CN202077102U - 一种nfc手机的实现装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种NFC手机的实现装置，包括装置内的AUDIO控制电路和AUDIO连接器，所述AUDIO控制电路和所述AUDIO连接器电器连接，该装置还包括，与所述AUDIO控制电路电气连接的NFC芯片，以及与所述NFC芯片电气连接的NFC天线。本实用新型通过装置中的AUDIO控制电路，与手机建立联接，进行数据交换，从而使手机可以通过AUDIO接口控制装置的NFC芯片，实现模拟NFC非接触卡、NFC读卡器和点对点通讯这三种功能。本实用新型提供了一种将不具有NFC功能的手机等移动设备方便、低成本的改造成具有NFC功能的装置，将无NFC功能的手机或移动终端，便捷地改造成具有NFC功能，其电路少，体积小，便于随手机或随身携带，适合大批量标准化生产，可独立通过各种电子、金融、通信等行业测。
Description
技术领域
本实用新型涉及近距离无线通讯技术领域和电子领域，特别涉及一种配合手机使用、实现手机NFC功能的一种装置。
背景技术
NFC(Near Field Communication)即近距离无线通讯技术，是由飞利浦公司和索尼公司共同开发的一种非接触式识别和互联技术，可以在移动设备、消费类电子产品、PC和智能控件工具间进行近距离无线通信。NFC提供了一种简单、触控式的解决方案，可以让消费者简单直观地交换信息、访问内容与服务。
NFC目前已经形成了国际标准ISO21481，覆盖了ISO18092，ISO14443，ISO15693等的内容，NFC的可实现的功能包括非接触卡、非接触读卡器和点对点(Peer-to-Peer)通讯三种。NFC的特点如下：
首先，NFC标准的信息是通过频谱中无线频率部分的电磁感应耦合方式传递，是一种提供轻松、安全、迅速的通信的无线连接技术，具有距离近、带宽高、能耗低等特点；
其次，NFC标准与现有非接触智能卡技术兼容，兼容ISO14443，目前已经成为得到越来越多主要厂商支持的正式标准；
再次，NFC还是一种近距离连接协议，提供各种设备间轻松、安全、迅速而自动的通信，与无线世界中的其他连接方式相比，NFC是一种近距离的私密通信方式。
因此NFC在门禁、公交、手机支付等领域内发挥着巨大的作用。
具有NFC功能的设备简称NFC设备，NFC手机是一种NFC设备，指手机采用内置NFC芯片(简称“内置”)或外接NFC功能装置(简称“外置”)的形式使手机具有NFC功能。NFC手机既可以当作RFID无源标签用来支付费用、身份识别，也可以当作RFID读写器用作数据交换与采集。
NFC技术支持多种应用，包括移动支付与交易、对等式通信及移动中信息访问等。通过NFC手机，人们可以在任何地点、任何时间，通过任何设备，与他们希望得到的娱乐服务与交易联系在一起，从而完成付款，获取海报信息等。NFC手机等移动设备可以用作非接触式智能卡、智能卡的读写器终端以及设备对设备的数据传输链路，其应用主要可分为以下四个基本类型：用于付款和购票、用于电子票证、用于智能媒体以及用于交换、传输数据。
目前公知的NFC手机都是由手机生产厂家内置NFC芯片及电路，利用手机的存储和运算，实现手机模拟卡、读卡器功能和点对点通讯功能。这种实现方式导致很多已有的手机无法具有NFC功能；其次，由于NFC的技术内嵌到手机里设计的难度很高，很多设计公司由于技术力量薄弱，无法掌握NFC的设计方法，无法设计出符合NFC功能的手机，使得NFC手机只有少数生产厂家供应，种类有限；另外，NFC技术容易受手机常用的金属、锂电池等影响，导致内嵌NFC的手机设计困难，影响手机造型多样化。
中国实用新型专利CN200920131705.1(授权公告号为CN201417458Y)公开了一种外置NFC设备，包括微控制器，与所述微控制器电气连接的NFC芯片、与所述NFC芯片电气谅解的NFC天线及智能卡，所述NFC设备还包括：与所述微控制电气连接的蓝牙芯片，以及与所述蓝牙芯片电气连接的蓝牙天线。但是该专利组成部件多，成本高，以独立的微控制器作为主要的数据处理单元，运算能力低；其采用了智能卡作为存储载体，尺寸标准为84mm*54mm，接触式智能卡最小可以做到25mmX15mm，这样整个外置NFC设备体积较大，不适宜作为手机的移动外接装置，目前智能卡最大数据存储量为128K，数据存储空间小，智能卡通讯速率很低，最高为每秒115K字节，不适合大量数据的交换。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种将不具有NFC功能的手机等移动设备方便、低成本的改造成具有NFC功能的装置。
为了达到上述目的，本实用新型的通过下述技术方案实现：
一种NFC手机的实现装置，包括装置内的AUDIO控制电路和AUDIO连接器，所述AUDIO控制电路和所述AUDIO连接器电气连接；还包括与所述AUDIO控制电路电气连接的NFC芯片，以及与所述NFC芯片电气连接的NFC天线。
所述NFC手机的实现装置还包括，与所述的NFC芯片电气连接的数据通讯接口。
优选的，所述的数据通讯接口是蓝牙接口或者SD/MMC接口，用户可根据自己是否需要NFC功能单独购买，而不用为“内置”NFC功能的手机付出不需要的成本。
优选的，所述的AUDIO控制电路是一个MCU，充分利用了手机处理器的运算能力，节省了独立的微处理器的成本。
优选的，所述NFC天线接收外部的NFC 13.56M Hz高频信号，实现了数据的接受功能。
所述NFC芯片将数据转化成NFC 13.56M Hz高频信号向外发射，完成高频信号和数字信号之间的转换。
所述NFC手机的实现装置还包括手机AUDIO接口，所述手机AUDIO接口和所述AUDIO连接器相连接。
优选的，所述手机AUDIO接口发送数据到AUDIO控制电路，完成数据的交换。
优选的，所述手机AUDIO接口接收数据并解码成手机处理器可识别的数据，从而实现了数据的处理。
本实用新型中，通过装置中的AUDIO控制电路，与手机建立联接，进行数据交换，从而使手机可以通过AUDIO接口控制电路的NFC芯片，实现模拟NFC非接触卡、NFC读卡器和点对点通讯这三种功能。
本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本实用新型可以将无NFC功能的手机或移动终端，便捷地改造成具有NFC功能。
2、本实用新型可以让用户根据自己是否需要NFC功能单独购买，而不用为“内置”NFC功能的手机付出不需要的成本。
3、本实用新型可以避免“内置”NFC功能对手机设计带来的巨大挑战，例如金属材质、电磁干扰、电池等对NFC功能造成的影响。
4、本实用新型适合大批量标准化生产，可独立通过各种电子、金融、通信等行业检测。
5、本实用新型相比已有专利，由于电路少，体积小，便于随手机或随身携带。
6、本实用新型相比已有专利采用微控制器，充分利用了手机处理器的运算能力，节省了独立的微处理器的成本。
7、本实用新型相比已有专利采用智能卡作为存储载体，分利用了手机及其附带的存储载体，节约了成本，缩小了产品体积，同时上千倍地提高了存储容量。
8、本实用新型相比已有专利的蓝牙接口通讯方式，采用了手机更多具有的AUDIO通讯方式，产品更实用。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型NFC读卡器应用的系统结构示意图；
图3为本实用新型NFC点对点通讯应用的系统结构示意图；
图4为本实用新型NFC非接触卡应用的系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
在图1所示的结构框图中，本实用新型的一种NFC手机的实现装置，包括一个AUDIO控制电路(122)，该AUDIO控制电路(122)分别与AUDIO连接器(121)和NFC芯片(301)电气连接，NFC芯片(301)与NFC天线(302)电气相连接。
所述NFC芯片(301)主要用于13.56MHZ的NFC高频信号和数字信号的转化，AUDIO控制电路(122)用于AUDIO信号与数字信号的转化。
所述一种NFC手机的实现装置，还包括数字通讯接口(222)，该数字通讯接口(222)与NFC芯片(301)电气连接，该接口可以是蓝牙接口，也可以是SD/MMC接口或其它数字电路接口。
图2所示为实施例1的作为NFC读卡器应用的系统结构示意图，解释手机如何通过与本实用新型装置的连接实现NFC读卡器功能(Reader Mode)，读写一个ISO14443标准卡或不同封装形式的等同物(ISO14443TAG)，一个典型的工作步骤如下：
A.装置上电；
B.手机AUDIO接口(H10)与AUDIO控制电路(122)通过AUDIO连接器(121)建立连接；
C.AUDIO控制电路(122)等待手机AUDIO接口(H10)的数据信号；
D.AUDIO控制电路(122)收到来自手机AUDIO接口(H10)的数据信号后，转化成NFC芯片(301)可识别的数据格式，向NFC芯片(301)传送；
E.NFC芯片(301)收到后分析，如果是发给外部的NFC数据，将数据处理成NFC信号格式，通过NFC天线(302)向外发射给ISO14443 TAG(T10)，然后等待接收ISO14443 TAG(T10)回应的NFC信号；如果不是，自己处理完成，回应数据给AUDIO控制电路(122)，跳到步骤G；
F.NFC芯片(301)通过NFC天线(302)接收到ISO14443TAG(T10)回应的NFC信号后，按NFC标准转化成AUDIO控制电路(122)可识别的数据格式，向AUDIO控制电路(122)传送；
G.AUDIO控制电路(122)收到后将数据处理成AUDIO信号格式向手机AUDIO接口(H10)发送，手机AUDIO接口(H10)将收到的数据传送给手机NFC软件(H20)分析处理；
H.回到C步骤。
图3所示为实施例1的NFC点对点通讯功能应用系统结构示意图，包括有2种工作模式：
模式一，手机通过本实用新型作为发起者(Initiator)实现与其它NFC设备作为受众(Target)的NFC点对点通讯功能(Peer-to-Peer Mode)，工作步骤如下：
A.装置上电；
B.手机AUDIO接口(H10)与AUDIO控制电路(122)通过AUDIO连接器(121)建立连接；
C.AUDIO控制电路(122)等待手机AUDIO接口(H10)的数据信号；
D.AUDIO控制电路(122)收到来自手机AUDIO接口(H10)的数据信号后，转化成NFC芯片(301)可识别的数据格式，向NFC芯片(301)传送；
E.NFC芯片(301)收到后分析，如果是发给外部的NFC数据，将数据处理成NFC信号格式，通过NFC天线(302)向外发射给其它NFC装置(N10)，然后等待接收其它NFC装置(N10)回应的NFC信号；如果不是，自己处理完成，回应数据给AUDIO控制电路(122)，跳到G；
F.NFC芯片(301)通过NFC天线(302)接收到其它NFC装置(N10)回应的NFC信号后，按NFC标准转化成AUDIO控制电路(122)可识别的数据格式，向AUDIO控制电路(122)传送；
G.AUDIO控制电路(122)收到后将数据处理成AUDIO信号格式向手机AUDIO接(H10)发送，手机AUDIO接(H10)将收到的数据传送给手机NFC软件(H20)分析处理；
H.回到C步骤。
模式二，手机通过本实用新型作为受众(Target)实现与其它NFC设备作为发起者(Initiator)的NFC点对点通讯功能(Peer-to-Peer Mode)，工作步骤如下：
A.装置上电；
B.手机AUDIO接(H10)与AUDIO控制电路(122)通过AUDIO连接器(121)建立连接；
C.手机NFC软件(H20)向手机AUDIO接(H10)传送命令通知NFC芯片(301)进入P2P TARGET状态，手机AUDIO接(H10)将命令数据通过AUIO连接器(121)传输给AUDIO控制电路(122)，AUDIO控制电路(122)收到后，处理成NFC芯片(301)可识别的数据格式向NFC芯片(301)传送，NFC芯片(301)收到后进入P2P等待状态；
D.NFC芯片(301)通过NFC天线(302)等待来自作为发起者(Initiator)的其他NFC设备(N10)的信号数据；
E.NFC芯片(301)通过NFC天线(302)接收到其他NFC设备(N10)的NFC信号后，按NFC标准处理成AUDIO控制电路(122)可识别的数据格式向AUDIO控制电路(122)传送，AUDIO控制电路(122)收到后将数据处理成符合标准的信号格式向手机AUDIO接口(H10)传送，手机AUDIO接口(H10)将收到的数据传送给手机NFC软件(H20)分析处理；
F.手机NFC软件(H20)向手机AUDIO接口(H10)传送数据，手机AUDIO接口(H10)将数据通过AUDIO连接器(121)传输给AUDIO控制电路(122)，AUDIO控制电路(122)收到后，转化成NFC芯片(301)可识别的数据格式向NFC芯片(301)传送，NFC芯片(301)收到后将数据处理成NFC信号通过NFC天线(302)向外发射给其他NFC设备(N10)；
G.回到D步骤。
图4所示为实施例1的作为NFC非接触卡应用的系统结构示意图，手机通过本实用新型模拟成为一个NFC非接触卡被一个ISO14443标准读卡器或NFC设备进行读写操作，主要工作步骤如下：
A.装置上电；
B.手机AUDIO接(H10)与AUDIO控制电路(122)通过AUDIO连接器(121)建立连接；
C.手机NFC软件(H20)向手机AUDIO接口(H10)传送命令通知NFC芯片(301)进入模拟卡状态，手机AUDIO接(H10)将命令数据通过AUIO连接器(121)传输给AUDIO控制电路(122)，AUDIO控制电路(122)收到后，处理成NFC芯片(301)可识别的数据格式向NFC芯片(301)传送，NFC芯片(301)收到后进入模拟卡状态；
D.NFC芯片(301)通过NFC天线(302)等待来自的ISO14443 READER(R10)的信号数据；
E.NFC芯片(301)通过NFC天线(302)接收到ISO14443 READER(R10)的NFC信号后，按NFC标准处理成AUDIO控制电路(122)可识别的数据格式向AUDIO控制电路(122)传送，AUDIO控制电路(122)收到后将数据处理成符合标准的信号格式向手机AUDIO接(H10)传送，手机AUDIO接(H10)将收到的数据传送给手机NFC软件(H20)分析处理；
F.手机NFC软件(H20)向手机AUDIO接口(H10)传送数据，手机AUDIO接口(H10)将数据通过AUDIO连接器(121)传输给AUDIO控制电路(122)，AUDIO控制电路(122)收到后，转化成NFC芯片(301)可识别的数据格式向NFC芯片(301)传送，NFC芯片(301)收到后将数据处理成NFC信号通过NFC天线(302)向外发射给ISO14443 READER(R10)；
G.回到D步骤。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种NFC手机的实现装置，其特征在于，包括装置内的AUDIO控制电路和AUDIO连接器，所述AUDIO控制电路和所述AUDIO连接器电气连接；还包括与所述AUDIO控制电路电气连接的NFC芯片，以及与所述NFC芯片电气连接的NFC天线。
2.根据权利要求1所述的NFC手机的实现装置，其特征在于，包括与所述NFC芯片电气连接的数据通讯接口。
3.根据权利要求2所述的NFC手机的实现装置，其特征在于，所述数据通讯接口是蓝牙接口。
4.根据权利要求2所述的NFC手机的实现装置，其特征在于，所述数据通讯接口是SD/MMC接口。
5.根据权利要求1所述的NFC手机的实现装置，其特征在于，所述AUDIO控制电路是一个MCU。
6.根据权利要求1所述的NFC手机的实现装置，其特征在于，所述NFC天线接收外部的NFC 13.56M Hz高频信号。
7.根据权利要求1所述的NFC手机的实现装置，其特征在于，所述NFC芯片将数据转化成NFC 13.56M Hz高频信号向外发射。
8.根据权利要求1所述的NFC手机的实现装置，其特征在于，包括手机AUDIO接口，所述手机AUDIO接口和所述AUDIO连接器相连接。
9.根据权利要求8所述的NFC手机的实现装置，其特征在于，所述手机AUDIO接口发送数据到AUDIO控制电路。
10.根据权利要求8所述的NFC手机的实现装置，其特征在于，所述手机AUDIO接口接收数据并解码成手机处理器可识别的数据。
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