压跌落较小，保证了NFC标签在安全的电压工作范围。

结合图4所示，NFC标签连读操作说明如下：

NFC标签在接到连读命令后，数据通过负载调制的方式返回给发起方。采用60％的ASK调制技术，能量场也会有60％的衰减。图4中的d区间没有经过调制，射频场能量较强；e区间经过调制，射频场能量衰减严重，NFC标签在d区间不能获得足够的射频场能量。

如图4所示，NFC标签在收到连读命令后，由于要读取EEPROM中多个page的数据，所以要一边发送，一边读取。但是在发送过程中采用了负载调制，会出现e区间射频场能量不足的情况，所以在连读过程中要避开在e区间读取EEPROM的操作。信号read_req_mult开始请求后，在e区间到d区间交接处会产生read_tick指示信号，相应会产生read_ee信号，确保了read_ee信号在d区间产生。每次read_req_mult信号会产生4次read_tick信号，相应会产生4次read_ee信号。每次read_ee信号从EEPROM中读取4bytes数据，放入EEPROM数据缓存器。等待EEPROM数据缓存器中的数据发送完毕后，产生下一个read_req_mult信号，直到连读结束。这样，NFC标签在负载调制发送数据的过程中，避开了在e区间读取EEPROM的操作。在d区间因为发送方的射频场能量较强，即使有读操作NFC标签电压跌落也较小，保证了NFC标签在安全的电压工作范围。

上述实施例提供的NFC标签数据读取的处理方法，页读时把每次读操作分为4次读取，每次读取4bytes数据，降低了读取EEPROM的功耗；连读时避开射频场能量较弱时读取EEPROM，即在发送方射频场能量供应强时才进行读操作，使读功耗满足应用需求，保证数据在发起方和NFC标签之间正确传输。

上述实施例仅为充分公开而非限制本发明，凡是依据本发明创新主旨且未经创造性劳动即可获得的等效技术特征替换及增减，均应属于本发明揭露的范围。

Claims (9)

1.一种NFC标签数据读取的处理方法，与NFC发起方通讯的NFC标签包括：RF接口、NFC协议处理控制器、EEPROM存储器、EEPROM读写控制器、EEPROM数据缓存器；其特征在于，所述处理方法包括页读和连读两种措施：在页读时，每次读取命令读取一个page数据，然后发送；在连读时，每次读取命令读取多个page数据，边发送边读取，且在NFC发起方射频场能量供应强时进行读操作。

2.根据权利要求1所述的NFC标签数据读取的处理方法，其特征在于：在页读时，页读请求信号在射频场经过调制、射频场能量衰减严重的区间开始请求，读取开始信号在没有经过调制、射频场能量较强的区间发出，每次页读命令产生n次读取操作开始信号，相应产生n次读取操作信号，每次读取操作信号从EEPROM存储器中读取m bytes数据，放入EEPROM数据缓存器。

3.根据权利要求2所述的NFC标签数据读取的处理方法，其特征在于：所述EEPROM存储器共64pages，每个page 16bytes，所述n＝m＝4。

4.根据权利要求3所述的NFC标签数据读取的处理方法，其特征在于：所述n*m＝EEPROM数据缓存器的大小。

5.根据权利要求2所述的NFC标签数据读取的处理方法，其特征在于：在页读时，采用100％的ASK调制。

6.根据权利要求1所述的NFC标签数据读取的处理方法，其特征在于：在连读时，连读请求信号开始后，在经过调制、射频场能量衰减严重的区间到未经调制、射频场能量较强的区间交接处产生读取开始信号，相应的读取操作信号在未经调制、射频场能量较强的区间产生，每次连读请求信号会产生s次读取开始信号，相应会产生s次读取操作信号，每次读取操作信号从EEPROM存储器中读取r bytes数据，放入EEPROM数据缓存器，等待EEPROM数据缓存器中的数据发送完毕后，产生下一个连读请求信号，直到连读结束。

7.根据权利要求6所述的NFC标签数据读取的处理方法，其特征在于：所述EEPROM存储器共64pages，每个page 16bytes，所述s＝r＝4。

8.根据权利要求7所述的NFC标签数据读取的处理方法，其特征在于：所述s*r＝EEPROM数据缓存器的大小。

9.根据权利要求6所述的NFC标签数据读取的处理方法，其特征在于：在连读时，采用60％的ASK调制。