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基于NFC技术控制的电子钱包设计

导读:NFC即近距离无线通信,是由恩智浦公司发起,由诺基亚、传世sf发布网索尼等着名厂商联合主推的一项无线技术---在单一芯片上结合感应式读卡器、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。

1 背景

NFC具有双向连接和识别的特点,工作于13.56MHz频率范围,作用距离接近10厘米。NFC技术在ISO 18092、ECMA 340和ETSI TS 102 190框架下推动标准化,同时也兼容应用广泛的ISO 14443 Type-A、B以及Felica标准非接触式智能卡。

PN544符合欧洲电信标准协会(ETSI)制定的最新NFC规范,能够为手机制造商和电信营运商提供完全兼容的平台,用以推出下一代NFC设备和服务:PN544完全兼容现已发布的所有通过单线协议(SWP) 连接SIM卡和主机控制器接口(HCI)的NFC规范。

PN65O即为PN544加上NXP的SmartMX安全模块,PN544和PN65O硬件PIN对PIN完全兼容。同时,PN65O / PN544还提供多种主机接口选择 ,确保手机制造商实现轻松集成High Speed UART、SPI、I2C,并支持多种RF接口协议:ISO14443A/B、ISO15693、MIFARE、Felica.此外,恩智浦与Gemalto、Oberthur Technologies和GieseckeDevrient等领先SIM卡制造商密切合作,以确保包括MIFARE技术在内的SWP接口的互通。

2 NFC电子钱包总体结构

2.1 NFC PN544/PN65O的结构框图

如下图1为NFC PN544/PN65O的结构框图。


图1 NFC PN544/PN65O硬件电路框图

2.2 PN544和PN65O优势特性

(1)小尺寸,便于进行尺寸优化

(2)低功耗

(3)电池关闭及低电量工作模式

(4)可选与平台无关的软件堆栈

(5)提供GPIO PORT 可供外部单元控制

(6)中断IRQ 可使外部控制单元的命令通讯更简易

(7)支持安全单元控制接口

(8)整合电源控制单元

3 关于NXP最新的NFC电子钱包解决方案

NFC最新传世私服发布网电子钱包功能是以手机为交易平台,由PN544 NFC控制器 (PN65O内置了安全模块)和安全模块两大部分实现移动支付及数据交换功能。

3.1 RF部分

NFC射频电路是由EMC滤波电路、匹配电路、接收电路、天线等四部分组成。

3.2 EMC电路

由于该系统是以13.56MHz的操作频率为基础。该频率由石英晶振产生。与此同时还会产生高阶谐波。为了符合内部电磁兼容性规则,13.56MHz的三次、五次及五次以上的高阶谐波必须适当的抑止。所以该EMC电路配置为一LC低通滤波器,用来滤除高次谐波。

3.3 天线匹配电路

由于天线线圈本身是一个低阻抗的设备,为了能够把NFC IC 送出的能量以最大化的传递给天线 ,所以在天线与NFC IC间须加一匹配电路。消除因不匹配而造成的信号反射形成的能量损失。

3.4接收电路

由R127,C118,R128,C119组成,芯片内部产生的Vmid电位作为RX管脚的输入电位,最新开的传世私服为减少扰动,需用电容将Vmid接地。Vmid的偏置电压可以增加Rx脚的电压驱动。图2 所示的为NFC射频接收电路。


图2 NFC射频部分电路

3.5 NFC与SIM卡安全模块接口电路

NFC IC带有SWP一线接口可以实现与SIM卡的数据通讯,其参考电路如下图3所示。


图3 NFC与SIM卡安全模块接口电路

4 PN65O/PN544 Demo Board 展示

关于PN65O/PN544 Demo Board 展示如图4 所示,如5为Android开发平台示意图。


图4:PN65O/PN544 Demo Board 示意图


图5:Android开发平台展示图

5 结语

本文的NXP实用的NFC电子钱包解决方案,以13.56MHz的操作频率为基础,以手机为交易平台 ,由NXP PN544 NFC控制器 (PN65O内置了安全模块)和安全模块两大部分实现移动支付及数据交换功能,为电子支付提供便捷、安全、超凡体验。

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