近场通信NFC设备及其通信方法技术

本申请公开了一种NFC设备及其通信方法，属于通信技术领域。该设备包括：差分全桥驱动模块、第一直流驱动模块、线圈天线、NFC驱动控制器和应用处理器，所述NFC驱动控制器，与所述差分全桥驱动模块连接，用于控制所述差分全桥驱动模块输出交流驱动电压；所述第一直流驱动模块，用于输出第一直流驱动电压；应用处理器，与所述第一直流驱动模块连接，用于控制所述第一直流驱动模块的启用或关闭；所述线圈天线，分别与所述差分全桥驱动模块、所述第一直流驱动模块连接，用于基于所述交流驱动电压产生高频交变磁场、以及基于所述第一直流驱动电压产生第一方向的恒定磁场。生第一方向的恒定磁场。生第一方向的恒定磁场。

【技术实现步骤摘要】
近场通信NFC设备及其通信方法


[0001]本申请属于近场通信领域，具体涉及一种近场通信NFC设备及其通信方法。

技术介绍

[0002]近场通信(Near Field Communication，NFC)是一种基于13.56MHz的近场通信技术，是一种点对点近场通信功能，主要包括门禁卡、交通卡、考勤打卡、身份证等场景。
[0003]目前NFC设备的工作模式有读卡器模式和卡模拟模式，一般NFC设备，包括具有NFC读卡和/或卡模拟功能的电子设备、读卡器、卡模拟设备等，通过安装柔性电路板线圈天线或壳体顶部的天线的形式实现NFC天线功能，但不同机型位置差异较大，用户通常不清楚所使用的机型的NFC天线位置。并且在不同的场景下，读卡器载体形状不同、读卡器位置不醒目，用户难以准确找到刷卡位置并和NFC设备的NFC线圈对准。
[0004]同时作为近场通信技术，发射功率和特性会随着通信的两个NFC设备之间的距离增大或错位而变弱，需要对准才能刷卡成功，在用户没有对准位置的情况下会出现近场通信失败。

技术实现思路

[0005]本申请实施例的目的是提供一种NFC设备及其通信方法，能够解决NFC天线位置不对准导致近场通信失败的问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种近场通信NFC设备，包括：差分全桥驱动模块、第一直流驱动模块、线圈天线、NFC驱动控制器和应用处理器，
[0007]所述NFC驱动控制器，与所述差分全桥驱动模块连接，用于控制所述差分全桥驱动模块输出交流驱动电压；
[0008]所述第一直流驱动模块，用于输出第一直流驱动电压；
[0009]应用处理器，与所述第一直流驱动模块连接，用于控制所述第一直流驱动模块的启用或关闭；
[0010]所述线圈天线，分别与所述差分全桥驱动模块、所述第一直流驱动模块连接，用于基于所述交流驱动电压产生高频交变磁场、以及基于所述第一直流驱动电压产生第一方向的恒定磁场。
[0011]第二方面，本申请实施例提供了一种NFC设备的通信方法，应用于如上述第一方面所述的设备，所述方法包括：
[0012]在检测到外部磁场的情况下，通过所述应用处理器控制所述第一直流驱动模块启动以输出所述第一直流驱动电压；
[0013]所述线圈天线基于所述第一直流驱动电压产生第一恒定磁场；
[0014]通过所述线圈天线基于所述差分全桥驱动模块输出的交流驱动电压产生的高频交变磁场，执行所述NFC设备与所述外部磁场对应的第一NFC设备之间的数据收发。
[0015]在本申请实施例中，通过差分全桥驱动模块驱动线圈天线基于交流驱动信号生成
用于近场通信的高频交流磁场，通过第一直流驱动模块驱动线圈天线基于直流驱动信号生成用于磁吸的恒定磁场，从而可实现两个NFC设备在执行近场通信时，基于二者之间的恒定磁场产生磁吸力以吸引其中一个NFC设备放置到另一个NFC设备的最佳感应区域，将两个NFC设备准确且快速地对准，从而成功进行近场通信，提升读卡或卡模拟模式的工作效率。
附图说明
[0016]图1是本申请实施例的NFC设备的结构方框图。
[0017]图2是本申请第一实施例的NFC设备的电路结构图。
[0018]图3是本申请第一实施例的NFC设备的应用场景示意图。
[0019]图4是本申请第二实施例的NFC设备的电路结构图。
[0020]图5是实施例的NFC设备的通信方法流程图。
[0021]图6是本申请一个具体实施例的NFC设备的通信方法流程图。
[0022]图7是本申请另一个具体实施例的NFC设备的通信方法流程图。
[0023]图8是本申请又一实施例的NFC设备的通信方法流程图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0025]本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0026]下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的NFC设备及其通信方法进行详细地说明。
[0027]图1是本申请一个实施例的NFC设备的结构方框图，结合图1和图3，本申请实施例的NFC设备100包括：差分全桥驱动模块10、第一直流驱动模块20、线圈天线50、NFC驱动控制器30和应用处理器70，所述NFC驱动控制器30，与所述差分全桥驱动模块10连接，用于控制所述差分全桥驱动模块10输出交流驱动电压；所述第一直流驱动模块20，用于输出第一直流驱动电压；应用处理器70，与所述第一直流驱动模块20连接，用于控制所述第一直流驱动模块20的启用或关闭；所述线圈天线50，分别与所述差分全桥驱动模块10、所述第一直流驱动模块20连接，用于基于所述交流驱动电压产生高频交变磁场、以及基于所述第一直流驱动电压产生第一方向的恒定磁场。
[0028]在该实施例中，差分全桥驱动模块10由NFC设备的NFC芯片(IC)内置的驱动控制器30控制，NFC芯片(IC)为专用于近场通信的部件。在驱动控制器30控制启用差分全桥驱动模块10后生成交流驱动电压，提供至线圈天线50生成13.56MHz的高频交流磁场，从而可实现两个NFC设备，即读卡器设备和卡模拟设备之间的数据收发。
[0029]NFC设备可以是具备NFC点对点通信功能的电子设备，包括读卡器、具有读卡功能或卡模拟功能的移动终端等等。
[0030]第一直流驱动模块20可由不同于NFC驱动控制器30的应用处理器70控制，应用处理器70可以是NFC设备100的主处理器，独立于NFC IC。在应用处理器70启用第一直流驱动模块20后生成直流驱动电压，对应电流路径沿图示虚线箭头方向，提供至线圈天线50以生成恒定磁场，与对端通信的NFC设备生成的恒定磁场基于异性磁场相吸的原理，在两个NFC设备，即读卡器设备和卡模拟设备的NFC天线之间通过两个NFC设备的恒定磁场相互作用产生磁吸力，磁吸力吸引其一个NFC设备放置到另一个NFC设备的最佳感应区域，将两个NFC设备对准。
[0031]本申请实施例中，通过在一个NFC设备上设置直流驱动模块，向NFC天线提供，由此在需要近场通信时启动直流驱动源，即第一直流驱动模块进行直流偏置，产生恒定磁场，实现磁吸力把两个NFC设备磁吸对准，可成功进行近场通信，提升刷卡成功率。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近场通信NFC设备，其特征在于，包括：差分全桥驱动模块、第一直流驱动模块、线圈天线、NFC驱动控制器和应用处理器，所述NFC驱动控制器，与所述差分全桥驱动模块连接，用于控制所述差分全桥驱动模块输出交流驱动电压；所述第一直流驱动模块，用于输出第一直流驱动电压；应用处理器，与所述第一直流驱动模块连接，用于控制所述第一直流驱动模块的启用或关闭；所述线圈天线，分别与所述差分全桥驱动模块、所述第一直流驱动模块连接，用于基于所述交流驱动电压产生高频交变磁场、以及基于所述第一直流驱动电压产生第一方向的恒定磁场。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一直流驱动模块20包括第三开关单元，所述第三开关单元的第一端接入恒定电压，所述第三开关单元的第二端与所述线圈天线的第一端和第二端中任一个连接，所述第三开关单元的第三端与所述应用处理器连接；其中，所述应用处理器用于控制所述第三开关单元的导通和断开，所述线圈天线的一端与所述第三开关单元的第二端连接，所述线圈天线的另一端通过第二电感接地。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第三开关单元包括MOS或三极管。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：第二直流驱动模块和单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的动端通过第二电感接地，所述单刀双掷开关的第一固定端与所述线圈天线的一端连接，所述单刀双掷开关的第二固定端与所述线圈天线的另一端连接；所述第二直流驱动模块，用于输出第二直流驱动电压，并分别与所述应用处理器、所述线圈天线连接；所述应用处理器还用于控制所述第二直流驱动模块的启用或关闭；所述线圈天线基于所述第二直流驱动电压产生第二方向的恒定磁场，所述第一方向与所述第二方向相反。5.根据权利要求2至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述差分全桥驱动模块包括第一驱动模块和第一直流驱动模块；所述第一驱动模块包括：第一开关单元和第一匹配单元，所述第一开关单元的第一端接入第一恒定电压，所述第一开关单元的第二端与所述NFC驱动控制器连接，所述第一开关单元的第三端与所述第一匹配单元连接，用于交替导通和断开所述第一恒定电压和所述第一匹配单元，以产生第一交流驱动电压；所述第一匹配单元还与所述线圈天线的一端连接，以提供所述第一交流驱动电压至所述线圈天线；所述第一直流驱动模块包括：第二开关单元和第二匹配单元，所述第二开关单元的第一端接入第二恒定电压，所述第二开关单元的第二端与所述NFC驱动控制器连接，所述第二开关单元的第三端与所述第二匹配单元连接，用于交替导通和断开所述第二恒定电压和所述第二匹配单元，以产生第二交流驱动电压；所述第二匹配单元还与所述线圈天线的另一端连接，以提供所述第二交流驱动电压至所述线圈天线。6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，
所述第一开关单元包括第一开关管和第二开关管，所述第一匹配单元包括第三电感、第五电容、第六电容和第七电容；所述第一开关管的第一端接入所述第一恒定电压，所述第一开关管的第二端与所述NFC驱动控制器连接，所述第一开关管的第三端分别与所述第二开关管、所述第三电感连接；所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第三端、所述第三电感连接，所述第二开关管的第二端与所述NFC驱动控制器连接，所述第二开关管的第三端接地；所述第三电感的第一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志光，钟磊，
申请(专利权)人：维沃移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：