基于 NXP LPC824 NFC 方案

关键字 :NXPLPC824NFC

随着人们对家庭自动化功能的需求日益增长,他们更加迫切地需要安全的系统。NFC 具有通信建立时间短和非接触式点对点数据传输安全性高等特点,所以在 WiFi/BLE/ZigBee 等密钥配对应用场景下 NFC 配网具有先天优势。就以 ZigBee 配网为一个应用场景介绍:ZigBee 家庭自动化是一种功能强大而稳定的开放标准,能够满足家庭自动化的连接和应用需求。但是配网方式往往是 ZigBee 应用的一个痛点,而 NFC 技术就让设备加入网络和进行密钥交换的标准方法得以增强。使用连接到 ZigBee 设备的 NFC 标签,可以实现安全的信息传输,而不可能被恶意网络流量侦听器检测到。

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NFC 需要至少一个传输设备,和一个接收信号,一系列的设备可以使用 NFC 标准。NFC 使用的是电磁感应原理,有源 NFC 元件可以在无源元件中感应出电流和发送数据。这意味着无源设备不需要自己的电源,当 NFC 组件进入通信范围时,它们可以由有源 NFC 组件产生的电磁场提供动力。

NFC 标准目前有三种不同的工作模式:点对点、读写器和卡模拟。例如我们日常使用的手机,其 NFC 就是属于点对点的工作模式。WPI 开发的基于 NXP PN7120 Demo 板就可以可以搭配 LPC824 开发板使用实现 NFC 的功能,将网关的入网信息传输给设备,设备也同步将设备信息传输给网关实现配网。

 

一、PN7120 开发板功能

如下图所示,为基于 NXP LPC824 + NXP PN7120 NFC 解决方案的开发板功能框图,主要分成两部分,一部分是由 LPC824 组成的主控板,另外一部分是由 PN7120 组成的 NFC 控制板。板与板之间通过 I2C 接口进行通讯。
           

         


二、开发板可以实现的功能:

  1. 实现读写 NTAG 中指定位置和任意大小数据;
  2. 实现读写 MIFARE 卡中指定位置的数据;
  3. 实现读写 15693 卡中指定位置的数据;
  4. 通工作在 P2P 从机模式下读取手机端发送过来的数据,并通过串口打印出来;
  5. 工作在 P2P 主机模式向手机端发送一组 NDEF 数据,手机端可以通过“TagWriter”软件显示;

      read NTAG 如下图所示:

          

      read IC 卡如下图所示:

 
         

三、Demo 说明

  1. 把 Oscar-PN7120 I2C、VEN、IRQ 和供电端口连接到 LPC824 EVM 板上:SDA->P0-10 / SCL->P0-11 / VEN->P0-25 / IRQ->P0-24。
  1. 使用 mini USB 线把 Oscar-Lion 板子与电脑相连,为板子提供 5V 的电源。
  2. 线路连接好后如图 LPC824 + PN7120 板上电图,把 switch 开关拨到 ON 后,系统上电会马上进入初始化,初始化成功后 LCM 屏会显示公司 LOGO 和 LED 会正常闪烁。

         

 

  1. 测试工具:

           

 

四、Demo 板测试效果

  1. 在电脑上打开串口调试工具,选择相应的 COM 口并设置波特率为 115200。
  2. 卡的类型为 MIFARE,将卡靠近读卡区约  4cm,识别到卡的类型后 LCM 屏会显示卡的类型如 图3 刷 MIFARE 卡;当识别卡成功后,程序默认会先读取卡的第四个 sector 数据,再向卡的第四个 sector 写入指定的一组数据,最后再次读取卡的第四个 sector 数据,检查是否写入成功;所有读写操作的 NCI 指令都会通过 LOG 打印出来如 图 3.2 刷 MIFARE 卡 log

 
         


  1. 卡的类型为 15693,将卡靠近读卡区约6cm,识别卡的类型后 LCM 屏会显示卡的类型如 图 5 刷 15693 卡;当识别卡成功后,程序默认会先对卡的第 11 个 block 写入指定的一组数据,最后读取卡的第 11 个 block 数据,检查数据是否写入成功;所有读写操作的 NCI 指令都会通过 LOG 打印出来如 图 3.4 刷 15693 卡 log


         

 

  1. P2P 测试
  • 在 NFC 手机 打开“TagWriter”软件。
  • 当 DEMO 板为从机模式时,当 “NFC 手机” 靠近读卡区约 4cm,如 图 7 P2P 从机模式;当识别成功后,手机提示点击界面发送数据,如 图 3.7 P2P 从机模式,点击界面成功发送数据后,MCU 会收到一串网址数据并通过串口以 NCI 数据格式打印出来如 图 3.6 P2P 从机模式 log


         

  • 当 Demo 板为主机模式时,当 “NFC 手机” 靠近读卡区约 4cm,如 图 8 P2P 主机模式;当识别成功后,Demo 板通过 P2P 方式传给手机一组指定数据,手机通过“TagWriter”软件显示如 图 3.8 P2P 主机模式


         

 

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