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NFC和RFID為設備與裝置賦予智慧功能
 

【作者: Richard Schmidmaier】   2018年12月28日 星期五

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開發人員總希望為其設備與裝置賦予更多智慧新功能,現在他們比以往任何時候有更多的NFC和RFID選項。恩智浦半導體以及產業夥伴們已經為系統開發提供了許多預製元件,以加速原型開發。


如何運作

許多設備會使用到配件或是附件—並且需要檢測它們的三個主要原因:


首先,設備的功能過保固期後,由於磨損會損耗一定的使用壽命。在這種情況下,自動檢測可以停用設備以防止可能的損壞。


其次,不出自原始製造商的品質低劣配件, 可能對設備或使用者構成安全隱患,因此應在限制模式下運行或根本不使用。


第三,配件可以有許多變化—如果設備可以檢測到確切的變化,它可以更改自身的配置設定,可在最佳條件下使用該配件,提高可用性和安全性。



圖1 : 許多設備會使用到配件或附件,必須檢測確認配件和測量磨損程度並測定使用壽命。(source:abe-tech.com)
圖1 : 許多設備會使用到配件或附件,必須檢測確認配件和測量磨損程度並測定使用壽命。(source:abe-tech.com)

因此,技術要求應該是確認配件和測量磨損程度並測定使用壽命,檢測可以是光學(光屏障、條碼)、機械(特殊聯軸器、按鈕)電氣,通過接觸式或通過RFID/NFC的非接觸式測定。


所有非接觸式附件或耗材檢測方法的基本原理如下:主器件中的NFC讀卡機和配件或耗材上的NFC標籤。


六大優勢

基於 RFID/NFC的配件檢測解決方案具有六大優勢:


*易於整合:RFID技術可輕鬆整合到配件中,節省空間。


*可靠的通訊通道:設備和配件元件之間的非接觸式資料連線是可靠的。所有元件都可以很容易地不被環境影響。


*無磨損:由於不存在機械觸點,因此經常更換配件不會導致磨損。


*讀/寫操作:RFID系統不僅可以從標籤中讀取資料,還能向其寫入資料, 從而直接將剩餘的利用率或數量存儲在耗材上的RFID標籤上。


*成本效益:RFID系統相對便宜,因為除了天線及標籤所需轉訊號站晶片外沒有其他必須元件。


*延伸使用:設備可以從在新配件中的儲存資料中學習新功能。


有關配件中的更多智慧功能,可以使用已連線標籤(如NTAG I2C plus)代替 RFID標籤。這些雙介面IC還允許通過帶有微控制器的I2C介面讀取和寫入標記資料。


ISO/IEC 14443和ISO/IEC 15693是公認的無線標準。它們定義標籤和讀卡機之間的通訊方式,例如手機。


如何保障安全性

選擇通訊中繼方式的重要標準就是通訊中繼晶片的安全性,包含資料的進出與資料修改。在許多情況下,通過中繼晶片裡儲存的數位資料來識別相應的配件,以便在基本單元中進行對應的操作設置是足夠的。為防止對此數位資料的破壞,可以鎖定相應的記憶體區域以避免覆蓋。


另一方面,動態資料在操作過程中由配件上的基本單元進行更改,仍然可以寫入和讀取。這可以是操作時間,使用次數或其他類似數據,當然,也可以在產品生命週期內禁止這樣的寫入讀取,以防止被破壞或被操控。


除了記憶體鎖定之外,標籤中的其他安全選項,還包括原創簽名或更高的安全性—通過相互身份驗證。


Vitamix-智慧裝置的成功案例


圖2 : Vitamix上升系列攪拌機配有基於NFC的自檢技術。(source:smartrac)
圖2 : Vitamix上升系列攪拌機配有基於NFC的自檢技術。(source:smartrac)

有智慧配件的裝置案例—Vitamix的上升系列攪拌機。配有基於NFC的自檢技術,攪拌器會檢測每個容器,相應地調整其攪拌混合時間,並在偵測該容器可添加熱飲後,才啟動加熱功能。NFC還可確保攪拌器僅在容器和攪拌器蓋子仔細完整連接密合時啟動。


(本文作者Richard Schmidmaier為恩智浦半導體資深行銷經理)


**刊頭圖(source:Payments Cards & Mobile)


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