ES2403337B1 - Sistema de comunicaciones entre una interfaz radio nfc y un segundo dispositivo y procedimiento para la puesta en práctica del mismo - Google Patents

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Jose Miguel DUART GOMEZ
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Abstract

Sistema de comunicaciones entre una interfaz radio NFC y un segundo dispositivo y procedimiento para la puesta en práctica del mismo.#El sistema de la invención prevé que el control de la actuación en la comunicación se ejecute en un dispositivo distinto al que integra el chipset NFC, lo que supone al menos dos ventajas, por una parte, se reducen costes al eliminar el microcontrolador asociado al chipset NFC, y se permite reutilizar un recurso ya existente, esto es, el dispositivo que se conecta con la pasarela NFC, que ya formaba parte del sistema en los casos de uso de este tipo de lectores de proximidad, todo ello con un menor coste de inversión. Así pues, el sistema de comunicaciones se caracteriza porque en el mismo participa un aparato que define la pasarela de comunicaciones entre la interfaz radio NFC y el segundo dispositivo, materializado en una interfaz de comunicación serie desprovisto de cualquier tipo de microcontrolador, dotado de medios de comunicación directa de la salida de la interfaz serie a la entrada de un chipset NFC que implementa la interfaz radio NFC.

Description

SISTEMA DE COMUNICACIONES ENTRE UNA INTERFAZ RADIO NFC y UN SEGUNDO DISPOSITIVO Y PROCEDIMIENTO PARA LA PUESTA EN PRÁCTICA DEL MISMO
SECTOR DE LA TÉCNICA
La invención se encuadra en el sector técnico de las radiocomunicaciones, y más concretamente, en el sector de las comunicaciones inalámbricas de proximidad o comunicaciones de campo cercano (NFC o Near Field Communications).
ESTADO DE LA TÉCNICA
Near Field Communication (NFC) es una tecnología de comunicaciones inalámbricas de corto alcance que permite el intercambio de datos entre dispositivos, bien activos o pasivos, situados en campo cercano. Los estándares NFC incluyen la definición de protocolos de comunicación y estructuras de datos basados en la ISO 14443 Y FeliCa, así como métodos de intercambio de datos definidos en el estándar ISO/lEC 18092:2004 que permiten tasas binarias de transmisión de 106, 212, 424 Ó 848 kbit/s. Según el entorno de aplicación, los dispositivos pueden variar dinámicamente este régimen de transmisión binaria.
Los sistemas NFC se comunican mediante la inducción generada por un campo electromagnético, de manera que el elemento activo genera el campo electromagnético que produce corriente inducida en el elemento pasivo. NFC trabaja en la banda de los 13,56 MHz, una banda de frecuencias no licenciada que permite que no se aplique restricción alguna sobre su uso.
El estándar define dos modos de funcionamiento, segmentando así los elementos o dispositivos presentes en un sistema por sus capacidades de comunicación. Estos dos modos se describen a continuación:
•
Modo de comunicación activo: ambos dispositivos generan su propio campo electromagnético, que utilizarán para transmrtir sus datos .
•
Modo de comunicación pasivo: sólo uno de los dos dispositivos genera campo electromagnético y el otro se aprovecha de la modulación de la carga para poder transferir los datos. El iniciador de la comunicación es el encargado de generar el campo electromagnético.
Dentro del ecosistema NFC, existen diferentes propuestas de implementación de los dispositivos, existiendo un amplio abanico de soluciones utilizadas, que a su vez definen los sistemas y los métodos y formas de uso. Sin embargo, hasta la fecha los sistemas y patentes existentes se centran únicamente en aplicaciones verticales, que únicamente aplican a un campo concreto, o se centran en la autenticación o emparejamiento de equipos. Por el contrario, esta invención es de carácter transversal puesto que define una pasarela universal entre una interfaz radio NFC y una interfaz de comunicaciones serie, sin que exista ningún tipo de microcontrolador o subsistema inteligente que comunique ambos elementos. Además, el aparato propuesto, en su modalidad portable, integra un puntero táctil para actuar sobre pantallas de dispositivos electrónicos, lo que aumenta su versatilidad.
Las siguientes patentes han declarado sistemas que estructuran y ordenan los procesos de descubrimiento, pasarelas o emparejamiento de dispositivos:
•
"Near Field Communication (NFC) Activation" de Olaf Hirsch et al., patente asignada a NXP B.V.
•
'Simplified Vehicle Bluetooth Pairing employing Near Field Communication Tags" de Timothy J. Talty y Michael B. Ames, patente asignada a GM Global T echnology Operations Inc & General Moters.
•
"Simplified Device Pairing employing Near Field Communication Tag5· de Timothy J. Talty y Michael B. Ames, patente asignada a GM Global Technology Operations Inc & General Moters.
•
"Muniple Near Field Communication Tags in a Pairing Domain" de Timothy J. Talty y Michael B. Ames, patente asignada a GM Global Technology Operalions Inc & General Motors.
•
"Method and System for Near-Field Wireless Device Pairing " de Robert J. Higgins et aL, patente asignada a Motorola Inc.
•
"Method for Establishing Short-Range, Wireless Communication between a Mobile Phone and a Hearing Aid" de Morten Kroman, patente asignada a Widex NS.
•
"System for NFC Authentication based on Bluetoolh Proximity" de Mourad Ben Ayed, patente asignada a Mourad Ben Ayed.
•
"Method and Apparatus 01 Wirelessly Connecting a First Device lo a Second Device" de Tami Smire el aL, patente asignada a Smire et al.
Los sistemas y aparatos descritos en estas invenciones se centran en el proceso de asociación de dispositivos o en la aplicación concreta de la tecnología NFC en un campo específico. Además, no se describe ningún sistema donde la inteligencia esté descentralizada, es decir, donde el control de la actuación se ejecute en un dispositivo
5 distinto al que integra el chipset NFC, como ocurre en la presente invención.
En relación a los dispositivos existentes, actualmente existen aparatos de lectura y escritura por proximidad que integran junto con el chipset NFC un microcontrolador encargado de gestionar dicha interiaz. Un ejemplo típico de esta implementación sería un teléfono
10 inteligente con interfaz NFC, donde el procesador del teléfono configura la interfaz radio NFC. En la presente invención el sistema encargado de enviar los comandos de control se ejecuta desde un dispositivo remoto que envía dichos comandos a través de una interfaz serie hasta el chipset NFC.
15 El hecho de utilizar este software de control en un equipo remoto supone al menos dos ventajas respecto al estado del arte actual. Por una parte, se reducen costes al eliminar el microcontrolador asociado al chipset NFC, aunque se consuma cierta capacidad de proceso en el equipo que integra la inteligencia. Esta característica redunda en una mayor simplicidad del hardware integrado en el dispositivo de lectura NFC, lo que a su vez conlleva
20 una reducción de consumo que se traduce directamente en una mayor autonomía en la batería. Por otra parte, supone reutilizar un recurso ya existente, esto es, el disposrtivo que se conecta con la pasarela NFC, que ya formaba parte del sistema en los casos de uso de este tipo de lectores de proximidad.
25 Estas mejoras repercuten en un menor coste de inversión y operación por parte de los usuarios del sistema, al poder simplificar el uso del mismo, ampliando los casos de uso y facilitando a los desarrolladores de aplicaciones disponer de un aparato de uso de carácter transversal. Además, gracias al aparato propuesto se universalizan las soluciones de control NFC al poder aplicarse las mismas a diferentes escenarios. Simplemente sería necesario
30 modificar la capa de presentación del software de control y el acceso a las bases de datos (en caso de que existan).
Por tanto, el objeto de esta patente abarca las diferentes arquitecturas y configuraci6n del sistema que contempla el aparato basado en una pasarela de comunicaciones que 35 interconecta una interfaz radio NFC mediante una interfaz serie a un segundo dispositivo
que integra la inteligencia del sistema. Además, el aparato integra o puede integrar un puntero táctil para pantallas de dispositivos electrónicos.
DESCRtPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCi ÓN
La presente invención consiste tanto en el aparato como en el sistema basados en una pasarela de comunicaciones que interconecta una interfaz radio NFC mediante una interfaz serie a un segundo dispositivo que integra la inteligencia del sistema. Dentro de este sistema, el aparato es en sí mismo una pasarela de comunicaciones que se implementa mediante dos subsistemas de comunicaciones: el primero constituido por un chipset NFC que integra un transceptor NFC que opera en la banda de 13,56MHz y el segundo que integra el chipset de la tecnología escogida para implementar la interfaz serie. Además, esta pasarela de comunicaciones NFC, en su versión portable, incluye un puntero que permite la interacción con pantallas táctiles, lo que aumenta la versatilidad de uso del aparato.
Tal y como se ha descrito anteriormente, el aparato propuesto es capaz de configurarse en todos los modos de funcionamiento soportados por el chipset NFC, que se detallan a continuación:
•
Modo Lectura / Escr~ura para estándares ISO/lEC 14443AB YFeliCa.
•
Modo Emulación de Tarjeta (card emu/alion) MIFARE Classic 1K y 4K para ISO/lEC 14443NMIFARE Card y FetiCa.
•
Modo Peer-to-peer para el estándar ISO/lEC 18092, ECMA 340 Peerto-peer.
Un ejemplo de dos modos de funcionamiento distintos se puede observar en las Figuras 1 y 2, donde se muestra una versión portable del aparato con interfaz serie Bluetooth que lo conecta a una tableta digital. En la Figura 1 se muestra al aparato funcionando en modo lectura/escritura contra una etiqueta NFC, un ejemplo de dispositivo pasivo. Por su parte, en la Figura 2 el aparato funciona en modo emulación de tarjeta (card emulation) o en modo peer-to-peer, actuando con otro dispositivo NFC activo. El modo de funcionamiento se configura enviando el comando correspondiente desde el software de control a través de la interfaz serie.
Asimismo, el aparato que integra la pasarela de comunicaciones soporta diferentes implementaciones dependiendo de la interfaz serie elegida, pudiendo ser un dispositivo portable con interfaz serie Bluetooth (Figura 1 y Figura 2), un disposrtivo portable con interfaz serie WiFi, un dispositivo fijo con interfaz serie WiFi (Figura 3), un dispositivo fijo con interfaz serie PLC (Figura 4), un dispositivo fijo con interfaz serie Ethernet (Figura 5), u otras implementaciones posibles, como por ejemplo utilizando una radio ZigBee como interfaz de comunicación serie (Figura 6). En todos estos casos se puede observar una arquitectura prácticamente idéntica, existiendo siempre un elemento donde reside el software de control y la inteligencia del sistema, una pasarela de comunicaciones NFC -interfaz serie y un dispositivo NFC, que puede ser activo o pasivo. La única diferencia es la posible existencia de equipos intermedios en función de la tecnología utilizada, como en el caso de utilizar una interfaz WiFi, donde es necesario el uso de un Punto de Acceso inalámbrico, un módem PLC en el caso de implementar la interfaz serie de la pasarela mediante tecnología PLC o un switch Ethernet en el caso de utilizar una interfaz serie Ethernet.
Asociado a la implementación portable del aparato con interfaz serie Bluetooth, existe un método de uso especialmente relevante, el relativo a la extensión del uso de la tecnología NFC a las tabletas digitales. El aparato descrito en esta invención permite un uso más natural de la tableta digital ya que se puede interactuar con dispositivos NFC (terminales o etiquetas) sin tener que acercar la tableta a los mismos.
Además de constituir una pasarela NFC, el aparato descrito en esta invención, en su versión portable, dispone de un puntero táctil que permite la interacción con la pantalla capacitiva de la tableta digital. De esta manera, el usuario va indicando a la tableta digital la acción concreta a realizar, configurando la pasarela de comunicaciones mediante el envío de los comandos apropiados desde la tableta. Así, la primera acción de este modo de uso sería seleccionar en la aplicación de control, que se ejecuta en la tableta, una acción de lectura o escritura de una etiqueta NFC (Figura 7), momento en el cual envía los comandos de configuración del chipset NFC a través de la conexión Bluetooth, activando la radio del aparato. En ese momento, el usuario acerca el aparato a la etiqueta NFC y procede a realizar la acción de leer o escribir la etiqueta NFC (Figura 8). Toda la información recogida de la etiquita se envía por la interfaz Bluetooth a la aplicación de control.
La Figura 9 detalla los diferentes pasos del método de uso, desde que el usuario activa el software de control en la tableta digital, hasta que dicho dispositivo adquiere la información y la interpreta y procesa.
El aparato que integra la pasarela de comunicaciones NFC dispone de un encapsulado que integra la electrónica y la circuiteria del sistema tal y como se muestra en la Figura 10. La electrónica deberá hacer compatible la tecnología NFC con la interfaz de comunicaciones serie seleccionada, adaptando los niveles eléctricos de los respectivos puertos de comunicación serie.
Con respecto a las posibles implementaciones de la interfaz de comunicaciones serie del aparato descrito en esta invención, se procede a pormenorizar una de sus variantes, que es la que integra el dispositivo portable con interfaz serie Bluetooth.
El dispositivo portable se compone de varios bloques funcionales:
•
Puntero para pantalla capacitiva.
•
Etapa de antena.
•
Etapa de control NFC.
•
Etapa de suministro de energía y carga de batería.
•
Circuito transmisor Bluetooth.
Cabe destacar que en los bloques funcionales no existe ningún microcontrolador que gestione las comunicaciones entre el chipset NFC y la interfaz serie Bluetooth o que genere los comandos de configuración del chipset NFC. Estas funciones serán ejecutadas por el propio dispos~ivo que haga uso de la pasarela, como la tableta digitalizadora mostrada anteriormente.
A continuación, se realiza la descripción detallada de los diferentes bloques del dispositivo para facilitar la comprensión global de la invención, conociendo las funcionalidades y características de cada uno de los subsistemas que integra:
•
Puntero para pantalla capacitiva: La invención posee una punta cubierta omni-direccional de silicona, para emular perfectamente el tacto de un dedo que facilita la escritura sobre pantallas capadivas tanto para personas diestras como para personas zurdas. Esta punta evita tener las pantallas sucias de huellas a consecuencia de un uso directo con los dedos.
•
Etapa de antena: En la invención se ha utilizado una antena de montaje superficial de tipo ferrita bobinada. Este bloque circu~al está
constituido por la antena y el circuito de adaptación de transmisión y recepción. En la Figura 11 podemos ver la antena (ANT) conectada al circuito de adaptación para transmisión (circuno formado por C1, C2, C3, C4, C5, C6, L 1 Y L2) Y para recepción (circuno formado por R3, R4, C7 y CS). Se escoge esta tecnología de antena debido a que sus reducidas dimensiones hacen posible disminuir en gran medida las dimensiones del circuito electrónico.
•
Etapa de control N FC: Este bloque circuital está basado en un circuito integrado controlador de comunicaciones NFC. En la Figura 12 se puede ver el esquema eléctrico que describe este bloque funcional de la invención y el circuito oscilador que produce la señal de reloj que utiliza el chipset para generar una portadora de 13,56MHz sobre la cual modular la información.
•
Etapa de suministro de energía y carga de batería: Forma parte de esta invención un circuito de carga de la batería con protección frente a cortocircuitos y protección en temperatura. Se ha diseñado el circuito para que el proceso de carga de la batería se inhabil~e si la temperatura ambiente está por debajo de Q2C o si está por encima de 45°C. En la Figura 13 se puede ver el esquema eléctrico que describe este bloque funcional de la invención. Este bloque circu~al está basado en un dispositivo supervisor de carga que proporciona una salida regulada de 4.2V para la carga de la bateria de Polímero de Litio. Además, posee un conector microUSB (J1) por medio del cual, el circuito de carga se conecta a un cargador externo o a un puerto USB con salida alimentada de +5VDC. El circuito posee un LED (D1) indicador de carga de la batería. Mientras se está cargando la batería, este LED se ilumina y cuando la batería está cargada este LEO se apaga.
En el circuito se ha incluido un interruptor (SW1) para cortar la corriente procedente de la batería del resto del circuito y así, por un lado, tener la funcionalidad de ON-OFF de todo el circuito y, por otro lado, reducir la resistencia parásita que contribuye a la descarga de la batería y con ello a una reducción de la autonomía del dispositivo.
En la Figura 14 se puede ver el esquema eléctrico del circuito utilizado para proporcionar los 3V3 con los que se alimenta el bloque circuital basado en el controlador de comunicaciones NFC y el circuito transmisor Bluetooth. Se utiliza un circuito integrado que es un convertidor 'Buck-Boost'. Se ha elegido un circuito capaz de hacer '80051in9' para poder mantener una salida de 3V3 aun cuando la tensión de carga de la batería tiene niveles comprendidos entre 3.3V y 3.0V y de esta forma poder aumentar la autonomía del sistema. Se ha incluido un LEO en este circuito que se ilumina cuando se aplican los 3V3 al sistema tras accionar el interruptor.
El sistema se ha dimensionado con una batería de Polímero de Litio de 550mAh de capacidad.
Se ha diseñado un componente batería que integra la celda de Polímero de Litio de 550mAh y un circuito de protección frente a cortocircuitos y frente a sobrecarga y descarga de la batería. Este circuito corta el suministro de corriente cuando la tensión de la batería cae por debajo de 3.0V.
Este bloque circun al se ha diseñado para que una vez descargada la batería, simultáneamente sea capaz de cargar la batería al mismo tiempo que suministrar la corriente necesaria para mantener el funcionamiento del sistema.
• Circuito transmisor Bluetooth: Por úhimo, en la Figura 15, se puede observar el bloque circuital que integra el transmisor/receptor Bluetooth con las conexiones hacia los puertos serie del chipset NFC, de forma que exista comunicación Full-Dúplex y a la antena.
BREVE DESCRIPCiÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción anterior, y con objeto de ayudar a una mejor comprensión del diseño y funcionamiento del aparato y sistema basados en una pasarela de comunicaciones que interconecta una interfaz radio NFC mediante una interfaz serie a un segundo dispositivo que integra la inteligencia del sistema, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, unas figuras, esquemas y diagramas donde con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:
La Figura 1 muestra un esquema con los elementos funcionales de la variante del sistema que hace uso de la versión portable del aparato, un software de control instalado en una tableta digital, una interfaz Bluetooth y una etiqueta pasiva NFC, de forma que el aparato funciona en modo lectura/escritura.
La Figura 2 muestra un esquema con los elementos funcionales de la variante del sistema que hace uso de la versión portable del aparato, un software de control instalado en una tableta digital, una interfaz Bluetooth y un dispositivo activo NFC, de forma que el aparato funciona en modo card emulation o peer-lo-peer.
La Figura 3 muestra un esquema con los elementos funcionales de la variante del sistema que hace uso de la versión fija del aparato, un software de control instalado en una ordenador o servidor, una interfaz serie WiFi y una etiqueta pasiva o un dispositivo activo NFC, de forma que el aparato funciona en modo lectura/escritura o card emufation y peer-to-peer, respectivamente.
La Figura 4 muestra un esquema con los elementos funcionales de la variante del sistema que hace uso de la versión fija del aparato, un software de control instalado en una ordenador o servidor, una interfaz serie PLC y una etiqueta pasiva o un dispositivo activo NFC, de forma que el aparato funciona en modo lectura/escritura o card emulation y peer-to-peer, respectivamente.
La Figura 5 muestra un esquema con los elementos funcionales de la variante del sistema que hace uso de la versión fija del aparato, un software de control instalado en una ordenador o servidor, una interfaz serie Ethernet y una etiqueta pasiva o un dispositivo activo NFC, de forma que el aparato funciona en modo lectura/escritura o card emulation y peer-to-peer, respectivamente.
La Figura 6 muestra un esquema con los elementos funcionales de la variante del sistema que hace uso de la versión fija del aparato, un software de control instalado en una ordenador o servidor, una interfaz serie ZigBee y una etiqueta pasiva o un dispositivo activo NFC, de forma que el aparato funciona en modo lectura/escritura o card emulation y peer-to-peer, respectivamente.
La Figura 7 muestra una de las acciones asociadas al uso del aparato portable, en concreto cuando el usuario indica al software de control presente en una
tableta digital, que configure el aparato para leer/escribir, entrar en modo peer-topeer o en modo card emulation mediante la interacción de la punta de silicona con la pantalla capacitiva de la tableta digital.
5 La Figura 8 muestra otra de las acciones asociadas al uso del aparato portable, en concreto cuando el usuario acerca el aparato configurado al dispositivo NFC para que se inicie la comunicación sobre la interlaz NFC.
La Figura 9 muestra un diagrama de flujo general con las acciones asociadas 10 al uso del aparato y el sistema propuesto.
La Figura 10 muestra una vista en planta y en perfil de una realización portable del aparato que integra la pasarela de comunicaciones con el encapsulado, la punta de silicona y el circuito integrado dentro del encapsulado.
La Figura 11 muestra el esquema del circuito del subsistema de la antena y el circuno de adaptación de transmisión y recepción.
La Figura 12 muestra el bloque circuital que integra el chipset de 20 comunicaciones NFC y el circuito que genera la señal de reloj que se utiliza para conformar la portadora de la señal N Fe.
La Figura 13 muestra el bloque circuital que integra la etapa de suministro de energía y carga de batería.
25 La Figura 14 muestra el esquema eléctrico del circuito utilizado para proporcionar la tensión de alimentación del sistema.
La Figura 15 muestra el bloque circuital que integra el transmisor/receptor 30 Bluetooth .
DESCRIPCiÓN DE UNA REALIZACiÓN PREFERIDA
En la descripción de una realización preferida que sigue, la terminología "WiFi" hace 35 referencia a la familia de estándares de comunicaciones IEEE 802.11, que se integran dentro de la pasarela de comunicaciones NFC como interfaz de comunicación serie. La
terminología "ZigBee" hace referencia a la familia de estándares de comunicaciones IEEE 802.15.4, que se in1egran dentro de la pasarela de comunicaciones NFC como intertaz de comunicación serie. La terminología "PLC" hace referencia a la tecnología Power Une Communications y a las familias de estándares de comunicaciones IEEE 1901 Y las
5 recomendaciones de la ITU-T G.9960 y G.9961 (G.hn/Home Grid), que se integran dentro de la pasarela de comunicaciones NFC como interfaz de comunicación serie. La terminología "Ethernet" hace referencia a la familia de estándares de comunicaciones IEEE 802.3, que se integran dentro de la pasarela de comunicaciones NFC como interfaz de comunicación serie.
La Figura 1 muestra un esquema con los elementos funcionales de la variante del sistema que hace uso de la versión portable del aparato (103) que integra la pasarela de comunicaciones NFC, un software de control instalado en una tableta digital (101), embebido en una aplicación informática que se encarga de enviar los comandos de
15 configuración del chipset NFC y que realiza algún tipo de procesamiento de la información que recibe a través de la interfaz de comunicaciones Bluetooth de la tableta, una pasarela con intertaz Bluetooth y una etiqueta pasiva NFC (105), de lorma que el aparato funciona en modo lectura/escr~ura. También se puede observar tanto el canal de comunicación NFC (104), como el canal de comunicación Bluetooth (102).
20 La Figura 2 muestra un esquema con los elementos funcionales de la variante del sistema que hace uso de la versión portable del aparato (203) que integra la pasarela de comunicaciones NFC, un software de control instalado en una tableta digital (201 ), embebido en una aplicación informática que se encarga de enviar los comandos de
25 configuración del chipset NFC y que realiza algún tipo de procesamiento de la información que recibe a través de la interfaz de comunicaciones Bluetooth de la tableta, una pasarela con interfaz Bluetooth y un dispositivo activo NFC (205), de forma que el aparato funciona en modo card emulation o peer-to-peer. También se puede observar tanto el canal de comunicación NFC (204), como el canal de comunicación Bluetooth (202).
30 La Figura 3 muestra un esquema con los elementos funcionales de la variante del sistema que hace uso de la versión fija del aparato (305), un software de control instalado en un ordenador o servidor (301 ), una interfaz serie WiFi (306) y una etiqueta pasiva (311) o un dispositivo activo NFC (310), de forma que el aparato funciona en modo lectura/escritura o
35 card emulation y peer-to-peer, respectivamente. En este esquema, se representan los bloques principales del el aparato, que integra un chipset W iFi que implementa la interfaz
serie WiFi (306), un chipset NFC (307) que implementa la intertaz NFC y un sistema radiante NFC (308) sintonizado a la frecuencia de resonancia de 13,56MHz. En este
esquema, también aparece el punto de acceso inalámbrico WiFi (303) al que se asocia el aparato y se puede observar tanto el canal de comunicación NFC (309), como el canal de comunicación WiFi (304), así como la comunicación Ethernet (302) entre el punto de acceso
inalámbrico (303) y el ordenador o servidor (301) donde se aloja el software de control.
La Figura 4 muestra un esquema con los elementos funcionales de la variante del sistema que hace uso de la versión fija del aparato (405), un software de control instalado en un
ordenador o servidor (401). una intertaz serie PLC (406) y una etiqueta pasiva (411) o un
dispositivo activo NFC (410), de forma que el aparato funciona en modo lectura/escritura o card emulation y peer-to-peer, respectivamente. En este esquema, se representan los bloques principales del el aparato, que integra un chipset PLC que implementa la interfaz
serie PLC (406), un chipset NFC (407) que implementa la intertaz NFC y un sistema radiante
NFC (408) sintonizado a la frecuencia de resonancia de 13,56MHz. En este esquema, también aparece un módem PLC (403) al que se asocia el aparato y se puede observar
tanto el canal de comunicación NFC (409). como el canal de comunicación PLC (404), así
como la comunicación Ethernet (402) entre el módem PLC (403) y el ordenador o servidor
(401) donde se aloja el software de control.
La Figura 5 muestra un esquema con los elementos funcionales de la variante del sistema que hace uso de la versión fija del aparato (505), un software de control instalado en una
ordenador o servidor (501), una intertaz serie Ethernet (506) y una etiqueta pasiva (511) o
un dispositivo activo NFC (510), de forma que el aparato funciona en modo lectura/escritura
o card emulation y peer-to-peer, respectivamente. En este esquema, se representan los bloques principales del el aparato, que integra un chipset Ethernet que implementa la
intertaz serie Ethernet (506), un chipset NFC (507) que implementa la intertaz NFC y un
sistema radiante NFC (508) sintonizado a la frecuencia de resonancia de 13,56MHz. En este
esq uema, también aparece un switch Ethernet (503) al que se conecta el aparato y se
puede observar tanto el canal de comunicación NFC (509), como el canal de comunicación
Ethernet (504), así como la comunicación Ethernet (502) entre el switch Ethernet (503) yel
ordenador o servidor (501) donde se aloja el software de control.
La Figura 6 muestra un esquema con los elementos funcionales de la variante del sistema que hace uso de la versión fija del aparato (605), un software de control instalado en un
ordenador o servidor (601), una intertaz serie ZigBee (606) y una etiqueta pasiva (611) o un dispositivo activo NFC (610), de forma que el aparato funciona en modo lectura/escritura o card emulation y peer-to-peer, respectivamente. En este esquema, se representan los bloques principales del el aparato, que integra un chipset ZigBee que implementa la interfaz serie ZigBee (606), un chipset NFC que implementa la intertaz NFC (607) y un sistema radiante NFC sintonizado a la frecuencia de resonancia de 13,56MHz (608). En este esquema, también aparece un coordinador (ZC) o un emutador Zigbee (ZR) (603) al que se asocia el aparato y se puede observar tanto el canal de comunicación NFC (609), como el canal de comunicación ZigBee (604), así como la comunicación Ethernet (602) entre el coordinador (ZC) o emutador ZigBee (ZR) (603) y el ordenador o servidor (601) donde se aloja el software de control.
La Figura 7 muestra una de las acciones asociadas al uso del aparato portable, en concreto cuando el usuario indica al software de control embebido en una aplicación para tableta digital (701), que configure el aparato (703) para leer/escribir, entrar en modo peer-to-peero en modo card emufation mediante la interacción de la punta de silicona con la pantalla capacitiva de la tableta. El usuario actúa con la punta de silicona sobre uno de los iconos gráficos de la pantalla de la tableta y ésta genera el envío de los comandos de configuración del chipset NFC a través de la interfaz Bluetooth.
La Figura 8 muestra otra de las acciones asociadas al uso del aparato (803) portable, en concreto cuando el usuario acerca el aparato configurado al dispositivo NFC para que se inicie la comunicación sobre la interfaz NFC (802). En este caso, se representa la lectura o escritura de una etiqueta NFC pasiva. Así, el usuario acerca el aparato estando ya activa la radio NFC, con la portadora correctamente modulada a la frecuencia de 13,56MHz, para inducir la energía en la espira de la etiqueta y transferirle la energía necesaria para transmitir la información que contiene.
La Figura 9 muestra un diagrama de flujo general con las acciones asociadas al uso del apara10 y el sistema propuesto, de manera que el usuario inicia (901) el sistema de control, indica (902) al sistema de control que active la interfaz de radio NFC, tras lo que el sistema de control envía (903) a través de la interfaz serie los mensajes de control NFC a la pasarela de comunicaciones, tras lo que la interfaz de comunicación serie de la pasarela de comunicaciones envía (904) al chipset NFC los comandos de configuración, de manera que el usuario acerca (905) el aparato al dispositivo NFC que quiere leer o escribir, y el aparato adquiere (906) la información o la confirmación de escritura tras lo que la interfaz de radio NFC envía (907) a la interfaz de comunicación serie la información de la pasarela, de modo
que la pasarela envía (908) al sistema de control la información del dispositivo NFC a través de la intertaz serie para que, finalmente, el sistema de control interprete (909) la información. La Figura 10 muestra sendas vistas en planta y alzado de una realización portable del apara10 que integra la pasarela de comunicaciones con una propuesta ergonómica de
5 encapsulado (para que sea fácilmente usable por el usuario), la punta de silicona (1003) y el circu~o integrado s~uado dentro del encapsulado (se ha representado una versión con transparencia para una mejor comprensión), donde es posible reconocer el chipset NFC (t001) y el chipset Bluetooth (1002).
10 La Figura 11 muestra el esquema del circuito del subsistema de la antena y el circuito de adaptación de transmisión y recepción, donde es posible ver la antena (ANT) conectada al circuito de adaptación para transmisión (circuito formado por C1, C2, C3, C4, C5, C6, L 1 Y L2) Y para recepción (circu~o formado por R3, R4, Cl y CS) en la banda de 13,56MHz. La Figura 12 muestra el bloque circuital que integra el chipset de comunicaciones NFC y el
15 circuito que genera la señal de reloj que se utiliza para conformar la portadora de la señal NFC. Esta señal de referencia se utiliza como señal de sistema y para generar la frecuencia fundamental de la portadora a 13,56MHz.
La Figura 13 muestra el bloque circuital que integra la etapa de suministro de energía y
20 carga de batería. Está basado en un dispositivo supervisor de carga que proporciona una salida regulada de 4.2V para la carga de la batería de Polímero de Litio. Además, posee un conector microUSB (J1 ), por medio del cual, el circuito de carga se conecta a un cargador externo o a un puerto USB con salida alimentada de +5VDC. El circu~o posee un LED (DI ) indicador de carga de la batería y un interruptor (SW1) para cortar la corriente procedente de
25 la batería del resto del circuito.
La Figura 14 muestra el esquema eléctrico del circuito utilizado para proporcionar la tensión de alimentación del sistema, que utiliza un circuito integrado convertidor 'Buck-Boost' capaz de hacer 'Boosting' para poder mantener una salida de 3V3, aun cuando la tensión de carga
30 de la batería tiene niveles comprendidos entre 3.3V y 3.0V, y de esta forma poder aumentar la autonomía del sistema.
La Figura 15 muestra el bloque circuital que integra el transmisor/receptor Bluetooth con las interfaces serie, que se comunican con el chipset NFC a los terminales HSU_TX y HSU_ RX
35 y el puerto de antena que se conecta a la antena que lleva integrada el chipset.
Los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos serán susceptibles de variación siempre y cuando no alteren la esencialidad del invento.
Los términos en los que se ha descrito esta memoria deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no limitativo.

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES
    J. Sistema de comunicaciones entre una interfaz radio NFC y un segundo dispositivo, tal como una tableta digital, (Tablet PC) , un teléfono móvil inteligente, un ordenador personal o a cualquier dispositivo capaz de integrar la inteligencia del sistema, caracterizado porque en el mismo participa un aparato que define la pasarela de comunicaciones entre la interfaz radio NFC y el segundo dispositivo, aparato materializado en una interfaz de comunicación serie, dotado de medios de comunicación directa de la salida de la interfaz serie a la entrada de un chipset NFC que implementa la interfaz radio NFC, consistiendo esos medios de comunicación en un circuito oscilador que produce una señal de reloj que utiliza el chipset para generar una portadora de 13,56MHz sobre la cual modular la información.
  2. 2.
    Sistema de comunicaciones entre una interfaz radio NFC y un segundo dispositivo, según reivindicación 1 i!, caracterizado porque la interfaz serie se implementa mediante una radio Bluetooth (IEEE 802.15.1).
  3. 3.
    Sistema de comunicaciones entre una interfaz radio NFC y un segundo dispositivo, según reivindicación 1 i!, caracterizado porque la interfaz serie se implementa mediante una radio ZigBee (IEEE 802.15.4).
  4. 4.
    Sistema de comunicaciones entre una interfaz radio NFC y un segundo dispositivo, según reivindicación 1 i!, caracterizado porque la interfaz serie se implementa mediante una radio WiFi (IEEE 802.11).
  5. 5.
    Sistema de comunicaciones entre una interfaz radio NFC y un segundo dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aparato presenta un carácter portable.
  6. 6.
    Sistema de comunicaciones entre una interfaz radio NFC y un segundo dispositivo,
    según reivindicación 1 i!, caracterizado porque la interfaz serie se implementa mediante una inlerfaz Ethernel (IEEE 802.3).
  7. 7.
    Sistema de comunicaciones entre una interfaz radio NFC y un segundo dispositivo, según reivindicación 1 i!, caracterizado porque la interfaz serie se implementa mediante una interfaz PLC (IEEE 1901 o ITU G.hn).
  8. 8.
    Sistema de comunicaciones entre una interfaz radio NFC y un segundo dispositivo, según reivindicación 2i!, caracterizado porque el aparato que define la pasarela de comunicaciones comprende un Puntero para pantalla capacitiva, una etapa de antena,
    5 una etapa de control NFC, una etapa de suministro de energía y carga de batería, y un circuito transmisor Bluetooth.
  9. 9. Sistema de comunicaciones entre una interfaz radio NFC y un segundo dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el mismo
    lOse emplea una interfaz natural de escritura, en una tableta digital o teléfono inteligente (smartphone) que consiste en utilizar una punta de silicona que interactúa con el software de control del sistema localizado en una tableta digital, (Tablet PC), un teléfono móvil inteligente o un ordenador personal a través de la pantalla capacitiva.
    15 10. Procedimiento para la utilización del sistema de reivindicación 1i!, caracterizado porque en el mismo se configura la radio NFC en modo lectura o escritura, enviando los comandos pertinentes a través del inter1az serie, el cual recibe los comandos de activación y gestión de la interfaz radio NFC enviados por el dispositivo que integra la inteligencia del sistema ya sea una tableta digital, (Tablet PC), un teléfono móvil
    20 inteligente o un ordenador personal.
  10. 11. Procedimiento para la utilización del sistema de reivindicación , caracterizado porque se define un método de activación automática de la pasarela de comunicaciones, de forma que una vez iniciado el proceso de lectura o escritura el 25 sistema de control se procede al envío automático de comandos de lectura o escritura al chipset NFC, de modo que, el software de control presente en el dispositivo que integra la inteligencia del sistema envía un nuevo comando de lectura o escritura al chipset NFC a través del interfaz serie en cuanto recibe correctamente la lectura de la interfaz NFC o la confirmación de escritura en cuanto acaba la comunicación con otro
    30 dispositivo NFC.
  11. 12. Procedimiento para la utilización del sistema de reivindicación 1i!, caracterizado porque se define un método de activación automática de la pasarela de comunicaciones iniciado por el usuario mediante la interacción con el sistema que integra la inteligencia
    35 del sistema, de forma que una vez iniciado el proceso de lectura o escritura, el sistema de control inicia el envío automático de comandos de lectura o escritura al chipset NFC,
    ,.
    de modo que el software de control presente en el dispositivo que integra la inteligencia del sistema envía un nuevo comando de lectura o escritura al chipset NFC a través del interfaz serie en cuanto recibe correctamente la lectura de la interfaz NFC o la confirmación de escritura en cuanto acaba la comunicación con otro dispositivo NFC.
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