CN203423687U

CN203423687U - 一种通过usb接口实现近场通信功能的装置

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Publication number: CN203423687U
Application number: CN201320540151.7U
Authority: CN
Inventors: 陈业军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2023-09-02

Abstract

本实用新型公开了一种通过USB接口实现近场通信功能的装置，包括壳体及壳体内的PCB板，所述PCB板上设置有：NFC芯片、NFC天线、控制芯片、加密模块及USB接口，所述NFC天线与NFC芯片连接，其中NFC天线负责与外部的NFC设备通信，NFC芯片将通信得到的信号传输至控制芯片，然后经加密模块加密后，再通过USB接口传给终端设备，从而使终端设备具有NFC功能。本实用新型提供的装置通过USB接口与手机等终端设备连接，无需对设备的内部硬件做任何硬件的调整，即让设备具备了NFC功能，不需要使用的时候还可以随时卸下，非常方便，利于NFC应用的推广普及。

Description

一种通过USB接口实现近场通信功能的装置

技术领域

本实用新型涉及移动通信技术领域，更具体的说，涉及一种通过USB接口实现近场通信(Near Field Communication，NFC)功能的装置。

背景技术

NFC由Sony(索尼公司)，NXP(源自Philips半导体)和Nokia(诺基亚公司)于2004年提出，其使得电子设备之间可以进行短程的通信。NFC技术的出现，极大地促进了射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术与移动通讯技术相互融合的进展，引出许多新的应用模式。

在实施本实用新型创造的过程中，发明人发现，随着NFC功能的普及和推广，许多终端设备中有设置这些功能的需求，这往往需要在终端内部添加相应的硬件模块，而终端内部的空间本来就非常有限，所以实现难度很大，特别是对于已经发行的终端设备，这些已经握在消费者手中的设备，如果让普通消费者本人通过上述添加硬件模块这种专业性很高的方式来实现此类功能，更是不现实的。这无疑非常不利于NFC应用的推广普及。

实用新型内容

针对上述提到的技术问题，本实用新型提供一种通过USB接口实现NFC功能的装置，此装置内部包含NFC芯片及NFC天线等模块，并通过USB接口与终端相连，即不需在终端内部添加硬件的情况下，使终端具备NFC功能。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种通过USB接口实现NFC功能的装置，可通过USB接口实现近场通信NFC功能，包括壳体及壳体内的PCB板，所述PCB板上设有NFC天线、NFC芯片、控制芯片、加密模块及USB接口，其中：

所述控制芯片驱动所述NFC芯片及与之连接的NFC天线，与外部的NFC设备进行通信，并通过所述USB接口与设备连接，将所述NFC天线提供的信号传输给设备；

所述加密模块与所述控制芯片连接，用于为通信过程中的信号数据加密。

优选的，上述装置中，所述NFC天线由所述PCB板上的覆铜区域蚀刻形成。

优选的，上述装置中，所述NFC天线设置在所述PCB板的外围，其将所述NFC芯片和控制芯片包围在中间。

优选的，上述装置中，所述NFC芯片支持若干NFC标准。

优选的，上述装置中，所述NFC标准包括NFCIP-1和NFCIP-2。

优选的，上述装置中，所述USB接口的类型为Mini B型接口。

优选的，上述装置中，所述USB接口的类型为Mini B型5Pin接口。

优选的，上述装置中，所述PCB板为绝缘材料制成的多层PCB板。

优选的，上述装置中，所述壳体为绝缘材料制成，其将所述PCB板压制在中间。

优选的，上述装置中，所述壳体为长方体结构。

与现有技术相比，本实用新型提供的装置内部包含NFC芯片及NFC天线等模块，其通过USB接口与手机等终端设备连接，无需在本身空间就有限的设备内部添加硬件模块，这一点对于已经握在消费者手中的终端设备来说，尤其重要。另外，相比于在设备内部添加标签天线等硬件的方式，本装置中的NFC天线的线圈设置在整个装置的外围，由于周围没有金属等物体阻挡，这样天线传输的效率会提高，性能也会更加稳定。由于采用的是通过USB接口插拔的方式与设备连接，所以不需要使用的时候还可以随时卸下，非常方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示例性地示出了本实用新型实施例提供的一种装置的各个模块的连接关系示意图；

图2示例性地示出了本实用新型实施例提供的一种装置的各个器件在PCB板上的位置及形状示意图；

图3示例性地示出了本实用新型实施例提供的一种装置的Mini B型5Pin接口的形状示意图。

具体实施方式

本实用新型提供的一种通过USB接口实现NFC功能的装置，此装置内部包含NFC芯片及NFC天线等模块，并通过USB接口与终端相连，即不需在终端内部添加硬件的情况下，使终端具备NFC功能。

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的各个其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供的一种通过USB接口实现NFC功能的装置，所述装置包括壳体及壳体中的PCB板，所述PCB板上设置有NFC天线1、NFC芯片2、控制芯片3、USB接口4及加密模块5，请参考图1。

所述NFC天线1与终端设备外部的NFC设备进行信息交互，收到信号传输给所述NFC芯片2，所述NFC芯片2与所述控制芯片3连接，所述控制芯片3是本装置的核心处理模块，其通过所述USB接口4与终端设备连接，并且通过所述USB接口4将所述NFC芯片2传递过来的信号最终传输给终端设备处理，从而使得终端设备具有NFC功能。

为了保护通信过程中数据的安全，特别是对于一些涉及个人帐户的信息，所述PCB板上还设置了加密模块5，所述加密模块5与所述控制芯片3连接，其具体的工作过程可以是：

当所述NFC天线1接收到的信号数据经过所述NFC芯片2传输给所述控制芯片3后，所述加密模块5对此信号数据进行加密，最后所述控制芯片3再将加密后的数据经过所述USB接口4传输给终端设备处理。

所述NFC芯片2为可以支持若干NFC标准协议的综合芯片，所述NFC标准协议是指目前行业内较为通用的国际标准，主要包括NFCIP-1及NFCIP-2两种。所述NFC芯片2一般支持三种工作模式：

1、卡模式(Card emulation)：这个模式其实就是相当于一张采用RFID技术的IC卡。可以替代大量的IC卡(包括信用卡)场合商场刷卡、公交卡、门禁管制，车票，门票等等。此种方式下，有一个极大的优点，那就是卡片通过非接触读卡器的RF域来供电，即便是寄主设备(如手机)没电也可以工作。

2、点对点模式(P2P mode)：这个模式和红外线差不多，可用于数据交换，只是传输距离较短，传输创建速度较快，传输速度也快些，功耗低(蓝牙也类似)。将两个具备NFC功能的设备链接，能实现数据点对点传输，如下载音乐、交换图片或者同步设备地址薄。因此通过NFC，多个设备如数位相机、PDA、计算机和手机之间都可以交换资料或者服务。

3、读卡器模式(，Reader／writer mode)：作为非接触读卡器使用，比如从海报或者展览信息电子标签上读取相关信息。

在实际应用过程中，可以通过所述控制芯片3来选择使用何种工作模式。

所述USB接口4不仅作为本装置与终端设备信号传输的接口，同时也是终端设备给本装置输入电压的接口，所述USB接口4的类型可以是常见的Mini B型接口，此类接口是目前市面上应用最为广泛的，由于它的接口截面较小，适用于常见的读卡器、Mp3、数码相机或移动硬盘上。所述Mini B型接口具体还包括4Pin、5Pin及8Pin等不同类型，其中5Pin型接口应用最广泛，所以本实施例中采用的USB接口可以选择Mini B型5Pin接口(请参考图3)。当然，也可以选择其他型号接口，在此不作限定。

请参考图2，为各器件在PCB板上的位置及形状示意图。

所述NFC天线1设置在所述PCB板的外围，且将所述NFC芯片2和控制芯片3等模块包围在中间，由于天线的周围没有金属等物体阻挡，这样既提高了天线的传输效率，同时性能也更加稳定，避免了使用过程出现通信障碍。

所述NFC天线1是由所述PCB板上的部分覆铜区域经过刻蚀而成，所述刻蚀即用丝印机将防腐蚀油墨按照需要铺铜的形状印到覆铜箔或覆铝箔上，再用蚀刻设备把其余部分金属溶掉。

其他覆铜区域有部分作为焊接所述NFC芯片2、控制芯片3、USB接口4及加密模块5的基础，有部分经过刻蚀可以形成各部件之间的连接线。

所述PCB板为多层PCB板，厚度一般为1.0～2.0mm，其上下两层即为上述覆铜区域，而其中间还包括参考地层和电压层，二者与所述USB接口4相连，用于保护所述PCB板上的电路或芯片等。所述PCB板的构成材料可以是FR-4或其他介质材料。

所述PCB板的外围是绝缘材料构成的壳体，所述绝缘材料可以采用PVC或ABS等材料，所述壳体将PCB板压制在中间，而且能够固定所述USB接口4，从而形成一个完整的整体。

所述壳体可以是长方体结构，当然，也可以是其他形状结构，在此不赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本实用新型所提供的方案进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种通过USB接口实现近场通信功能的装置，可通过通用串行总线USB接口实现近场通信NFC功能，包括壳体及壳体内的PCB板，其特征在于，所述PCB板上设有NFC天线、NFC芯片、控制芯片、加密模块及USB接口，其中：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述NFC天线由所述PCB板上的覆铜区域蚀刻形成。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述NFC天线设置在所述PCB板的外围，其将所述NFC芯片和控制芯片包围在中间。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述NFC芯片支持若干NFC标准。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述NFC标准包括NFCIP-1和NFCIP-2。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述USB接口的类型为Mini B型接口。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述USB接口的类型为Mini B型5Pin接口。

8.根据权利要求2～7任意一项所述的装置，其特征在于，所述PCB板为绝缘材料制成的多层PCB板。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述壳体为绝缘材料制成，其将所述PCB板压制在中间。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述壳体为长方体结构。