CN107437960A - 近场通信设备以及系统 - Google Patents

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Abstract

一种近场通信设备，包括用于收发近场通信信号的近场处理芯片、用于转换电压的电压转换芯片、第一变压器以及连接器，所述连接器与所述近场处理芯片及所述第一变压器相连，所述连接器用于传输近场通信信号，所述连接器还用于接收一电压信号并将所述电压信号传输至所述第一变压器，所述第一变压器将所述电压信号传输至所述电压转换芯片以获取所述近场通信设备的工作电压，所述第一变压器还连接所述近场处理芯片以传输第一交流信号至所述连接器。本发明还提供一种应用该近场通信设备的近场通信系统。

Description

近场通信设备以及系统
技术领域
本发明涉及一种近场通信设备，还涉及一种近场通信系统。
背景技术
继游戏、娱乐之后，移动电子商务被认为是移动互联网未来最重要的爆发点之一。目前，大量企业密集进入移动支付市场，在移动互联网市场跑马圈地。移动支付分为近场支付和远程支付两种，远程支付较成熟，近场支付在中国发展还很缓慢。
国内3G网络蔓延和4G逐步成熟，无线城市概念的提出和逐步普及，三网合一政策的推动，移动网络发展无疑给数据传输提供了越来越快的高速通道。随着人们的生活水平提高，未配备近场通信（NFC）的智能设备已经不能满足人们的快速便捷的生活方式的需要。然而，由于成本等各方面原因，并非所有的智能设备都配备有近场通信（NFC）模块，也没有提供智能设备与近场支付相结合的系统和方法，不能满足移动支付需求。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种近场通信设备，以及一种应用该近场通信设备的近场通信系统。
一种近场通信设备，包括：
近场处理芯片，用于收发近场通信信号；
电压转换芯片，用于转换电压；
第一变压器，及
连接器，所述连接器与所述近场处理芯片及所述第一变压器相连，所述连接器用于传输近场通信信号，所述连接器还用于接收一电压信号并将所述电压信号传输至所述第一变压器，所述第一变压器将所述电压信号传输至所述电压转换芯片以获取所述近场通信设备的工作电压，所述第一变压器还连接所述近场处理芯片以传输第一交流信号至所述连接器。
进一步的，所述近场通信设备还包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第一电子开关、第一电阻以及第二电阻，所述连接器的第一端连接于所述近场处理芯片的时钟引脚，所述连接器的第二端连接于所述近场处理芯片的数据引脚，所述连接器的第三端连接于所述第一变压器的第一端，所述第一变压器的第三端通过第一电阻接收所述近场通信设备的工作电压，所述第一变压器的第四端连接于所述第一电子开关的第一端，所述近场处理芯片的信号引脚连接于所述第一电子开关的第二端，所述第一电子开关的第三端接地。
进一步的，所述连接器的第四端接地，所述第一变压器的第五端连接于所述第一二极管的正极。
进一步的，所述第一二极管的负极连接所述近场处理芯片的第一电压引脚以接收所述电压信号，所述第一二极管的负极还连接所述电压转换芯片的输入引脚及使能引脚。
一种近场通信系统，包括
一近场通信设备，所述近场通信设备包括近场处理芯片、电压转换芯片、第一变压器及连接器，所述近场处理芯片用于收发近场通信信号；所述电压转换芯片用于转换电压；所述连接器与所述近场处理芯片及所述第一变压器相连，所述连接器用于传输近场通信信号，所述连接器还用于接收一电压信号并将所述电压信号传输至所述第一变压器，所述第一变压器将所述电压信号传输至所述电压转换芯片以获取所述近场通信设备的工作电压，所述第一变压器还连接所述近场处理芯片以传输第一交流信号至所述连接器；
一智能设备，所述智能设备包括接口、切换模块、第二变压器、电源以及处理模块；所述接口用于与所述近场通信设备的连接器相连，所述电源用于提供所述电压信号，所述处理模块用于接收所述近场处理芯片输出的近场通信信号。
进一步的，所述近场通信系统还包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第一电子开关、第一电阻以及第二电阻，所述连接器的第一端连接于所述近场处理芯片的时钟引脚，所述连接器的第二端连接于所述近场处理芯片的数据引脚，所述连接器的第三端连接于所述第一变压器的第一端，所述第一变压器的第三端通过第一电阻接收所述近场通信设备的工作电压，所述第一变压器的第四端连接于所述第一电子开关的第一端，所述近场处理芯片的信号引脚连接于所述第一电子开关的第二端，所述第一电子开关的第三端接地。
进一步的，所述连接器的第四端接地，所述第一变压器的第五端连接于所述第一二极管的正极。
进一步的，所述第一二极管的负极连接所述近场处理芯片的第一电压引脚以接收所述电压信号，所述第一二极管的负极还连接所述电压转换芯片的输入引脚及使能引脚。
进一步的，所述切换模块包括第一开关芯片以及第二开关芯片，所述第一开关芯片用于将所述近场通信设备输出的时钟信号以及数据信号输出至所述处理芯片，所述第二开关芯片用于将所述近场通信设备输出的中断信号输出至所述处理芯片。
进一步的，所述第一电子开关为N型场效应管。
通过所述近场通信设备200与智能设备100相配合，可以实现近场通信功能的模块化，即减少了智能设备100的成本，又提高了近场通信技术的使用范围和灵活度。
附图说明
图1为本发明近场通信系统的较佳实施方式的方框图。
图2为图1中近场通信设备的较佳实施方式的方框图。
图3为图1中智能设备的较佳实施方式的方框图。
图4为图1中近场通信设备的较佳实施方式的电路图。
图5为图1中智能设备的较佳实施方式的电路图。
主要元件符号说明
近场通信系统 1000
智能设备 100
近场通信设备 200
接口 11
连接器 24
第一变压器 21
第二变压器 13
直流转换器 23
近场通信模块 22
切换模块 12
处理模块 15
存储模块 16
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参考图1，本发明近场通信系统1000的较佳实施方式包括一智能设备100以及一近场通信设备200。
一实施方式中，所述智能设备100包括一支持Open Mobile Terminal Platform(OMTP) 标准的3.5mm耳机接口，所述近场通信设备200包括一支持OMTP 标准的耳机接头。
另一实施方式中，所述智能设备100包括一支持Cellular Telecommunicationsand Internet Association（CTIA）标准的3.5mm耳机接口，所述近场通信设备200包括一支持CTIA标准的耳机接头。
请参考图2，所述近场通信设备200的较佳实施方式包括第一变压器21、近场通信模块22、直流转换器23及连接器24。
所述第一变压器21通过所述连接器24连接所述智能设备100。所述第一变压器21用于接收所述智能设备100输出的电压信号以及近场通信信号。
所述第一变压器21还连接所述近场通信模块22以及所述直流转换器23。所述第一变压器21用于将所述智能设备100输出的电压信号输出至所述直流转换器23。所述第一变压器21还用于将所述智能设备100输出的近场通信信号输出至所述近场通信模块22。
请参考图3，所述智能设备100的较佳实施方式包括接口11、切换模块12、第二变压器13、电源14、处理模块15及存储模块16。
所述接口11连接所述切换模块12。所述切换模块12连接所述第二变压器13以及所述处理模块15。所述第二变压器13连接所述电源14以及所述处理模块15。所述处理模块15连接所述存储模块16。
所述接口11用于连接所述近场通信设备200的连接器24以传输信号。
所述电源14用于输出所述电压信号。
所述第二变压器13用于将所述电源14输出的所述电压信号通过所述切换模块12以及所述接口11传输至所述近场通信设备200。
所述第二变压器13还用于在所述处理模块15及所述切换模块12之间传输近场通信信号。
所述存储模块16用于存储数据，还用于与所述处理模块15之间传输数据。
所述切换模块12还用于与所述处理模块15之间传输数据信号。
请参考图4，所述近场通信设备200的较佳实施方式包括近场处理芯片201、电压转换芯片202、第一变压器21、连接器24、电容C1、电容C2、电容C3、第一二极管D1、第一电子开关Q1、电阻R1以及电阻R2。
所述连接器24的第一端241连接于所述近场处理芯片201的时钟引脚SCL。所述连接器24的第二端242连接于所述近场处理芯片201的数据引脚SDA。所述连接器24的第三端243连接于所述第一变压器21的第一端1。所述连接器24的第四端244接地。
所述第一变压器21的第二端2通过所述电容C2接地。所述第一变压器21的第三端3通过电阻R1连接于电压端V4。所述第一变压器21的第四端4连接于所述第一电子开关Q1的第一端。所述第一变压器21的第五端5连接于所述第一二极管D1的正极。所述第一变压器21的第六端6空接。
所述第一二极管D1的负极连接所述近场处理芯片201的第一电压引脚V1。所述第一二极管D1的负极还连接所述电压转换芯片202的输入引脚2021及使能引脚2022。所述第一二极管D1的负极还通过所述电容C3接地。
所述电压转换芯片202的输出引脚2023连接于所述近场处理芯片201的第二电压引脚V2，所述电压转换芯片202的输出引脚2023还依次通过电阻R2以及电容C2接地。所述电阻R2以及电容C2之间的节点连接于所述近场处理芯片201的第三电压引脚V3。所述电压转换芯片202的接地引脚2024接地。所述近场处理芯片201的第二电压引脚V2连接所述电压端V4。
所述近场处理芯片201的信号引脚IRQ连接于所述第一电子开关Q1的第二端。所述近场处理芯片201的接地引脚GND接地。所述第一电子开关Q1的第三端接地。
本实施方式中，所述第一电子开关Q1为一N型场效应管，所述第一电子开关Q1的第一端对应场效应管的漏极，所述第一电子开关Q1的第二端对应场效应管的栅极，所述第一电子开关Q1的第三段对应场效应管的源极。
所述近场处理芯片201通过所述信号引脚IRQ输出一第一脉冲信号，所述第一脉冲信号作用于所述第一电子开关Q1的栅极。由于所述第一变压器21的第三端连接所述电压端V4，所述第一变压器21的第四端连接所述第一电子开关Q1的漏极，所述第一脉冲信号通过开关所述第一电子开关Q1在所述第一变压器21的第一侧产生第一交流信号，所述第一变压器21将所述第一交流信号耦合至所述第一变压器21的第二侧生成第二交流信号，所述第一变压器21通过所述连接器24输出所述第二交流信号。所述第一脉冲信号为一中断信号。
所述连接器24接收所述智能设备100输出的第一工作电压。所述连接器24将所述第一工作电压输出至所述第一变压器21的第一端1。所述第一变压器21的第五端5为所述第一变压器21的第二侧的中心抽头。所述第一变压器21通过所述第五端5输出第二工作电压。所述第二工作电压经所述电压转换芯片202调整后输出一第三工作电压至所述近场处理芯片201的第二电压引脚V2供所述近场通信设备作为工作电压。
所述第一变压器21可以有效隔离所述近场通信设备200的直流工作电压信号与所述近场通信信号以较少信号干扰。
请参考图5，所述智能设备100包括接口11、第一开关芯片121、第二开关芯片122、第二变压器13、运算放大器131、比较器132、第二电子开关Q2、第三电子开关Q3、第二二极管D2、第三二极管D3、电阻R3-电阻R13、电容C4-电容C6以及处理芯片151。所述切换模块12包括所述第一开关芯片121以及第二开关芯片122。
所述接口11包括第一引脚111、第二引脚112、第三引脚113、第四引脚114及第五引脚115。所述第一引脚111通过电阻R3连接于一电压端V5。所述第一引脚111还连接于所述处理芯片151的侦测引脚1516。当所述接口11与所述连接器24相连时，所述第一引脚111还依次通过电阻R12及所述第五引脚115接地。所述第二引脚112连接于所述第二开关芯片122的输入引脚1225。所述第三引脚113连接于所述第一开关芯片121的第七引脚1217。所述第四引脚114连接于所述第一开关芯片121的第八引脚1218。
所述第一开关芯片121还包括第一引脚1211、第二引脚1212、第三引脚1213、第四引脚1214、第五引脚1215、第六引脚1216及第九引脚1219。所述第一引脚1211连接于所述处理芯片151的第三引脚1513。所述第二引脚1212连接于所述处理芯片151的第一引脚1511。所述第三引脚1213连接于所述处理芯片151的第四引脚1514。所述第四引脚1214连接于所述处理芯片151的第二引脚1512。所述第五引脚1215连接于所述处理芯片151的第五引脚1515。所述第六引脚1216连接于一电压端V6。所述第九引脚1219接地。所述第二引脚1212通过电阻R8连接于所述电压端V5。所述第四引脚1214通过电阻R9连接于所述电压端V5。
所述第二开关芯片122还包括第一引脚1221、第二引脚1222、第三引脚1223、第四引脚1224、第六引脚1226。所述第一引脚1221连接于所述处理芯片151的第七引脚1517。所述第二引脚1222连接于所述第二变压器13的第一端301。所述第三引脚1223连接于所述处理芯片151的第九引脚1519。所述第四引脚1224连接于所述电压端V6。所述第六引脚1226接地。
所述第二变压器13的第二端302通过所述电容C4接地。所述第二变压器13的第三端303连接于所述运算放大器131的正相输入端。所述第二变压器13的第四端304接地。所述第二变压器13的第五端305连接于所述第三二极管的负极。所述第二变压器13的第六端306空接。
所述第三二极管D3的正极通过电容C5接地。所述第三二极管D3的正极还连接于所述第二电子开关Q2的第一端。
所述第二电子开关Q2的第二端连接于所述第三电子开关Q3的第一端。所述第二电子开关Q2的第二端还通过电阻R10连接于所述第二电子开关Q2的第三端。所述第二电子开关Q2的第二端还通过电阻R10连接于所述电压端V6。所述第二电子开关Q2的第二端还依次通过电阻R10以及电容C6接地。
所述第三电子开关Q3的第二端连接于所述处理芯片151的第九引脚1519。所述第三电子开关Q3的第三端接地。
所述运算放大器131的反相输入端通过电阻R13接地。所述运算放大器131的反相输入端还通过电阻R4连接于所述运算放大器131的输出端。所述运算放大器131的电源端连接于一电压端V7。所述运算放大器131的输出端连接于所述第二二极管D2的正极。所述运算放大器131的接地端接地。
所述第二二极管D2的负极通过电阻R11接地。所述第二二极管D2的负极还连接于所述比较器132的正相输入端。
所述比较器132的反相输入端通过电阻R5连接于所述电压端V7。所述比较器132的反相输入端还通过电阻R6接地。所述比较器132的输出端连接于所述处理芯片151的第八引脚1518。所述比较器132的输出端还通过电阻R7连接于所述电压端V5。
使用时，所述近场通信设备200的所述连接器24与所述接口11相连，所述电压端V5通过电阻R3及电阻R12接地。所述处理芯片151的第六引脚的电压降低，所述智能设备100判断所述接口11与所述连接器24相连。所述智能设备100通过所述第五引脚1515以及所述第九引脚1519输出高电平信号。所述第一开关芯片121的第五引脚1215以及所述第二开关芯片122的第三引脚1223接收高电平信号。
当所述第一开关芯片121的第五引脚1215接收高电平信号时，所述第一开关芯片121的第七引脚1217与所述第二引脚1212相连，所述第八引脚1218与所述第四引脚1214相连。
当所述第二开关芯片122的第三引脚1223接收高电平信号时，所述第二开关芯片122的第五引脚1225与所述第二引脚1222相连。
当所述第一开关芯片121的第五引脚1215以及所述第二开关芯片122的第三引脚1223接收高电平信号时，所述处理芯片151的第一引脚1511与所述近场处理芯片201的时钟引脚SCL相连，所述处理芯片151的第二引脚1512与所述近场处理芯片201的数据引脚SDA相连。所述第二变压器13的第一端301接收所述第二交流信号。所述第二变压器13将所述第二交流信号耦合至所述运算放大器131的正相输入端。所述第二交流信号经所述运算放大器131放大再经所述第二二极管D2整流后变为正半周期的第三交流信号。所述第三交流信号经所述比较器132后生成第二脉冲信号至所述处理芯片151的第八引脚1518。
当所述处理芯片151的第九引脚1519输出高电平信号时，所述第三电子开关Q3的第二端为高电平，所述第三电子开关Q3的第二端为高电平时所述第三电子开关Q3的第一端与第三端相连，即所述第三电子开关Q3导通。所述第三电子开关Q3导通时，所述第二电子开关Q2的第二端为高电平，所述第二电子开关Q2的第二端为高电平时所述第二电子开关Q2的第一端与第三端相连，即所述第二电子开关Q2导通。所述电压端V6输出电压信号至所述第二变压器13的第五端305。所述电压信号经所述第二开关芯片122及所述接口11输出至所述近场通信设备200。
本实施方式中，所述第二电子开关Q2以及所述第三电子开关Q3为N型场效应管。所述第二电子开关Q2以及所述第三电子开关Q3的第一端对应场效应管的漏极。所述第二电子开关Q2以及所述第三电子开关Q3的第二端对应场效应管的栅极。所述第二电子开关Q2以及所述第三电子开关Q3的第三端对应场效应管的源极。
通过所述近场通信设备200与智能设备100相配合，可以实现近场通信功能的模块化，即减少了智能设备100的成本，又提高了近场通信技术的使用范围和灵活度。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种近场通信设备，包括：
近场处理芯片，用于收发近场通信信号；
电压转换芯片，用于转换电压；
第一变压器，及
连接器，所述连接器与所述近场处理芯片及所述第一变压器相连，所述连接器用于传输近场通信信号，所述连接器还用于接收一电压信号并将所述电压信号传输至所述第一变压器，所述第一变压器将所述电压信号传输至所述电压转换芯片以获取所述近场通信设备的工作电压，所述第一变压器还连接所述近场处理芯片以传输第一交流信号至所述连接器。
2.如权利要求1所述的近场通信设备，还包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第一电子开关、第一电阻以及第二电阻，所述连接器的第一端连接于所述近场处理芯片的时钟引脚，所述连接器的第二端连接于所述近场处理芯片的数据引脚，所述连接器的第三端连接于所述第一变压器的第一端，所述第一变压器的第三端通过第一电阻接收所述近场通信设备的工作电压，所述第一变压器的第四端连接于所述第一电子开关的第一端，所述近场处理芯片的信号引脚连接于所述第一电子开关的第二端，所述第一电子开关的第三端接地。
3.如权利要求2所述的近场通信设备，其特征在于：所述连接器的第四端接地，所述第一变压器的第五端连接于所述第一二极管的正极。
4.如权利要求2所述的近场通信设备，其特征在于：所述第一二极管的负极连接所述近场处理芯片的第一电压引脚以接收所述电压信号，所述第一二极管的负极还连接所述电压转换芯片的输入引脚及使能引脚。
5.一种近场通信系统，包括
一近场通信设备，所述近场通信设备包括近场处理芯片、电压转换芯片、第一变压器及连接器，所述近场处理芯片用于收发近场通信信号；所述电压转换芯片用于转换电压；所述连接器与所述近场处理芯片及所述第一变压器相连，所述连接器用于传输近场通信信号，所述连接器还用于接收一电压信号并将所述电压信号传输至所述第一变压器，所述第一变压器将所述电压信号传输至所述电压转换芯片以获取所述近场通信设备的工作电压，所述第一变压器还连接所述近场处理芯片以传输第一交流信号至所述连接器；
一智能设备，所述智能设备包括接口、切换模块、第二变压器、电源以及处理模块；所述接口用于与所述近场通信设备的连接器相连，所述电源用于提供所述电压信号，所述处理模块用于接收所述近场处理芯片输出的近场通信信号。
6.如权利要求5所述的近场通信系统，还包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第一电子开关、第一电阻以及第二电阻，所述连接器的第一端连接于所述近场处理芯片的时钟引脚，所述连接器的第二端连接于所述近场处理芯片的数据引脚，所述连接器的第三端连接于所述第一变压器的第一端，所述第一变压器的第三端通过第一电阻接收所述近场通信设备的工作电压，所述第一变压器的第四端连接于所述第一电子开关的第一端，所述近场处理芯片的信号引脚连接于所述第一电子开关的第二端，所述第一电子开关的第三端接地。
7.如权利要求6所述的近场通信系统，其特征在于：所述连接器的第四端接地，所述第一变压器的第五端连接于所述第一二极管的正极。
8.如权利要求6所述的近场通信系统，其特征在于：所述第一二极管的负极连接所述近场处理芯片的第一电压引脚以接收所述电压信号，所述第一二极管的负极还连接所述电压转换芯片的输入引脚及使能引脚。
9.如权利要求5所述的近场通信系统，其特征在于：所述切换模块包括第一开关芯片以及第二开关芯片，所述第一开关芯片用于将所述近场通信设备输出的时钟信号以及数据信号输出至所述处理芯片，所述第二开关芯片用于将所述近场通信设备输出的中断信号输出至所述处理芯片。
10.如权利要求9所述的近场通信系统，其特征在于：所述第一电子开关为N型场效应管。
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