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NFC开发设计大赛大奖出炉:全面了解NFC创新设计都在这里了!

2020-12-29 10:16:52 赵明灿 阅读:
几个月前在面包板社区上举办的“ST意法半导体NFC开发设计大赛”终于落下帷幕。本文就来聊一聊这届大赛的前三甲,看看在NFC广泛存在的今天,我们还能想到哪些好的创新应用,以及用NFC开发板设计又是怎样实现的…

几个月前在ASPENCORE旗下、EDN姐妹媒体面包板社区上举办的“ST意法半导体NFC开发设计大赛”终于落下帷幕。大赛获得来自全中国众多电子爱好者的积极参与,获奖者们在体验到设计乐趣之余又获得丰厚的奖励回报,EDN首先在此对他们表示祝贺!jk9ednc

在开始本文之前,EDN不禁想先向各位提个小问:你了解的NFC应用都有哪些?回想起这个大赛刚开始时,ST提供的几块NFC开发板,笔者也抢先体验了一把,用起来也得心应手。也就是那时,当我坐公交车还在使用二维码支付时,有一天就看到一位时尚的小姐姐用她的智能手表往POS机上一碰,就完成了支付。巧合的是,当我正琢磨怎么给手机加上NFC支付功能时,我的手机就主动给我发来了这个功能的推送…jk9ednc

说到上面这一巧合、尴尬的经历,笔者其实是想说明两件事:1. NFC开发没有想象的复杂;2. NFC应用已无处不在。另外,除了产品本身的质量和性能方面有所提升,很多有趣的使用案例正出现在市场上,这就给终端用户带来了一些启发。同时,NFC的标准协议在近几年中也慢慢变得完善,有许多技术把NFC集成到其标准中。jk9ednc

下面就进入到正题——聊聊这届大赛的前三甲,并借此了解下在NFC广泛存在的今天,我们还能想到哪些好的创新应用,以及用NFC开发板设计又是怎样实现的!jk9ednc

一等奖:车载手机支架(懒人版)

一等奖的获奖者,王平,他的作品名是“车载手机支架(懒人版)”(详细设计细节可点击链接查看)。一等奖奖品为2000元BOSE QC35 II。jk9ednc

其应用思路是:jk9ednc

做一个带有NFC动态标签的车载手机支架,功能是实现上车后手机放入支架即可触发手机连接车机蓝牙,然后MCU再写入启动酷狗音乐的NDEF信息。如果需要导航,按下按键就能启动地图软件,再配合地图软件语音输入目的地,从而实现上车即走(尤其冬天),解放双手。同时也避免了开车过程中使用手机带来的安全隐患。jk9ednc

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车载手机支架Demojk9ednc

获奖感言:jk9ednc

“1. 作为一个90后,处在新老思想文化的碰撞交界点,也是留守儿童的重灾区,见证了非主流和葬爱家族的兴衰及网瘾少年的痴迷。也许源于小时候跟着我爷爷的影响,小时便痴迷在电子世界,喜欢拆解电子产品,了解其原理,总会在脑袋里打个问号,也是这份热爱让电子成为我生命中的一部分。这就是我,一个生在90后却不随流敢于尝新的好奇少年——王平。jk9ednc

“2. 因为平时工作之余喜欢鼓捣一些小电子玩意,所以经常活跃在各大电子论坛、聊天群,那天收到面包板的邮件推送和公众号推送,因为14、15年的时候见过诺基亚介绍NFC技术,并打算搭载在未来机型,只是还没来得及做就倒了。当时我对这技术也不太了解,只是看过宣传介绍的一些信息。所以也正好借ST的这次活动再深度了解学习下这项技术。jk9ednc

“3. 早些年就有见到过配有NFC配对连接的高端音响,但都价格不菲。当初申请的时候也确实是想给家里的电脑音响增加一个NFC便捷连接的功能。在拿到板卡、看了手册之后,觉得把一个动态标签当静态标签来用简直太浪费了。我是从小在黑龙江长大,恰巧天越来越冷,就想起在黑龙江冬天早上开车会因为太冷而不得不先带上手套开车,等暖风热了再摘掉。当然,连个蓝牙、听个歌什么的也很不方便,所以就想到了让它(ST25DV)来做这些吧!也是突然就来了这么个灵感。”jk9ednc

二等奖:人脸识别+NFC双重认证的安全门禁系统

二等奖有两名,第一位获奖者——王旺——的作品名是“ST25R3916 Discovery Board人脸识别+NFC双重认证的安全门禁系统”。二等奖奖品为1000元华米手表GTR47mm钛金属版。jk9ednc

其应用思路是:jk9ednc

目前NFC已经被广泛应用,最常用的场景是门禁和支付,像他每天上班都至少需要使用NFC 3次,一次用来刷开小区的大门,一次用来刷开公司的电梯,还需要有一次刷开公司的门禁。他在频繁使用这些卡的时候,不禁有了一个想法。他可以把很多卡都放在都一个终端设备里面,并且通过采集一些和卡对应的周围影像来自动识别找到相应的卡,从而获取正确的鉴权。周围影像可以是刷卡器的样子,或者是周围的环境场景等等。NFC也有加密认证的功能,然而这往往需要提供加密认证的厂商去和各种读卡装置进行标识和适配,非常麻烦,现在也很难得到广泛的推广,例如中移动的带鉴权功能的SIM卡等。jk9ednc

在他这次Demo里面,他想展示如何使用神经网络识别图像,并且通过识别找到图像对应的NFC ID,发送到开发板上和NFC读卡装置获取的NFC ID进行比对,并在LCD上显示鉴权的结果。jk9ednc

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人脸识别+NFC双重认证的安全门禁系统Demo环境jk9ednc

并列二等奖:智能车锁开发

第二位二等奖的作者——孟繁旭——的作品名是“智能车锁开发”。jk9ednc

其应用思路是:jk9ednc

做一个智能门锁。现在的手机已经基本上支持NFC功能,作为业界风向标的Apple从iPhone 6开始,所有的手机都增加了NFC。在iOS 13之后也增加读标签功能和API向第三方开放,从此NFC基本上就作为了手机标配。本设计的想法是将手机作为车钥匙,方便用户使用,不需要再使用携带车辆的钥匙进行解锁操作。jk9ednc

这个设计主要实现的功能是:jk9ednc

1)、手机作为模拟卡:接触ST25R进行解锁,将手机作为模拟卡原因是因为目前多数手机是支持作为卡片被NFC唤醒。此外,作为备用钥匙一定是不带电NFC卡片,这样才能保证备用钥匙的长时间有效;此处要注意的是,作为停车后使用的车身电子设备一定要节电。经过咨询ST的吴刚工程师,作为Reader的ST25R可以做到5μA的低功耗模式,是可以满足要求的;jk9ednc

2)、使用一个加密的NFC卡片和身份证作为备用卡片:加密的NFC卡片作为备用钥匙就不多说了。使用身份证作为备用卡的原因是在外面我们很少会带备用钥匙,如果我们的手机没有电了,那么就无法使用车辆了。但是身份证却是我们经常随身携带的,而且这个卡片是很难被复制的,这样也起到了一定的防盗的作用;jk9ednc

3)、使用点对点通信功能实现保养等信息的同步:现在我们开车去4S店做保养,主要都是人工对车辆信息进行判断。本设计的想法是,由于13693协议可达到1m的通信距离,那么就可以还用这个ST25R智能地实现保养信息的同步。同时,随着车身检测传感器的增加,还可以将车身的一些小毛病同步到4S店,自动形成一个保养清单,减少了人工和车主对4S店人员不信任。jk9ednc

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智能车锁Demojk9ednc

除了以上的前三甲外,本次大赛还设置了3个三等奖、5个优秀奖和6个优秀奖,分别奖励500元、200元和100元京东卡一张。有兴趣的朋友可点击这里了解所有获奖作品(以及设计细节)。jk9ednc

NFC及ST NFC开发板简介

如ST所提供的“NFC机遇无处不在”PPT所述,近场通信(NFC)是基于13.56MHz的无线通信协议,它使用非接触式连接,成为了极大促进新创新应用的关键推动力量。jk9ednc

NFC目前应用于非接触式支付、电子政务(护照)、门禁控制和公共交通票务系统和电子政务(护照)中,是一款便捷、即时的无线链路,致力于推动简化配对、诊断读取、参数编程等的发展。jk9ednc

NFC的独特功能将对我们在智能家居、工业和移动设备等领域的许多活动产生积极影响…(更多细节可下载PPT了解)jk9ednc

另外,本次大赛的作品基本采用ST下面三块开发板设计:jk9ednc

·ST25R3916-DISCOjk9ednc

·X-NUCLEO-NFC04A1jk9ednc

·ST25DV-PWM-Esetjk9ednc

三款产品的详细介绍都可以在“意法半导体NFC开发设计大赛”页面下找到。jk9ednc

另据意法半导体研发(深圳)有限公司大中华区、南亚和韩国地区存储器、RF和NFC高级市场经理Edward JEONG介绍,ST作为NFC 技术ISO协议和NFC论坛的创始人之一,向市场提供了广泛的NFC产品组合以及最佳性能的优质产品。ST也提供了各类开发板方便用户开发产品,例如Nucleo系列开发板可以帮助用户在原有产品上开发ST NFC的原型;Discovery系列开发板可以让用户评估NFC功能。jk9ednc

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意法半导体研发(深圳)有限公司大中华区、南亚和韩国地区存储器、RFNFC高级市场经理Edward JEONGjk9ednc

ST还有专属NFC实验室免费帮助客户测试,进行产品调试以及过认证。帮助客户快速了解ST NFC产品并且大大缩短项目开发时间。该公司还在国内拥有一个强大的FAE团队,可以提供最好的客户支持。总而言之,ST 提供了NFC论坛认证的业界一流的产品和生态系统,包括IOS、安卓应用、PC软件、设计包等等。jk9ednc

另外,在设计挑战和ST提供的支持方面,他表示,用户主要在独立搜索产品相关技术资料时会遇到一些问题,尤其是过去没有使用过ST产品的用户。ST把一些本次大赛必要的文档和线上课程发布到了大赛指定论坛,并且做了两次直播课程来指导用户使用ST的产品。jk9ednc

这里插个话,笔者认为,像ST这样的国际大厂,在技术支持以及产品文档的完整性等方面确实值得我们很多国内厂商学习。前几天笔者在某微信群中,就看到有工程师发牢骚说:“最近用了几个国产芯片,真是感慨万千啊。某国产传感器,官方的文档尺寸不详,全靠测量。除了一个关键参数,其它全无。重要说明言语不详,软磨硬泡跟销售要了个参考程序,发现跟官方的资料跟器件实际情况完全对不上号,那个气得啊。还有一个电源芯片,使能输出时完全没问题。关断时本应该输出为零的,结果输出不确定电压,导致后端工作异常发热很大,都快气疯了。国产芯片,说爱你真不容易…”jk9ednc

参赛作品入围条件及ST点评

从大赛页面可以看到,本次大赛作品的评审规则包括:jk9ednc

1、介绍(20分):产品开箱、应用思路、操作方法、功能体验、客观评价、总结;jk9ednc

2、创新(30分):作品设计思路新颖、有一定的实用价值;jk9ednc

3、产品(30分):实体产品完成度;jk9ednc

4、技术(20分):实现方案明确、代码开源全面。jk9ednc

另据Edward JEONG介绍,参赛作品入围的条件是创新性和实用性,以及软硬件设计的完整性和质量。“比如获得本次大赛头等奖的智能车载手机支架,它用到了NFC的蓝牙配对功能以及原生NDEF功能来简化手机与汽车之间的连接,实现一秒弹出APP,从而大大提升了用户体验。”他举例道。jk9ednc

他并指出,参赛作品的整体质量比较理想。虽然大部分作品还是基于传统NFC的应用,例如智能锁和门禁控制,但本次活动也涌现出了一些好的创意。从这些设计项目中可以发现,越来越多的人开始意识到NFC技术可以提高用户体验。得益于背后强大的生态环境的支持,NFC市场已经开始繁荣发展。越来越多的应用把NFC功能集成到设计中,并且很多NFC应用案例都是基于NFC智能手机开发的。jk9ednc

总结

目前为止,大部分用户对NFC的印象还停留在支付、门禁控制和智能锁等传统应用上,需要去探索更多创新的应用。随着IoT的日益发展,NFC被越来越多地使用到改善用户体验当中。这不仅仅局限于身份认证、资产追溯和公共交通等,还可以用它来帮助实现自动制造、节省生产时间、替代有线设备,以及协助无线设备交互,如Wi-Fi和蓝牙等。NFC读写器+标签的方案可以在产品配件上实现参数设置和品牌识别。因此,NFC在我们的生活中将无处不在。jk9ednc

本文为电子技术设计原创文章,未经授权禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
赵明灿
赵明灿是EDN China的产业分析师/技术编辑。他在电子行业拥有10多年的从业经验。在加入ASPENCORE之前,他曾在电源和智能电表等领域担任过4年的工程师。
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