CN205249223U - 一种nfc读写装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种NFC读写装置，至少包括通信线圈、接口芯片、谐振线圈和检测电路，其中，接口芯片，与通信线圈电连接，用于通过通信线圈与外部设备进行通信；检测电路，与谐振线圈电连接，用于检测谐振线圈感应通信线圈所产生的电信号；本实用新型通过在NFC读写装置中增设谐振线圈和检测电路，能够检测通信线圈产生的NFC场的场强变化，从而实现对NFC读写装置工作状态的判断；谐振线圈和检测电路通过NFC电磁场与通信线圈耦合连接，实现对NFC场的外部独立组件检测，提升了NFC场强检测的可靠性与稳定性。

Description

一种NFC读写装置

技术领域

本实用新型涉及一种电子技术领域，尤其涉及一种NFC读写装置。

背景技术

近距离无线通讯技术(NearFieldCommunication，简称NFC)，是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输(在十厘米内)交换数据。由于近场通讯具有天然的安全性，NFC技术被认为在手机支付等领域具有很大的应用前景。NFC是一种提供安全、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。

随着NFC技术的发展，NFC读写装置越来越多地出现在生活中，NFC读写装置在工作状态下产生NFC场，NFC场为NFC从设备提供工作能源，同时作为与NFC从设备的通讯媒介，因此，NFC读写装置产生的NFC场的状态极为重要。目前，通常采用NFC芯片读取寄存器的方式来检测NFC读写装置的NFC场是否正常，这种方式是芯片内部的检测，一旦NFC芯片出现故障，将导致检测无法进行。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述问题/之一。

本实用新型的主要目的在于提供一种NFC读写装置，本实用新型的技术方案具体是这样实现的：

至少包括通信线圈、接口芯片、谐振线圈和检测电路，其中，接口芯片，与通信线圈电连接，用于通过通信线圈与外部设备进行通信；检测电路，与谐振线圈电连接，用于检测谐振线圈感应通信线圈所产生的电信号。

可选地，检测电路包括：整流组件和检测组件，其中，整流组件，与谐振线圈电连接，用于将谐振线圈产生的交流电信号转换为直流电信号；检测组件，与整流组件电连接，用于检测直流电信号。

可选地，检测电路还包括：滤波组件，其一端与整流组件和检测组件的连接点电连接，另一端接地。

可选地，滤波组件包括：电容组件。

可选地，检测电路还包括：第一分压组件和第二分压组件，其中，第一分压组件的一端与整流组件电连接，另一端与第二分压组件电连接；第二分压组件的一端与第一分压组件电连接，另一端接地；检测组件与第一分压组件和第二分压组件的连接点连接。

可选地，NFC读写装置还包括主控芯片，检测组件，与主控芯片电连接，还用于将检测结果发送至主控芯片。

可选地，主控芯片用于接收检测结果，输出NFC读写装置是否处于正常工作状态的指示信息。

可选地，主控芯片还用于接收检测结果，输出调整所述通信线圈的输出功率的指示信息至接口芯片。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型提供的NFC读写装置中增设谐振线圈和检测电路，检测电路检测谐振线圈感应通信线圈所产生的电信号，从而实现对通信线圈的检测；谐振线圈和检测电路作为独立组件检测，提升了通信线圈检测的可靠性与稳定性。进一步地，通过整流组件，检测电路能够将谐振线圈感应通信线圈所产生的交流电信号整流为直流电信号，使得检测组件能够通过分析直流电信号快速获得谐振线圈感应通信线圈所产生的电信号；进一步地，在本实用新型中，主控芯片能够根据检测电路检测到的检测结果判断NFC读写装置是否处于正常工作状态；进一步，主控芯片还可以根据检测电路检测到的检测结果向接口芯片发送控制指令调节通信线圈输出功率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例1提供的NFC读写装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的一种可选的整流组件结构示意图；

图3为本实用新型实施例1提供的另一种可选的整流组件结构示意图；

图4为本实用新型实施例1提供的NFC读写装置的电路原理图。

具体实施方式

下面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，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或数量或位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

实施例1

本实施例提供一种NFC读写装置，如图1所示，至少包括通信线圈101、接口芯片102、谐振线圈103和检测电路104，其中，

接口芯片102，与通信线圈101电连接，用于通过通信线圈101与外部设备进行通信；

接口芯片102可以为包括与通信线圈101相连用于形成射频场的电磁波生成器和与通信线圈101相连用于获取被调制在电磁波中的数据的调制解调器；接口芯片102也可以为用于通过调制电磁波而发送数据的调制器。当NFC读写装置需要外发数据时，接口芯片102将待发送数据调制为电磁波射频，并通过通信线圈101外发；当NFC读写装置通过通信线圈101接收到数据时，接口芯片102将接收到的射频场调制为数据信息，从而与外部设备进行通信。

在本实施例的一个可选实施方案中，通信线圈101可以是射频线圈或NFC线圈等，该线圈可以工作在13.56M；通信线圈101发送和接收的信号包括但不限于NFC信号、射频信号等非接触信号。当读卡装置进场(即，进入其他设备(如智能卡)的射频场中)时，通信线圈101通过非接的方式接收其他设备发送的NFC信号，接口芯片102与其他设备通过非接的方式进行通讯。

检测电路104，与谐振线圈103电连接，用于检测谐振线圈103感应通信线圈101所产生的电信号。

谐振线圈103处于通信线圈101的场感应区域，与通信线圈101通过场耦合连接，谐振线圈103产生的感应电信号与谐振线圈103所包围区域的通信线圈101产生的场强度的变化相关；检测电路104与谐振线圈103连接，检测和处理谐振线圈103在通信线圈101产生的场的作用下产生的感应电信号。

在本实施例的一个可选实施方式中，谐振线圈103可以由电感线圈与电容器并联组成，当然，并不限于此，在本实施例中，也可以采用其它形式的谐振线圈，只要该谐振线圈可以从通信线圈101感应到足够的能量即可，具体可以根据实际应用进行选择。如图4所示，谐振线圈103采用电感线圈L2与电容器C1实现。

通过在NFC读写装置中增设谐振线圈103和检测电路104，能够检测谐振线圈103感应通信线圈101所产生的电信号，从而可以确定通信线圈101的场强，进而可以实现对NFC读写装置工作状态的判断；另外，在本实施例中，谐振线圈103和检测电路104通过电磁场与通信线圈101耦合连接，实现对通信线圈101的外部独立组件检测，提升了检测的可靠性与稳定性。

可选地，如图2所示，检测电路104可以包括：整流组件1041和检测组件1042。

在本实施例的可选实施方式中，整流组件1041与谐振线圈103电连接，用于将谐振线圈103产生的交流电信号转换为直流电信号。

整流组件1041可以有多种实现方式，例如，在本实用新型实施例的一个可选实施方案中，可以使用如图2所示的桥式整流电路来实现，在图2中以Rfz代表输出端可能接入的元器件，其具体接入的元器件在本实用新型实施例中并不关注，因此，不对其进行描述，C1为电容元器件。其工作原理为：E1(即谐振线圈103)为正半周时，对二极管D1、D3加正向电压，D1、D3导通；对二极管D2、D4加反向电压，D2、D4截止，电路中构成E1、D1、Rfz、D3通电回路，在Rfz上形成上正下负的半波整流电压，整流组件1041的输出端的电压为正；E1为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止，电路中构成E1、D2、Rfz、D4通电回路，同样在Rfz上形成上正下负的另外半波的整流电压，整流组件1041的输出端处的电压仍然为正。如此重复下去，结果在Rfz上便得到全波整流电压。

或者，整流组件1041也可以采用如图3所示的全波整流电路，在图3所示的全波整流电路中，E1中间引出一个抽头，把E1分成两个对称的绕组，从而引出大小相等但极性相反的两个电压E1a、E1b，构成E1a、D1、Rfz与E1b、D2、Rfz，两个通电回路，电容元器件C1的一端接地，另一端接在E1和Rfz之间，通过图3所示全波整流电路可以使得输出端的电压为类似恒电压。

当然，并不限于上述图2和图3所示的整流电路，在实际应用中，还可以采用其它的整流电路来实现整流组件1041，只要其能保证检测电路104输出的为直流电信号即可，具体本实用新型实施例不作限定，例如，在图4中，整流组件1041采用一个整流二极管D1实现实用新型。

检测组件1042，与整流组件1041电连接，用于检测直流电信号，检测组件1042截取检测电路104中的直流电信号，获取直流电信号的电学参数，例如，直流电信号的电压值和/或直流电信号的电流值，可选地，检测组件1042还能用于将获取到的直流电信号的电学参数与预设值进行匹配，判断获取到的直流电信号的电学参数是否位于预设值的预设范围内，从而可以判断通信线圈101是否正常工作。

通过整流组件1041，检测电路104能够将谐振线圈103感应通信线圈101所产生的感应交流电信号整流为直流电信号，使得检测组件1042能够通过分析直流电信号快速获得通信线圈101产生的NFC场的场强状态，判断NFC读写装置的工作状态。

在实际应用中，整流组件1041的输出端的电压并不是纯粹的直流电压，而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压，在本领域中，习惯上称单向脉动性直流电压，为了保证整流组件1041输出端的电压的稳定，可选地，如图1所示，检测电路104还可以包括：滤波组件1043，其一端与整流组件1041和检测组件1042的连接点电连接，另一端接地；可选地，滤波组件1043包括：电容组件，例如，图4中滤波组件1043采用一个电容C2实现。

经整流组件1041获得的直流电信号中还包含有小部分未被整流电路成功处理的交流电信号，为进一步滤除交流电信号，使检测电路104输出纯直流电信号，在检测电路104中设置有滤波组件1043，滤波组件1043包含电容组件，电容组件对直流电信号表现出的阻抗极大，相当于不通，对交流电信号，频率越高阻抗越小，利用电容组件可以把混杂在直流电信号里的交流电信号成分过滤出来，输出纯直流电信号。

经滤波组件1043对整流组件1041输出的直流电信号进行滤波处理，能够将直流电信号中掺杂的交流电信号成分进行分离过滤，使检测电路104输出更为稳定的直流电信号，便于检测组件1042快速获得通信线圈101产生的NFC场的场强状态，判断NFC读写装置的工作状态。

可选地，如图1所示，检测电路104还可以包括：第一分压组件1044和第二分压组件1045，其中，第一分压组件1044的一端与整流组件1041电连接，另一端与第二分压组件1045电连接；第二分压组件1045的一端与第一分压组件1044电连接，另一端接地；检测组件1042与第一分压组件1044和第二分压组件1045的连接点连接。

在具体实施时，整流组件1041输出的直流电压与检测组件1042的工作电压可能会不一致，例如，整流组件1041输出的直流电压为5V，而检测组件1042的工作电压为3.5V，输入的检测组件1042电压高于检测组件1042的工作电压，导致检测组件1042无法检测甚至导致检测组件1042受损，那么就需要通过分压，使得输入检测组件1042的最高电压小于等于3.5V，使得检测组件1042的输入电压与工作电压匹配。在本实施例中，第一分压组件1044和第二分压组件1045组成检测电路104的分压组件，第一分压组件1044和第二分压组件1045在检测电路104中串联连接，检测组件1042与第一分压组件1044和第二分压组件1045的连接点连接，实现对检测组件1042检测点的电压分压，保证检测组件1042的正常工作。

作为一种可选方式，第一分压组件1044和第二分压组件1045可以为电阻或其他可以负载元件，本实施例不做限制。例如，在图4中，第一分压组件1044和第二分压组件1045分别采用电阻R1和R2实现。

可选地，如图1所示，NFC读写装置还可以包括主控芯片105，检测组件1042与主控芯片105电连接，检测组件1042可以将检测到的检测结果(可以是检测到的具体电压值)发送至主控芯片。

主控芯片105具有数据运算处理能力，可以根据具体应用设置主控芯片105的具体功能。例如，主控芯片105可以基于检测结果判断NFC读写装置是否处于正常工作状态，并根据判断结果，输出NFC读写装置是否处于正常工作状态的指示信息。具体地，可采用多种不同的判断方式进行判断，例如，检测组件1042将检测到的直流电信号的参数信息发送至主控芯片105，参数信息可以为检测到的直流电信号的电压值、电流值等，主控芯片105基于上述参数信息获得NFC读写装置的场强值，判断场强值是否处于读卡装置正常工作状态下场强的预设范围，若是，则判断NFC读写装置处于正常工作状态，否则，则判断NFC读写装置处于非工作状态，在具体应用中，通信线圈101产生的场强值可以通过检测的电压值或电流值来体现，因此，主控芯片105根据接收到的电压值或电流值可以判断场强值是否处于读卡装置正常工作状态下场强的预设范围。或者，主控芯片105也可以直接将检测电路104输入的电压值或电流值与预设值进行比较，从而判断读卡装置是否处理正常工作状态下。

在具体应用中，主控芯片105输出NFC读写装置是否处于正常工作状态的指示信息的方式可以是将指示信息输出给显示器显示，或者，也可以根据判断结果输出相应的报警声，或者，根据判断结果控制报警灯闪烁等，具体本实施不作限定。

在本实施例的一个可选实施方式中，主控芯片105还可以根据接收到的检测结果，输出调整通信线圈101的输出功率的指示信息至接口芯片102。例如，检测组件1042将检测到的直流电信号的参数信息发送至主控芯片105，参数信息可以为检测到的直流电信号的电压值、电流值等，主控芯片105根据接收到的电压值或电流值可以判断是否调整通信线圈101的输出功率，并将相应的指示信息输出至接口芯片102，接口芯片102接收到该指示信息之后，根据该指示信息调整通信线圈101的输出功率。具体地，主控芯片105可以将接收到电压值或电流值与预设值进行比较，如果小于预设值，则说明通信线圈101产生的场强不够，不能有效的进行通信，因此，主控芯片105可以输出增大通信线圈101的输出功率的指示信息至接口芯片102，接口芯片102接收到该指示信息之后，增大通信线圈101的输出功率。或者，如果主控芯片105接收到电压值或电流值远大于预设值，则说明通信线圈101产生的场强完全够用，为节约能量，主控芯片105可以输出减小通信线圈101的输出功率的指示信息至接口芯片102，接口芯片102接收到该指示信息之后，减小通信线圈101的输出功率。通过该可选实施方式，可以保证通信线圈101产生的场强能够满足通信需求，保证NFC读写装置能够与其它设备正常通信。

图4为本实施例提供的NFC读写装置的一种电路原理图，图4中以通信线圈101为NFC线圈为例，通信线圈L1为NFC线圈，接口芯片102为NFC芯片，在图4中，谐振线圈103由电感线圈L2和电容器C1组成，整流组件1041通过整流二极管D1实现，第一分压组件为R1，第二分压组件为R2，检测组件与R1和R2之间的连接点的连接。L1开场，谐振线圈感应到L1产生交流信号，通过D1和C2，A点的电压为直流电压，通过R1和R2分压，B点的电压值小于A点的电压值，检测组件检测B点的电压值，通过检测B点的电压值，可以确定L1是否正常开场，从而确定读卡装置是否正常工作，另外，通过检测B点的电压值，还可以判断线圈L1产生的场强是否能满足正常通讯的需求。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本实用新型各个实施例中的各功能组件可以集成在一个处理模块中，也可以是各个组件单独物理存在，也可以两个或两个以上组件集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种NFC读写装置，其特征在于，至少包括通信线圈、接口芯片、谐振线圈和检测电路，其中，

所述接口芯片，与所述通信线圈电连接，用于通过所述通信线圈与外部设备进行通信；

所述检测电路，与所述谐振线圈电连接，用于检测所述谐振线圈感应所述通信线圈所产生的电信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测电路包括：整流组件和检测组件，其中，

所述整流组件，与所述谐振线圈电连接，用于将所述谐振线圈产生的交流电信号转换为直流电信号；

所述检测组件，与所述整流组件电连接，用于检测所述直流电信号。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述检测电路还包括：

滤波组件，其一端与所述整流组件和所述检测组件的连接点电连接，另一端接地。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述滤波组件包括：电容组件。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述检测电路还包括：第一分压组件和第二分压组件，其中，

所述第一分压组件的一端与所述整流组件电连接，另一端与所述第二分压组件电连接；

所述第二分压组件的一端与所述第一分压组件电连接，另一端接地；

所述检测组件与所述第一分压组件和所述第二分压组件的连接点连接。

6.根据权利要求1至5任一项所述的装置，其特征在于，所述NFC读写装置还包括主控芯片，

所述检测组件，与所述主控芯片电连接，还用于将检测结果发送至所述主控芯片。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述主控芯片用于接收所述检测结果，输出所述NFC读写装置是否处于正常工作状态的指示信息。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述主控芯片用于接收所述检测结果，输出调整所述通信线圈的输出功率的指示信息至所述接口芯片。