CN207637180U - 一种近场通信前端硬件电路、安全芯片、动态令牌及非接触式智能卡 - Google Patents
一种近场通信前端硬件电路、安全芯片、动态令牌及非接触式智能卡 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型适用于近场通信领域，提供了一种近场通信前端硬件电路、安全芯片、动态令牌及非接触式智能卡，该电路与后端微控制单元连接，包括：接收接口信号的近场通信天线和将接口信号输出至后端微控制单元的通信接口引脚单元；近场通信天线通过通信接口引脚单元与后端微控制单元连接。本实用新型使用少量分立元器件搭建成近场通信调制解调电路，其封装小、成本低，在保持性能的前提下简化了通信方式，调试简单，并且天线在不通信时不产生功耗，也不影响其他天线通信，具有功耗低抗干扰的有益效果。
Description
技术领域
本实用新型属于近场通信领域，尤其涉及一种近场通信前端硬件电路、安全芯片、动态令牌及非接触式智能卡。
背景技术
近场通信技术是由非接触式射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)及互联互通技术整合演变而来，在单一芯片上结合感应式读写器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。目前这项技术被广泛应用，如银行双界面卡，新型可视银行卡、OTP (One-time Password，动态口令)卡等。
然而目前近场无线通信的调制解调技术通常使用集成的NFC通信芯片完成，但是由于NFC通信芯片的生产周期较长、芯片接口也较多，从而导致了近场通信实现的过程交互方法复杂，产品功耗大的问题。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种近场通信前端硬件电路，旨在解决当前使用集成的NFC通信芯片进行近场通信导致产品功耗大、成本高的问题。
本实用新型实施例是这样实现的，一种近场通信前端硬件电路，所述电路与后端微控制单元连接，所述电路包括：
接收接口信号的近场通信天线和将所述接口信号输出至后端微控制单元的通信接口引脚单元；
所述近场通信天线通过所述通信接口引脚单元与所述后端微控制单元连接。
上述结构中，所述近场通信天线包括近场线圈和匹配电容，所述近场线圈的频率与接收到的接口信号的频率匹配。
上述结构中，所述接口信号为UART、IIC、SPI、单线传输协议或自定义的低速的调频、调幅等调制形式的信号。
上述结构中，所述接口信号的波形为矩形波、正弦波、三角波或自定义波形。
上述结构中，所述电路还包括：
根据发送信息控制所述近场通信天线的等效负载，使所述近场通信天线发出的信号根据所述发送信息变化的负载控制单元，所述负载控制单元的输入端与所述后端微控制单元连接，所述负载控制单元的输出端与所述近场通信天线连接。
上述结构中，所述负载控制单元通过分立器件实现。
上述结构中，所述负载控制单元与所述后端微控制单元集成于芯片中。
本实用新型实施例的另一目的在于，提供一种安全芯片，所述安全芯片中集成上述近场通信前端硬件电路中的通信接口引脚单元、负载控制单元和后端微控制单元。
本实用新型实施例的另一目的在于，提供一种包括上述近场通信前端硬件电路的动态令牌。
本实用新型实施例的另一目的在于，提供一种包括上述近场通信前端硬件电路的非接触式智能卡。
本实用新型实施例使用少量分立元器件搭建成近场通信调制解调电路，其封装小、成本低，在保持性能的前提下简化了通信方式，调试简单，并且天线在不通信时不产生功耗，也不影响其他天线通信，具有功耗低抗干扰的有益效果。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例提供的近场通信前端硬件电路的结构图；
图2为本实用新型第二实施例提供的近场通信前端硬件电路的示例电路图；
图3为本实用新型第三实施例提供的近场通信前端硬件电路的示例电路图；
图4为本实用新型第四实施例提供的近场通信前端硬件电路的示例电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本实用新型实施例使用少量分立元器件搭建成近场通信调制解调电路，其封装小、成本低，在保持性能的前提下简化了通信方式，调试简单，并且天线在不通信时不产生功耗，也不影响其他天线通信，具有功耗低抗干扰的有益效果。
图1示出了本实用新型第一实施例提供的近场通信前端硬件电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。
作为本实用新型一实施例，该近场通信前端硬件电路可以应用于各种安全芯片、动态令牌、非接触式智能卡、非接触式读卡器、数字签名装置以及近场通信标签中。
该近场通信前端硬件电路，与后端微控制单元MCU连接，包括：
接收接口信号的近场通信天线2和将接口信号输出至后端微控制单元 MCU的通信接口引脚单元；
近场通信天线2通过通信接口引脚单元与后端微控制单元MCU连接。
在本实用新型实施例中，接口信号可以为UART、IIC、SPI、单线传输协议或自定义的低速的调频、调幅等调制形式的信号。
接口信号的波形可以为矩形波、正弦波、三角波或自定义波形。
本实用新型实施例使用少量分立元器件搭建成近场通信调制解调电路，其封装小、成本低，在保持性能的前提下简化了通信方式，调试简单，并且天线在不通信时不产生功耗，也不影响其他天线通信，具有功耗低抗干扰的有益效果。
图2示出了本实用新型第二实施例提供的近场通信前端硬件电路的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。
作为本实用新型一实施例，近场通信天线2包括近场线圈201和匹配电容 C1，近场线圈201的频率与接收到的接口信号的频率匹配。
作为本实用新型一实施例，该近场通信前端硬件电路还包括：
根据发送信息控制近场通信天线的等效负载，使近场通信天线发出的信号根据发送信息变化的负载控制单元11，负载控制单元11的输入端与后端微控制单元MCU连接，负载控制单元11的输出端与近场通信天线连接。
具体地，负载控制单元11为开关单元101，开关单元101的电流输入端和电流输出端分别为负载控制单元11的两输出端与匹配电容C1的两端连接，开关单元101的第一控制端和第二控制端分别为负载控制单元11的两输入端与后端微控制单元MCU的输入输出接口GPIO和发送信号端TX连接。
该开关单元101包括：
第二开关管Q2和第三开关管Q2；
第二开关管Q2的电流输入端和电流输出端对应为开关单元101的电流输入端和电流输出端，第二开关管Q2的控制端与第三开关管Q2的电流输出端连接，第三开关管Q3的电流输入端为开关单元101的第一控制端，第三开关管 Q3的控制端为开关单元101的第二控制端。
图3示出了本实用新型实施例提供的近场通信前端硬件电路的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。
作为本实用新型一实施例，开关单元101包括：
第四开关管Q4，第四开关管Q4的电流输入端同时为开关单元101的电流输入端和第一控制端，第四开关管Q4的控制端为开关单元101的第二控制端，第四开关管Q4的电流输出端为开关单元101的电流输出端。
作为本实用新型一实施例，负载控制单元11还可以包括：
负载控制模块102，负载控制模块102的第一端为负载控制单元11的一输入端与匹配电容C1的一端连接，负载控制模块102的第二端与开关单元101 的电流输入端连接，开关单元101的电流输出端为负载控制单元11的另一输入端与匹配电容C1的另一端连接。
负载控制模块102具体为电阻R3，电阻R3的两端分别为所述负载控制模块102的第一端和第二端。
图4示出了本实用新型实施例提供的近场通信前端硬件电路的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。
作为本实用新型一实施例，开关单元101包括：
第一开关管Q1和电阻R1；
第一开关管Q1的电流输入端为开关单元101的电流输入端，第一开关管 Q1的电流输出端为开关单元101的电流输出端，第一开关管Q1的控制端为开关单元101的第一控制端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端为开关单元 101的第二控制端。
负载控制模块102具体为：
电阻R2和电容C3；
电阻R2与电容C3并联，并联的两公共端分别为负载控制模块102的第一端和第二端。
以非接前端B这一侧描述数据通信的过程为：
在读写器A往非接前端B写信息时：读写器A将接口信号发送给非接前端B，非接前端B通过天线接收接口信号后，通过通信接口引脚单元发送给后端微控制单元MCU；
后端微控制单元MCU根据发送信息通过负载控制单元11控制近场通信天线的等效负载，使近场通信天线发出的信号根据发送信息变化传输给读写器A。
在读写器A一侧的通信方式与非接前端B相同，但读写器A中并不包括负载调制的过程。
值得说明的是，上述负载控制单元可以通过分立器件实现，也可以与后端微控制单元集成于芯片中。
本实用新型实施例的另一目的在于，提供一种安全芯片，所述安全芯片中集成上述近场通信前端硬件电路中的通信接口引脚单元、负载控制单元和后端微控制单元。
本实用新型实施例的另一目的在于，提供一种包括上述近场通信前端硬件电路的动态令牌。
本实用新型实施例的另一目的在于，提供一种包括上述近场通信前端硬件电路的非接触式智能卡。
本实用新型实施例使用少量分立元器件搭建成近场通信调制解调电路，其封装小、成本低，在保持性能的前提下简化了通信方式，调试简单，并且天线在不通信时不产生功耗，也不影响其他天线通信，具有功耗低抗干扰的有益效果。
以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种近场通信前端硬件电路，其特征在于，所述电路与后端微控制单元连接，所述电路包括：
接收接口信号的近场通信天线和将所述接口信号输出至后端微控制单元的通信接口引脚单元；
所述近场通信天线通过所述通信接口引脚单元与所述后端微控制单元连接。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述近场通信天线包括近场线圈和匹配电容，所述近场线圈的频率与接收到的接口信号的频率匹配。
3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述接口信号为UART、IIC、SPI、单线传输协议或自定义的低速的调频、调幅等调制形式的信号。
4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述接口信号的波形为矩形波、正弦波、三角波或自定义波形。
5.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：
根据发送信息控制所述近场通信天线的等效负载，使所述近场通信天线发出的信号根据所述发送信息变化的负载控制单元，所述负载控制单元的输入端与所述后端微控制单元连接，所述负载控制单元的输出端与所述近场通信天线连接。
6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述负载控制单元通过分立器件实现。
7.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述负载控制单元与所述后端微控制单元集成于芯片中。
8.一种安全芯片，其特征在于，所述安全芯片中集成如权利要求1-6任一项所述的近场通信前端硬件电路中的通信接口引脚单元、负载控制单元和后端微控制单元。
9.一种动态令牌，其特征在于，所述动态令牌包括如权利要求1-6任一项所述的近场通信前端硬件电路。
10.一种非接触式智能卡，其特征在于，所述非接触式智能卡包括如权利要求1-6任一项所述的近场通信前端硬件电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201721685626.6U CN207637180U (zh) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | 一种近场通信前端硬件电路、安全芯片、动态令牌及非接触式智能卡 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111698089A (zh) * | 2019-03-12 | 2020-09-22 | 恩智浦有限公司 | 使用装置组标识令牌的证书供应和客户绑定机制 |
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2017
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