[发明专利]一种优化能量采集及实现小尺寸天线的NFC通信系统及方法

摘要

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种优化能量采集及实现小尺寸天线的NFC通信系统及方法。一种优化能量采集及实现小尺寸天线的NFC通信系统，所述系统包括一提供交变磁场的NFC读写器接口及一接收交变磁场用于自身充电的NFC标签接口。本发明的有益效果：本发明可大大提高NFC通信接口的无线能量传输效率，为带有NFC标签接口的装置提供大量电能。这些额外的电能将允许装置提供更多的功能，更高的性能，更好的用户体验。同时，本发明允许NFC通信接口使用小型天线而不会影响到NFC通信性能。小型天线使设备开发变得非常灵活，大大降低了NFC系统的开发难度。本发明大大扩展了NFC通信接口在当前及未来数年内的应用范围。

主权项

1.一种优化能量采集及实现小尺寸天线的NFC通信方法，其特征在于，所述方法包括NFC读写器接口控制步骤及NFC标签接口控制步骤；所述NFC标签接口控制步骤包括：A)所述NFC标签接口模拟前端在上电复位后设置为标签接口高Q值模式，并持续检测NFC读写器接口发射的13.56Mhz载波信号是否存在；B)若所述NFC标签接口检测到13.56Mhz载波信号并处于标签接口高Q模式时，则测量接收的载波信号的强度是否大于At2,若大于则闭合稳压整流电路内的开关，使负载接入电路开始能量采集，否则则断开该开关禁止能量采集，并切换至标签接口低Q值模式，所述At2大于负载接入电路不会影响通信性能的信号强度；若所述NFC标签接口检测到13.56Mhz载波信号并处于标签接口低Q模式时，则测量接收的载波信号的强度是否大于At1,若大于则闭合稳压整流电路内的开关，使负载接入电路开始能量采集并切换至标签接口高Q值模式，否则则断开该开关禁止能量采集，所述At1大于负载接入电路不会影响通信性能的信号强度，并且At1大于At2；C)所述NFC标签接口在检测信号强度后，检测载波上是否存在由NFC读写器接口调制的信号，若不存在则保持当前模式，并循环执行载波检测、信号强度检测、负载接入控制和调制信号检测步骤，并根据结果选择谐振环路工作模式；若所述NFC标签接口检测到载波上存在由NFC读写器接口调制的信号，则立即切换到标签接口低Q值模式进行接收；D)所述NFC标签接口在接收完NFC读写器接口发送的调制信号后，立即切换为标签接口高Q值模式，并在t1时间内使用负载调制发送应答信息，其中t1小于NFC标准中规定的NFC读写器接口发送信息和NFC标签接口发送应答信息的最大时间间隔；E)所述NFC标签接口在发送完应答信息后，返回载波检测步骤，并循环执行载波检测、信号强度检测、负载接入控制和调制信号检测步骤，并根据结果选择谐振环路工作模式；所述NFC读写器控制步骤包括：a)上电复位后，设置为读写器接口高Q值模式，发送13.56Mhz载波信号为附近的NFC标签接口提供能量；b)在发送载波信号t2时间后，若NFC读写器接口有数据可以发送，则切换至读写器接口低Q值模式，并在t7时间后开始调制载波发送数据，其中t2大于NFC标准中规定的载波开启与首次载波调制之间的最小时间间隔，t7为模式切换后载波幅度达到稳定幅度90‑110％所需时间；c)所述NFC读写器接口在发送完成后返回读写器接口高Q值模式，并等待t3时间，若检测到NFC标签接口的应答信息，则接收该应答信息，其中t3大于NFC标准中规定的NFC读写器接口发送信息与随后NFC标签接口发送应答信息之间的最大时间间隔；d)若NFC读写器接口在发送信息后的t3时间内未检测到有NFC标签接口的应答信息，则NFC读写器接口尝试按原调制方式重新发送、使用另一种调制方式重新发送，或停止载波发送；若NFC读写器接口接收到标签接口的应答信息，则在t6时间后切换至读写器接口低Q值模式发送下一条信息，t6大于NFC标准中规定的NFC标签接口发送应答信息与NFC读写器接口发送下一条信息之间的最大时间间隔；若NFC读写器接口未检测到有NFC标签接口的应答信息，并在尝试过所有调制方式、耗尽所有重试次数后，认为附近没有NFC标签接口，并停止载波发送以节约能量；e)NFC读写器接口在停止载波发送后可于t4时间后再次发送载波信号并重新发送数据，t4根据允许的NFC标签接口探测延时和NFC读写器接口允许的探测功耗决定，t4的取值在100毫秒至1秒之间。