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    巴黎岛重庆时时彩: 一种近场通讯芯片、近场通讯天线选择方法及装置.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201510147551.5

    申请日:

    2015.03.31

    公开号:

    CN104700145A

    公开日:

    2015.06.10

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G06K 19/077申请公布日:20150610|||实质审查的生效IPC(主分类):G06K 19/077申请日:20150331|||公开
    IPC分类号: G06K19/077 主分类号: G06K19/077
    申请人: 深圳市芯联电子科技有限公司
    发明人: 钟信潮; 吴小晔; 姚海霆
    地址: 518000广东省深圳市南山区高新中二道深圳国际软件园4栋426室
    优先权:
    专利代理机构: 深圳国鑫联合知识产权代理事务所(普通合伙)44324 代理人: 王志强
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510147551.5

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.08.24|||2015.07.08|||2015.06.10

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供了一种近场通讯芯片、近场通讯天线选择方法及装置;其中,所述近场通讯天线选择方法包括以下步骤:S1,在进行近场通讯之前,使用预设信号轮流驱动各天线;S2,测量驱动过程中各天线所产生的至少一电气参数;S3,根据各天线的至少一电气参数,选择具有近场通讯最优效果的最佳天线。采用上述方案,本发明采用所述最佳天线进行近场通讯,通讯效果较好,具有很高的市场应用价值。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种近场通讯天线选择方法,其特征在于,包括以下步骤:
    S1,在进行近场通讯之前,使用预设信号轮流驱动各天线;
    S2,测量驱动过程中各天线所产生的至少一电气参数;
    S3,根据各天线的至少一电气参数,选择具有近场通讯最优效果 的最佳天线。

    2.  根据权利要求1所述近场通讯天线选择方法,其特征在于, 步骤S3之后,还执行以下步骤S4,采用所述最佳天线进行近场通讯。

    3.  根据权利要求2所述近场通讯天线选择方法,其特征在于, 步骤S1之前,还执行以下步骤S10,感应外部近场通讯设备。

    4.  根据权利要求3所述近场通讯天线选择方法,其特征在于, 步骤S4中,采用所述最佳天线与所述近场通讯设备进行近场通讯。

    5.  根据权利要求4所述近场通讯天线选择方法,其特征在于, 步骤S4中,采用多路开关切换方式,选择所述最佳天线。

    6.  根据权利要求5所述近场通讯天线选择方法,其特征在于, 步骤S1中,使用预设信号轮流驱动各天线时,通过多路开关将所述 预设信号依次驱动到各天线上。

    7.  一种近场通讯天线选择装置,其特征在于,包括信号发生 电路、多路开关、测量电路、控制电路;
    所述控制电路分别连接所述信号发生电路、所述测量电路;
    所述信号发生电路、所述测量电路分别连接所述多路开关;
    所述多路开关用于连接外部若干天线。

    8.  根据权利要求7所述近场通讯天线选择装置,其特征在于, 所述控制电路还用于接收控制信号、发送指示信号;所述多路开关还 用于对外收发数据。

    9.  根据权利要求8所述近场通讯天线选择装置,其特征在于, 还包括所述若干天线。

    10.  一种近场通讯芯片,其特征在于,包括如权利要求7至9 任一所述近场通讯天线选择装置。

    说明书

    说明书一种近场通讯芯片、近场通讯天线选择方法及装置
    技术领域
    本发明涉及近场通讯技术,尤其涉及的是,一种近场通讯芯片、 近场通讯天线选择方法及装置。
    背景技术
    NFC(Near Field Communication,近场通讯)是一种近距离通讯 技术,可以在移动设备、消费电子产品、PC和智能产品之间进行通 讯交互。NFC具有简单、低成本、保密性强的优点,使用也非常简 单方便,目前在移动支付、身份识别、智能家电控制方面有广泛应用。
    目前NFC技术已经得到了广泛应用,涉及ISO14443、ISO15693、 ISO18092等国际标准,这些标准除规定了通讯数据帧协议外,还着 重对工作距离、频率、耦合方式等与天线物理特性相关的技术规格进 行了规范。为了实现NFC通讯,需要有天线,该天线工作在 13.56MHz频率下,典型情况下为大约40mm×30mm的环状天线, 一般具有多匝。
    NFC环状天线进入读写器产生的交变磁场中,NFC天线与读写 器天线之间的相互作用就类似于变压器,两者的线圈相当于变压器的 初级线圈和次级线圈;由NFC环状天线形成的谐振回路包括天线的 线圈电感L、寄生电容Cp和并联电容C2′,其谐振频率为:
    f = 1 2 π L · C ]]>
    式中C为Cp和C2′的并联等效电容。NFC应用系统就是通过 这一频率载波实现双向数据通讯的。常用的ID1型非接触式IC卡的 外观为一小型的塑料卡(85.72mm×54.03mm×0.76mm),天线线圈 谐振工作频率通常为13.56MHz;目前已研发出面积最小为0.4mm× 0.4mm线圈天线的短距离RFID应用系统。
    某些应用要求NFC天线线圈外形很小,且需一定的工作距离, 如用于动物识别的RFID。如果线圈外形小的话,即其面积小的话, NFC与读写器间的天线线圈互感量M就明显不能满足实际使用。通 常在NFC天线线圈内部插入具有高导磁率μ的铁氧体材料,以增大 互感量,从而补偿线圈横截面减小的问题。
    对于NFC读卡器来说,天线的设计更为讲究,更好的天线性能 将大大提供产品的性能、易用性和客户体验。目前在很多场合,单天 线已经不能满足要求,逐步出现了具有多根天线的读卡器,这就出现 了如何使用这些天线的问题。
    NFC天线需要谐振在13.56MHz上,如果把多根天线简单的并联 或串联,那么由于总体的电容或电感过大,谐振频率将会变低,不能 满足要求,常见的方案是每次通讯时根据当前的情况选择接通其中一 个天线,因此如何选择最佳天线非常重要。
    但是现有技术未能解决上述问题。
    发明内容
    本发明所要解决的技术问题是提供一种新的近场通讯芯片、近场 通讯天线选择方法及装置。
    本发明的技术方案如下:一种近场通讯天线选择方法,其包括以 下步骤:S1,在进行近场通讯之前,使用预设信号轮流驱动各天线; S2,测量驱动过程中各天线所产生的至少一电气参数;S3,根据各天 线的至少一电气参数,选择具有近场通讯最优效果的最佳天线。
    优选的,所述近场通讯天线选择方法中,步骤S3之后,还执行 以下步骤S4,采用所述最佳天线进行近场通讯。
    优选的,所述近场通讯天线选择方法中,步骤S1之前,还执行 以下步骤S10,感应外部近场通讯设备。
    优选的,所述近场通讯天线选择方法中,步骤S4中,采用所述 最佳天线与所述近场通讯设备进行近场通讯。
    优选的,所述近场通讯天线选择方法中,步骤S4中,采用多路 开关切换方式,选择所述最佳天线。
    优选的,所述近场通讯天线选择方法中,步骤S1中,使用预设 信号轮流驱动各天线时,通过多路开关将所述预设信号依次驱动到各 天线上。
    本发明又一技术方案如下:一种近场通讯天线选择装置,其包括 信号发生电路、多路开关、测量电路、控制电路;所述控制电路分别 连接所述信号发生电路、所述测量电路;所述信号发生电路、所述测 量电路分别连接所述多路开关;所述多路开关用于连接外部若干天 线。
    优选的,所述近场通讯天线选择装置中,所述控制电路还用于接 收控制信号、发送指示信号;所述多路开关还用于对外收发数据。
    优选的,所述近场通讯天线选择装置还包括所述若干天线。
    本发明另一技术方案如下:一种近场通讯芯片,其包括任一上述 近场通讯天线选择装置。
    采用上述方案,本发明采用所述最佳天线进行近场通讯,通讯效 果较好,具有很高的市场应用价值。
    附图说明
    图1为本发明近场通讯天线选择装置的一个实施例的示意图;
    图2为本发明NFC天线测量时间示意图;
    图3为本发明近场通讯天线选择装置的又一个实施例的示意图;
    图4为本发明近场通讯天线选择装置的另一个实施例的示意图。
    具体实施方式
    为了便于理解本发明,下面结合附图和具体实施例,对本发明进 行更详细的说明。本说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施 例,但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本说明书 所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公 开内容的理解更加透彻全面。
    需要说明的是,当某一元件固定于另一个元件,包括将该元件直 接固定于该另一个元件,或者将该元件通过至少一个居中的其它元件 固定于该另一个元件。当一个元件连接另一个元件,包括将该元件直 接连接到该另一个元件,或者将该元件通过至少一个居中的其它元件 连接到该另一个元件。
    本发明的一个实施例是,一种近场通讯天线选择方法,其包括以 下步骤:S1,在进行近场通讯之前,使用预设信号轮流驱动各天线; S2,测量驱动过程中各天线所产生的至少一电气参数;S3,根据各天 线的至少一电气参数,选择具有近场通讯最优效果的最佳天线。例如, 步骤S1中,预设信号采用经验设置或者在使用中进行调整。又如, 步骤S2中,仅测量驱动过程中各天线所产生的一电气参数,例如, 所述电气参数为电流,又如,步骤S3中,首先根据各天线的电流大 小,选择电流最大的天线作为所述最佳天线;或者,当至少二天线的 电流相同时,选择其中的任一天线作为所述最佳天线。又如,步骤 S2中,采用电流检测、电压检测、电感检测和/或功率检测等方式, 测量驱动过程中各天线所产生的至少一电气参数。又如,步骤S3中, 根据各天线的电流大小,选择具有近场通讯最优效果的最佳天线;例 如,选择电流最大的天线作为所述最佳天线。又如,步骤S3中,首 先根据各天线的电流大小,选择电流最大的天线作为所述最佳天线; 当电流相同时,根据各天线的电压大小,选择电压最大的天线作为所 述最佳天线;又如,当至少二天线的电流与电压均相同时,选择其中 的任一天线作为所述最佳天线;又如,当若干天线的电流与电压均相 同时,选择其中的任一天线作为所述最佳天线;又如,当若干天线的 电流与电压均相同时,选择电感最大的天线作为所述最佳天线。其中, 各电气参数的检测或者测量均可采用现有技术实现,本发明及其各实 施例在此加以有效应用,使其能够实现选择最佳天线的技术效果。
    例如,一种近场通讯天线选择方法,其包括以下步骤:S1,在进 行近场通讯之前,使用预设信号轮流驱动各天线;S2,测量驱动过程 中各天线所产生的至少一电气参数;S3,根据各天线的至少一电气参 数,选择具有近场通讯最优效果的最佳天线;S4,采用所述最佳天线 进行近场通讯。如图2所示,为本发明NFC天线测量时间示意图, NFC标准规定的卡片被放置于磁场后5ms内应能响应来自读卡器的 命令,图中t0到t1就是这个时间,本发明所述方法和装置就是在这 个时间里实现最佳天线的选择。优选的,步骤S4中,在进行近场通 讯过程中,按预设周期继续执行步骤S1;例如,所述预设周期根据 实际应用进行调整,或者所述预设周期为近场通讯的平均通讯时间值 的50%;优选的,每次进行近场通讯,则记录其通讯时间值,例如 100ms、500ms、1200ms等;然后统计最近X次的平均时间值;其中, X根据实际应用进行设置或者调整;例如,X=5或10。然后每间隔 预设周期的时间,执行一次步骤S1及其后续步骤;例如,平均时间 值为800ms,预设周期为400ms;这样,在进行近场通讯时间较长时, 可以更换信号更好的天线。又如,X为所述平均时间值除以两次预设 周期的差值后取整获得;这样,预设周期能够灵活根据使用情况调整, 贴合应用环境,例如商超、手机、??仄鞯?。
    又如,一种近场通讯天线选择方法,其包括以下步骤:S10,感 应外部近场通讯设备;S1,在进行近场通讯之前,使用预设信号轮流 驱动各天线;优选的,步骤S1中,使用预设信号轮流驱动各天线时, 通过多路开关将所述预设信号依次驱动到各天线上;S2,测量驱动过 程中各天线所产生的至少一电气参数;S3,根据各天线的至少一电气 参数,选择具有近场通讯最优效果的最佳天线;S4,采用所述最佳天 线进行近场通讯。例如,步骤S10中,当感应到近场通讯设备时,则 执行步骤S1,在进行近场通讯之前,使用预设信号轮流驱动各天线; 例如,采用感应??榛蛘叨嗦房馗杏λ鼋⊥ㄑ渡璞?。优选的, 步骤S4中,采用所述最佳天线与所述近场通讯设备进行近场通讯。 优选的,步骤S4中,采用多路开关切换方式,选择所述最佳天线; 例如,采用数据选择器??榍谢谎≡袼鲎罴烟煜?。
    又如,一种NFC天线选择方法,包括如下步骤:采用任一实施 例所述近场通讯天线选择装置,在进行近场通讯之前,由其信号发生 电路产生一预设信号,然后使用预设信号通过多路开关依次驱动到各 个天线上,轮流驱动各天线;然后测量驱动过程中各天线所产生的至 少一电气参数,例如,同时测量电路测量驱动过程中的电气参数;之 后根据各天线的至少一电气参数,选择具有近场通讯最优效果的最佳 天线;例如,根据电气参数判定和选择最佳天线。这样,在使用一预 设信号驱动NFC天线的同时,测量驱动过程中的电气参数。预设信 号可以根据经验设置或者根据实际应用调整,本发明各实施例对此均 不作任何限制,例如采用现有技术的驱动方式,只需其能够实现驱动 NFC天线即可。使用多个NFC天线是改进NFC通讯效果的一种重要 方法,本发明各相关实施例提供了可用于从多个天线中选择出最佳天 线的方法,例如,所述近场通讯天线选择方法包括使用一定的信号, 即预设信号,轮流驱动各个天线,同时测量驱动过程中的电气参数, 从而判断哪个天线与通讯另一方具有最佳的通讯效果,然后选择该天 线与通讯另一方进行通讯。
    又如,一种存在多个NFC天线的情况下选择和连接最佳NFC天 线的方法,所述NFC天线选择方法使用一定的电气信号、通过多路 开关轮流驱动各个NFC天线,同时测量激励过程中的电气参数,进 行分析、判别,从而选定最佳天线。例如,激励电路产生预设信号, 通过多路开关依次驱动到各个天线上,同时测量电路测量驱动过程中 的电气参数,然后根据电气参数判定和选择最佳天线。又如,本发明 提出了实现所述NFC天线选择方法的装置,包括产生激励信号的信 号发生电路,包括用于接通相应天线的多路开关,包括测量驱动过程 中电气参数的测量电路,以及实现测量步骤的控制电路。
    采用上述任一实施例所述近场通讯天线选择方法,本发明又一实 施例如下:一种近场通讯天线选择装置,其包括信号发生电路、多路 开关、测量电路、控制电路;所述控制电路分别连接所述信号发生电 路、所述测量电路;所述信号发生电路、所述测量电路分别连接所述 多路开关;所述多路开关用于连接外部若干天线。优选的,所述控制 电路还连接所述多路开关。优选的,所述信号发生电路采用激励电路 实现;或者,所述信号发生电路为激励电路;例如,激励电路在负载 有电流通过时,实现电源放电,从而在进行近场通讯之前,使用预设 信号轮流驱动各天线。优选的,所述近场通讯天线选择装置还包括所 述若干天线。优选的,所述多路开关为一数据选择器???。例如,采 用信号发生电路、多路开关或者控制电路感应近场通讯的发生。又如, 采用感应??榈ザ栏杏⊥ㄑ兜姆⑸?。
    例如,一种近场通讯天线选择装置,其采用上述任一实施例所述 近场通讯天线选择方法实现。
    例如,一种近场通讯天线选择装置,其包括信号发生电路、多路 开关、测量电路、控制电路;所述控制电路分别连接所述信号发生电 路、所述测量电路,用于在进行近场通讯之前,控制所述信号发生电 路轮流驱动各天线;所述信号发生电路、所述测量电路分别连接所述 多路开关;所述多路开关用于连接外部若干天线;所述信号发生电路 用于通过所述多路开关将所述预设信号依次驱动到各天线上;所述测 量电路用于测量驱动过程中各天线所产生的至少一电气参数。优选 的,所述近场通讯天线选择装置中,所述控制电路还用于接收控制信 号、发送指示信号;所述多路开关还用于对外收发数据。
    如图1所示,本发明近场通讯天线选择装置的一个实施例是,一 种NFC天线选择装置,其包括产生激励信号的激励电路,包括用于 接通相应天线的多路开关,包括测量驱动过程中电气参数的测量电 路,以及实现测量步骤的控制电路;所述控制电路分别连接所述激励 电路、所述测量电路、所述多路开关;所述激励电路、所述测量电路 分别连接所述多路开关;所述多路开关连接外部若干天线。优选的, 所述近场通讯天线选择装置还包括所述若干天线。这样,就实现了通 过使用一定的激励施加到NFC天线上,同时测量相应电气参数以选 择最佳天线的装置。例如,其中,测量电路为电气参数测量电路或者 电气参数测量判断电路。这样,可用于从多个天线中选择出最佳天线, 实现较佳的通讯效果。又如,所述激励电路包括控制??橛朐谒隹?制??榈目刂葡虏だ刂菩藕诺牡缙揭莆荒??,优选的,所述激 励电路还包括信号施加???,用于根据所述控制??榈目刂浦噶罱?励控制信号施加到各天线。又如,所述激励电路包括顺序连接的缓冲 器U、电容C、P沟道绝缘栅场效应管Q和传感器T;缓冲器U与电 容C之间设置一二极管D,其阴极接地;P沟道绝缘栅场效应管Q 的栅极连接电容C,还并联一电阻R在P沟道绝缘栅场效应管Q的 栅极与源极,P沟道绝缘栅场效应管Q的漏极通过传感器T接地。电 阻R与P沟道绝缘栅场效应管Q的源极之间设置一激励信号端。
    本发明另一实施例如下:一种近场通讯芯片,其包括任一上述近 场通讯天线选择装置;如图3所示,所述近场通讯天线选择装置做成 一个独立的近场通讯芯片,其包括激励电路、多路开关、测量电路和 控制电路,做成一个单独的芯片或???,工作时接收外部的控制信号 启动工作,按任一相关实施例所述近场通讯天线选择方法进行最佳天 线的选择,在此过程中向外部提供指示信号,以便外部了解当前整个 天线选择电路的工作状态。
    天线选择电路工作在图2所示的t0到t1时间,例如,NFC标准 规定的卡片被放置于磁场后5ms内应能响应来自读卡器的命令,图 中t0到t1就是这个时间,本发明各实施例所述近场通讯天线选择方 法和装置就是在这个时间里实现最佳天线的选择。
    完成天线选择之后,天线选择电路给出信号指示,天线选择电路 进入通讯状态,外部电路送来的待发送数据通过多路开关送到选定天 线上。选定天线接收到信号也会通过多路开关送到外部电路。
    在图4所示,本发明各实施例所述近场通讯天线选择装置整合到 一个完整近场通讯芯片中,其示意了本装置作为整合到完整芯片内部 的情况;所述装置包括激励电路、多路开关、测量电路和控制电路, 作为一个??檎系叫酒诓?,成为一个完整的芯片,工作时NFC 天线选择电路以外的电路送出控制信号启动天线选择电路工作,按任 一相关实施例所述近场通讯天线选择方法,进行最佳天线的选择,在 此过程中向外部提供指示信号,以便外部了解当前整个天线选择电路 的工作状态。
    天线选择电路工作在图2所示的t0到t1时间,在这个时间里实 现最佳天线的选择。完成天线选择之后,天线选择电路给出信号指示, 天线选择电路进入通讯状态,外部电路送来的待发送数据通过多路开 关送到选定天线上。选定天线接收到信号也会通过多路开关送到外部 电路。
    进一步地,本发明的实施例还包括,上述各实施例的各技术特征,相 互组合形成的近场通讯芯片、近场通讯天线选择方法及装置,例如其 通过使用一定的激励施加到NFC天线上,同时测量相应电气参数以 选择最佳天线,从而能够有效提升天线选择的准确性,从而提高了近 场通讯的效率与准确率。需要说明的是,上述各技术特征继续相互组 合,形成未在上面列举的各种实施例,均视为本发明说明书记载的范 围;并且,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进 或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的?;?范围。

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    一种 近场 通讯 芯片 天线 选择 方法 装置
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