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    关键词:NFC;Android;主控芯片;读写数据
    中图分类号:TP368.1 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)16-0020-01
    NFC技术由非接触式射频识别(RFID)演变而来,全称为近场通信(Near Field Communication)。它是一种短距高频的无线电技术,通常在13.56MHz频率下运行,有效距离小于10厘米,其传输速度较快。支持NFC的设备可以在主动或被动模式下交换数据。NFC技术有三种工作模式,分别是读写模式、点对点模式、卡模拟模式,本设计应用读写模式交换数据,将手机天线靠近NFC标签卡时即可完成数据读写过程,方便高效。
    1 数据记录标签设计方案
    图1中即为NFC数据记录标签系统的总体功能框图。
    2 硬件设计
    硬件部分主要包括MCU、传感器、NFC芯片和电源模块。
    2.1 主控芯片
    主控芯片是控制整个硬件系统运作的核心,本系统选用一MSP430G2553单片机,该系列型号的单片机具有低功耗、高性能的特点,丰富的I/O口可供适用,适用于NFC标签系统的开发。
    2.2 NFC芯片
    NFC芯片选用M24LR16E型号,该芯片功能齐全,完全符合本系统设计需要,具有2个I2C通讯的数据接口和单片机进行通信,AC0,AC1是用来连接外部天线线圈,RFWIP/BUSY管脚则是用来控制读写进程,有效防止数据冲突的问题。NFC芯片具有保存数据的功能,记录数据时,单片机将获取到的传感器信息通过IO口发送至NFC芯片,保存在芯片的存储扇区内,手机端打开NFC功能后,可以实时读取传感器检测的环境数据,如温度、湿度等。
    2.3 传感器
    温湿度传感器选用SHT11型号,该传感器测量精度和可靠性较高,且提供二线数字串行接口SCK和DATA,接口简单,使用方便。另外,测量精度可有编程调节,内置A/D转换器,同时具有尺寸较小的特点,使用于本设计标签尺寸较小的要求。
    3 软件设计
    软件设计主要包括安卓端APP的开发,实现读写NFC标签卡数据的功能。
    3.1 读取NFC芯片数据
    本设计中芯片需要使用NFCV协议的方式进行读写,因此接收NFC消息的Intent里要把NFCV添加到过滤器中。查看NFC芯片资料后,对芯片读操作为0x23,因此要将读取命令的第2个字节修改为0x23对应的byte字节。读操作中,可通过程序编程控制读取的扇区数,并将读取到的数值进行解析处理。
    3.2 置NFC芯片数据
    由于传感器精度可以通过编程控制,因此本设计可以根据不同用户的需求去配置传感器的量程和精度,即对NFC芯片进行写入操作。Android软件端的配置工作基本和读取时一致,对NFC芯片控制命令需修改为0x21,因为NFC芯片不支持多扇�^同时写入,所以写入时要以循环写入的方式写入多行数据,单片机检测到数据变化后,修改传感器量程和精度参数,进而得到个性化的传感器配置方式。
    4 结语
    整个数据交互过程中传感器检测到环境数据并发送至单片机,单片机对原始数据进行处理后形成完整的数据记录并按帧发送至NFC芯片保存起来,手机端再完成与NFC芯片的读写操作。经过多次开发和调试,最后能够满足本设计所有需求,能够完成既定工作,实现环境数据的监测和实时读取。可以说,本设计所采用的读取数据的方式安全迅速,方便快捷,是一种高效的获取数据方式。
    参考文献
    [1]陈淡宁.基于物联网的智能家居环境监测系统的研究[D].吉林大学,2014.
    [2]安逸.智能家居系统设计与实现[D].电子科技大学,2012.
    [3]黎花叶.基于Android平台的家居环境监测系统的设计与实现[D].广东工业大学,2016.
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