基于Android的NFC模块设计与实现

发布时间：2017-10-21 03:17

  本文关键词：基于Android的NFC模块设计与实现

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【摘要】：NFC(Near Field Communication)即近场通信,是一种标准化的近距离高频无线通信技术,其工作频率为13.56MHz。NFC允许两个电子设备在10cm以内相互传输数据,具有读写距离近、带宽高、能耗低等特点。随着智能移动终端的飞速发展,NFC技术也得到广泛应用。无线通信在日常生活中的地位越来越重要,手机的功能被开发得越发强大。在飞速发展的物联网时代,NFC模块与智能移动终端的结合将会大大提高社会生活的质量。目前NFC模块开发大多数集中在NXP(恩智浦公司)PN系列芯片上,采用NXP提供的NFC解决方案。同时多数手机的NFC功能并不完整,只实现了一种或者两种,卡模拟支持移动快捷支付功能也有待提高。为了促进技术多元化发展,推广NFC技术应用,开发一款基于其他公司系列芯片的可用于Android平台下的NFC模块具有实际意义。基于这个创作愿景,本文设计了一款小型化、高性能、易移植的NFC核心模块,可以将该模块方便地移植到预留接口的应用终端上,通用性较强。在此基础上,设计了一款NFC测试板,实现了NFC的三种基本功能:读卡器、卡模拟、点对点通信。本文首先介绍了NFC技术的研究背景与意义,分析了NFC通信系统架构以及国内外发展现状。然后对NFC模块进行需求分析,基于标准架构完成芯片选型、通信接口选择等硬件设计方案。通过对几种热门嵌入式操作系统的分析对比,选择Android作为本课题的软件平台。接着通过设计数字控制电路、射频收发电路、NFC天线和阻抗匹配电路完成NFC模块和NFC测试板的实现。接着,搭建Android开发环境,完成NFC协议栈的移植、驱动开发以及Android源码的重新编译,并在Eclipse环境下完成NFC应用程序的设计。在测试环境下通过反复测试,验证了NFC模块可以实现以下功能:读写常见NFC标签、模拟成14443A卡、通过点对点通信发送文本信息,达到本课题预期的设计要求。最后,对本文所阐述的内容进行总结与展望。
【关键词】：Android 近场通信 模块
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 NFC通信系统架构12-16
• 1.2.1 NFC终端12-15
• 1.2.2 NFC标签15
• 1.2.3 应用服务器15-16
• 1.3 国内外研究情况16-17
• 1.4 本文主要工作及结构安排17-18
• 第二章 设计方案选择18-28
• 2.1 NFC模块硬件设计方案18-26
• 2.1.1 需求分析18-19
• 2.1.2 设计架构与指标19-20
• 2.1.3 NFC芯片选型20-22
• 2.1.4 通信接.选择22-23
• 2.1.5 安全单元连接方案23-26
• 2.2 软件平台及选择26-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第三章 硬件设计与实现28-43
• 3.1 NFC模块硬件设计与实现28-33
• 3.1.1 数字控制部分电路设计28-29
• 3.1.2 射频前端电路设计29-30
• 3.1.3 NFC模块硬件实现30-33
• 3.2 NFC天线及阻抗匹配电路设计33-38
• 3.2.1 NFC天线设计33-36
• 3.2.2 天线阻抗匹配电路仿真与设计36-38
• 3.3 NFC测试板设计与实现38-42
• 3.3.1 供电电路及电源管理38-40
• 3.3.2 SIM卡的连接40-41
• 3.3.3 NFC测试板实现41-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 软件设计与实现43-64
• 4.1 NFC协议栈的移植43-53
• 4.1.1 NFC协议栈架构43-44
• 4.1.2 NFC协议栈移植44-53
• 4.2 Android下NFC应用程序设计53-63
• 4.2.1 Android标准NFC API类53
• 4.2.2 Android平台下NFC标签读写机制53-55
• 4.2.3 NFC应用程序设计55-63
• 4.3 本章小结63-64
• 第五章 功能测试64-74
• 5.1 Android源码编译环境搭建64-67
• 5.1.1 Android4.0.3 系统源码下载64
• 5.1.2 安装交叉编译工具64-65
• 5.1.3 编译Android源码65-67
• 5.2 NFC功能测试67-73
• 5.2.1 读写器功能测试67-70
• 5.2.2 卡模拟功能测试70-71
• 5.2.3 点对点功能测试71-72
• 5.2.4 功能测试小结72-73
• 5.3 本章小结73-74
• 第六章 结论与展望74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 杨军;;NFC技术的应用、标准进展及测试[J];现代电信科技;2009年10期

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本文编号：1070966