CN205376763U - 具有金属外壳和nfc功能的可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有金属外壳和NFC功能的可穿戴设备，包括：金属外壳、NFC芯片、NFC天线、booster芯片、电源、第一控制电路、第二控制电路、第一低频天线、处理器、以及第三控制电路，金属外壳包括开环的金属上壳和开环的金属下壳。本实用新型将金属上壳和金属下壳均为开环，可以有效降低金属外壳对NFC天线的涡流作用，进而降低对NFC通信的干扰，保障了NFC通信距离不受金属外壳的影响；同时通过增设booster芯片可以增强NFC天线的发射功率，进而增强NFC通信的距离，通过第一低频天线来控制NFC芯片开启工作，可以有效降低因一直开启NCF功能而损耗的电能，能有效提高可穿戴设备的续航能力。

Description

具有金属外壳和NFC功能的可穿戴设备

技术领域

本实用新型涉及可穿戴设备技术领域，特别涉及一种具有金属外壳和NFC功能的可穿戴设备。

背景技术

近场通信(NearFieldCommunication，简称“NFC”)是一种短距高频的无线电技术，在13.56MHz频率运行于10到20厘米距离内。NFC可提供各种设备间轻松、安全、迅速的自动通信，而广泛应用于门禁、公交、手机支付、可穿戴设备通信等领域。

现有的可穿戴设备趋向采用金属材质的外壳，但金属外壳会对NFC天线有严重的涡流作用，导致可穿戴设备的NFC通信距离缩短，而且，由于NFC功能需要一直开启，使得现有的可穿戴设备的续航能力不足。

发明内容

为了解决现有技术中可穿戴设备的金属外壳对NFC通信距离产生影响，且带有NFC功能的可穿戴设备续航能力差的问题，本实用新型实施例提供了一种具有金属外壳和NFC功能的可穿戴设备。所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种具有金属外壳和NFC功能的可穿戴设备，包括：

金属外壳、安装在所述金属外壳内的NFC芯片、与所述NFC芯片连接的NFC天线、分别与所述NFC芯片和所述NFC天线连接的booster芯片，所述金属外壳包括开环的金属上壳和开环的金属下壳，

所述可穿戴设备还包括：电源、第一控制电路、第二控制电路、第一低频天线、处理器、以及第三控制电路，所述电源与所述处理器电连接且通过所述第一控制电路与所述第一低频天线电连接，所述第一低频天线分别通过所述第一控制电路和所述第二控制电路与所述处理器电连接，所述处理器通过所述第三控制电路与所述NFC芯片电连接，

与所述可穿戴设备配合的读卡器上设置有与所述第一低频天线配合的第二低频天线，当所述第一低频天线与所述第二低频天线之间的距离小于预设距离时，所述第一低频天线通过所述第一控制电路向所述处理器发送第一控制信号，所述处理器根据所述第一控制信号，一方面向所述第三控制电路发送第二控制信号，以控制所述NFC芯片开启工作，另一方面向所述第二控制电路发送第三控制信号，以关闭所述第一低频天线的放电路径，当所述NFC芯片工作完成时，所述NFC芯片通过所述第三控制电路向所述处理器发送第四控制信号，所述处理器根据所述第四控制信号，向所述第二控制电路发送第五控制信号，以开启所述第一低频天线的放电路径。

在本实用新型上述的可穿戴设备中，所述第一低频天线通过直径为0.15mm的铜线绕制而成。

在本实用新型上述的可穿戴设备中，所述NFC天线采用铁氧体材料制备。

在本实用新型上述的可穿戴设备中，所述可穿戴设备为手表。

在本实用新型上述的可穿戴设备中，还包括：表盘、机芯、PCB板、用于支撑所述PCB板和所述电源的支架，

所述NFC芯片、所述booster芯片、所述第一控制电路、所述第二控制电路、所述处理器、以及所述第三控制电路集成在PCB板上，所述第一低频天线设置在所述表盘和所述PCB板之间。

在本实用新型上述的可穿戴设备中，所述处理器采用MKL03Z8VFG4型号的CPU。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过将金属上壳和金属下壳均为开环，可以有效降低金属外壳对NFC天线的涡流作用，进而降低对NFC通信的干扰，保障了NFC通信距离不受金属外壳的影响；同时通过增设booster芯片可以增强NFC天线的发射功率，进而增强NFC通信的距离。而且，通过当可穿戴设备中的第一低频天线与读卡器中的第二低频天线之间的距离小于预设距离时，第一低频天线通过第一控制电路向处理器发出第一控制信号，处理器一方面通过第三控制电路，控制NFC芯片开启工作，另一方面通过第二控制电路关闭第一低频天线的放电路径，这样可穿戴设备的NFC功能平时不用开启，只有当可穿戴设备与读卡器之间的距离小于预设距离时才开启，可以有效降低因一直开启NCF功能而损耗的电能，而且第一低频天线所消耗的电能较少，能有效提高可穿戴设备的续航能力，此外，在NFC芯片开启工作时，第一低频天线停止工作，这样可以减少对可穿戴设备与读卡器之间NFC通信的干扰，保障可穿戴设备的NFC通信质量。此外，该可穿戴设备的结构简单，制造成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种具有金属外壳和NFC功能的可穿戴设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种具有金属外壳和NFC功能的可穿戴设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例

本实用新型实施例提供了一种具有金属外壳和NFC功能的可穿戴设备，参见图1，该可穿戴设备包括：金属外壳1、金属外壳1包括开环的金属上壳11(可以通过切割将原本是闭环的金属上壳制备成开环)和开环的金属下壳12(可以通过切割将原本是闭环的金属下壳制备成开环)。

参见图2，安装在金属外壳1内的NFC芯片50、与NFC芯片50连接的NFC天线51、分别与NFC芯片50和NFC天线51连接的booster芯片52。

在本实施例中，金属上壳11和金属下壳12均为开环，可以有效降低金属外壳对NFC天线的涡流作用，进而降低对NFC通信的干扰，保障了NFC通信距离不受金属外壳的影响；同时，booster芯片52主要起功率放大器的作用，可以增强NFC天线的发射功率，进而增强NFC通信的距离。

参见图2，该可穿戴设备还包括：

电源10、第一控制电路20、第二控制电路30、第一低频天线40、NFC芯片50、处理器60、以及第三控制电路70，电源10与处理器60电连接且通过第一控制电路20与第一低频天线40电连接，第一低频天线40分别通过第一控制电路20和第二控制电路30与处理器60电连接，处理器60通过第三控制电路70与NFC芯片50电连接。

与可穿戴设备配合的读卡器上设置有与第一低频天线40配合的第二低频天线，当第一低频天线40与第二低频天线之间的距离小于预设距离(该预设距离一般不大于可穿戴设备的NFC通信距离，例如：小于等于20cm)时，第一低频天线40通过第一控制电路20向处理器60发送第一控制信号，处理器60根据第一控制信号，一方面向第三控制电路70发送第二控制信号，以控制NFC芯片50开启工作，另一方面向第二控制电路30发送第三控制信号，以关闭第一低频天线40的放电路径，当NFC芯片50工作完成时，NFC芯片50通过第三控制电路70向处理器60发送第四控制信号，处理器60根据第四控制信号，向第二控制电路70发送第五控制信号，以开启第一低频天线40的放电路径。

在本实施例中，设置在可穿戴设备上的第一低频天线40与设置在读卡器上的第二低频天线配合使用，例如：第一低频天线40和第二低频天线均为线圈，当第一低频天线40和第二低频天线近距离耦合时，第一控制电路20会检测到第一低频天线40的电流会发生变化，第一控制电路20通过判断第一低频天线40的电流超出预设阈值时，向处理器60发送第一控制信号；当处理器60接收到第一控制信号后，一方面，处理器60向第三控制电路70发送第三控制信号，以控制NFC芯片50开启，以实现控制NFC芯片50开启工作的目的(在实际应用中，在使用第一低频天线40时，只需要为第一低频天线40通入少量的电流即可维持第一低频天线40的工作，因此第一低频天线40的耗电量远小于NFC芯片50的耗电量，这样可以有效延长可穿戴设备的续航能力)；另一方面，在NFC芯片50开启工作时，处理器60同时会向第二控制电路30发送第三控制信号，以关闭第一低频天线40的放电路径，即停止第一低频天线40工作，这样可以来减少第一低频天线40对NFC芯片50工作的影响，进而第一低频天线40减少对可穿戴设备与读卡器之间NFC通信的干扰，保障了可穿戴设备的NFC通信质量。

可选地，第一低频天线40可以通过直径为0.15mm的铜线绕制而成。第一低频天线40的结构简单，便于制备，可以降低可穿戴设备的制造成本。

可选地，NFC天线51可以采用铁氧体材料制备。这样可以进一步增强NFC天线的发射功率，进而增强可穿戴设备的NFC通信距离。

具体地，该可穿戴设备可以为手表。

进一步地，参见图1，该可穿戴设备还可以包括：

表盘3、机芯4、印制电路板(Printedcircuitboard，简称“PCB板”)(附图中未标示)、用于支撑PCB板和电源的支架5。

电源10可以为锂电池，NCF芯片50、booster芯片52、第一控制电路20、第二控制电路30、处理器60、以及第三控制电路70均可以集成在PCB板上，第一低频天线40可以设置在表盘3和PCB板之间。该可穿戴设备结构简单，制造成本低廉，适合大规模制造。

可选地，处理器60可以采用MKL03Z8VFG4型号的CPU。NFC芯片50采用上述型号的CPU来控制电源，该信号的CPU为超低功耗的CPU，当手表不在刷卡区域时，该CPU的最低功耗可达nA级别，工作时CPU也仅有5mA左右电流，这样可以进一步降低可穿戴设备的能耗，进一步增加可穿戴设备的续航能力。

本实用新型实施例通过将金属上壳和金属下壳均为开环，可以有效降低金属外壳对NFC天线的涡流作用，进而降低对NFC通信的干扰，保障了NFC通信距离不受金属外壳的影响；同时通过增设booster芯片可以增强NFC天线的发射功率，进而增强NFC通信的距离。而且，通过当可穿戴设备中的第一低频天线与读卡器中的第二低频天线之间的距离小于预设距离时，第一低频天线通过第一控制电路向处理器发出第一控制信号，处理器一方面通过第三控制电路，控制NFC芯片开启工作，另一方面通过第二控制电路关闭第一低频天线的放电路径，这样可穿戴设备的NFC功能平时不用开启，只有当可穿戴设备与读卡器之间的距离小于预设距离时才开启，可以有效降低因一直开启NCF功能而损耗的电能，而且第一低频天线所消耗的电能较少，能有效提高可穿戴设备的续航能力，此外，在NFC芯片开启工作时，第一低频天线停止工作，这样可以减少对可穿戴设备与读卡器之间NFC通信的干扰，保障可穿戴设备的NFC通信质量。此外，该可穿戴设备的结构简单，制造成本低。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有金属外壳和NFC功能的可穿戴设备，其特征在于，包括：

金属外壳、安装在所述金属外壳内的NFC芯片、与所述NFC芯片连接的NFC天线、分别与所述NFC芯片和所述NFC天线连接的booster芯片，所述金属外壳包括开环的金属上壳和开环的金属下壳，

所述可穿戴设备还包括：电源、第一控制电路、第二控制电路、第一低频天线、处理器、以及第三控制电路，所述电源与所述处理器电连接且通过所述第一控制电路与所述第一低频天线电连接，所述第一低频天线分别通过所述第一控制电路和所述第二控制电路与所述处理器电连接，所述处理器通过所述第三控制电路与所述NFC芯片电连接，

与所述可穿戴设备配合的读卡器上设置有与所述第一低频天线配合的第二低频天线，当所述第一低频天线与所述第二低频天线之间的距离小于预设距离时，所述第一低频天线通过所述第一控制电路向所述处理器发送第一控制信号，所述处理器根据所述第一控制信号，一方面向所述第三控制电路发送第二控制信号，以控制所述NFC芯片开启工作，另一方面向所述第二控制电路发送第三控制信号，以关闭所述第一低频天线的放电路径，当所述NFC芯片工作完成时，所述NFC芯片通过所述第三控制电路向所述处理器发送第四控制信号，所述处理器根据所述第四控制信号，向所述第二控制电路发送第五控制信号，以开启所述第一低频天线的放电路径。

2.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述第一低频天线通过直径为0.15mm的铜线绕制而成。

3.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述NFC天线采用铁氧体材料制备。

4.根据权利要求1-3任一项所述的可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备为手表。

5.根据权利要求4所述的可穿戴设备，其特征在于，还包括：表盘、机芯、PCB板、用于支撑所述PCB板和所述电源的支架，

所述NFC芯片、所述booster芯片、所述第一控制电路、所述第二控制电路、所述处理器、以及所述第三控制电路集成在PCB板上，所述第一低频天线设置在所述表盘和所述PCB板之间。

6.根据权利要求5所述的可穿戴设备，其特征在于，所述处理器采用MKL03Z8VFG4型号的CPU。