[发明专利]双频多协议多功能近场通信集成系统和应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双频多协议多功能近场通信集成系统和应用方法。

背景技术

近场通信也称为NFC(Near Field Communication)，是从无线射频识别（RFID）技术衍生出来的一种新型近距离感应通信技术。当前常规的NFC技术是采用13.56MHz（高频）谐振频率，通信协议符合ISO14443A/ISO14443B/ISO15693/SonyFelica这四种标准。在具有NFC功能的手机里，内置了NFC读卡芯片和感应天线，主要可以达到如下应用功能：如图1所示，手机内置高频NFC读卡芯片1通过SPI总线连接手机基带CPU处理器2，感应天线3连接NFC读卡芯片1，用户可以直接用手机近距离感应读取高频NFC标签4的信息；如图2所示，手机内置高频NFC读卡芯片1具有卡片模拟功能，即可以把NFC手机模拟成一张感应卡或者感应标签，可以被任何的NFC读取设备5（包括NFC手机）来读取；如图3所示，两台NFC设备6（包括NFC手机）之间可以直接进行点对点通信，以便互相交换信息和数据。

当前支持NFC功能的手机越来越多，包括三星、NOKIA、谷歌、小米、OPPO、魅族、华为等。但苹果IPHONE手机由于种种原因尚未集成有NFC功能，苹果手机对于NFC功能的不支持，导致NFC应用很难被产业化批量应用，由于苹果手机拥有着很大份额的高端用户，而这些高端用户才是NFC功能的潜在使用者。

为了解决苹果手机不支持NFC的问题，目前已经开发出了专门配备苹果手机用的NFC智能保护套或者NFC耳机插孔附件，比如 iCarte、 Incipio、DeviceFidelity、Flomio 等公司开发的产品。但是上述产品所提供的解决方案都是基于接触式的方式把读取到的NFC数据信息传输到苹果手机，即通过USB接口或音频耳机插孔进行数据信息传输。这两种方式对于用户体验来说，其实不是最佳；如果通过USB接口，那么会导致保护套比手机要长约8-10mm，这个长度会导致保护套看起来比较“臃肿”，用户握在手上的感觉不佳；而如果是通过音频耳机插孔，导致使用更为不便，而且用户可能经常会忘记携带NFC附件而无法使用NFC功能。

目前市场上所有的NFC手机、NFC保护套和NFC音频耳机插孔附件均采用了标准的NFC规范，即谐振频率是高频，通信协议符合ISO14443A/B、ISO15693或者SonyFelica标准。然而，在当前全球整个RFID市场，除了广泛流行的高频RFID之外，125KHz/134.2KHz（低频）频率范围的RFID应用也是相当广泛，尤其是在门禁、考勤、动物识别（畜牧业）等领域。也就是说，当前的NFC规范还未能全面覆盖所有的RFID行业应用，导致NFC应用的缺陷。同时目前市场上所有的NFC手机、NFC保护套和NFC耳机插孔附件主要是默认工作在读卡器模式，如果要工作在卡片模式，其切换方式比较复杂，广大使用者无法自己进行设置，只有专业人士或者专业公司才有能力把NFC功能设置到卡片模式，极大限制了NFC应用的快速拓展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双频多协议多功能近场通信集成系统和应用方法，本集成系统克服了传统NFC应用的缺陷，覆盖RFID应用的频率范围，本方法拓展了NFC应用功能，方便读卡器模式与卡片模式之间的切换，极大提高了NFC应用功能的体验效果。

为解决上述技术问题，本发明双频多协议多功能近场通信集成系统包括高频 NFC读卡器芯片和第一感应天线，所述第一感应天线连接所述高频 NFC读卡器芯片的信号发射/接受端，本集成系统还包括ARM主控芯片、蓝牙模块、双界面智能卡芯片、第二感应天线、低频读卡器芯片、低频卡片模拟控制模块、天线切换模块和第三感应天线，所述ARM主控芯片分别与所述蓝牙模块、高频NFC读卡器芯片、双界面智能卡芯片、低频读卡器芯片和低频卡片模拟控制模块连接，所述第二感应天线连接所述双界面智能卡芯片的感应信号发射/接受端，所述第三感应天线连接所述天线切换模块的信号发射/接受端，所述天线切换模块分别连接所述低频读卡器芯片的射频发射端、低频卡片模拟控制模块的射频接受端和ARM主控芯片的射频控制端。

进一步，所述低频读卡器芯片和低频卡片模拟控制模块通过所述天线切换模块分别支持读卡器模式和卡片模式。

基于所述双频多协议多功能近场通信集成系统的近场通信应用方法包括如下步骤：

步骤一：高频NFC读卡器芯片通过第一感应天线直接感应读取高频NFC标签信息，高频 NFC标签信息由ARM主控芯片控制经蓝牙模块传输至智能终端；