内容摘要
NFC 近场通信(Near FiELD CommunICation)是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触点对点数据传输 (在十厘米内) 交换数据。这个技术由射频识别技术(RFID)演变而来，且向下兼容RFID.通过在智能电视应用NFC 技术，便于智能手机等设备和电视机实现快速配对，分享内容。也可以实现带NFC 功能遥控器与NFC 电视的轻松配对，镜像模式在几秒内就能激活，并开始向大屏幕或家庭影院上传输流媒体内容。 其实NFC 技术也用在蓝牙的配对，手机支付，信息直接的交互与保存等应用。
1 NFC 智能电视的系统结构和总体设计方案
本文设计采用了TI 的TRF7970A transceiver IC 作为电视机端，RF430CL330H NFCTag 应用在遥控器端;在本系统中， 其基本功能应用如下：
· TRF7970A 可以通过和RF430CL330H 的相互通信，实现电视和遥控器之间的配对，也就是目前2.4GHz 数据传输前的配对;
· TRF7970A 可以和NFC 智能手机实现WiFi 的快速配对;
· RF430CL330H 可以和智能手机之间的通信，实现手机的数据信息转换到遥控器或者电视上面;
· 可以通过NFC 的空中接口对Firmware 的软件升级;
· TRF7970A 可以对标签的读写操作，实现电视的功能项选择;
图1 系统结构框图
TRF7970A 满足NFC 的三种功能通信方式：Reader/Write, Pear to Pear 和Card Emulaiton，完全满足ISO/IEC18092, ISO/IEC21481 的NFC 标准;可以完全与满足NFC 标准的设备端进行信息的交互，RF430CL330H 是一款动态的NFC Tag 芯片, 符合NFC Type 4 的标准，支持的数据速率可达848Kbps, SPI 接口可以MCU 进行有效的沟通。
2 硬件电路设计
2.1 TRF7970A 模块硬件电路设计
TRF7970A 是一款13.56MHz RFID 高集成度的射频前端芯片，完全支持NFC 的协议标准，通过对该芯片的ISO Control 寄存器进行配置，可以设置成为不同模式的工作状态;TRF7970A 支持SPI 和并口两种通讯接口模式，宽电压(2.7V~5.5V)供电，内部集成了LDO，支持5 种电源管理模式，在5V 供电的情况下输出功率可达200mW。接收回路有两路(RX1和RX2 )，相位相差90 度，保证接收的稳定和可靠性，其基本的硬件电路如下图所示：
图2 TRF7970A 射频前端电路
射频前端匹配到50 欧姆的射频阻抗，基本的匹配网络如下所示：
图3 TRF7970A 射频前端匹配网
2.2 TRF7970A 天线匹配电路构建
TRF7970A 天线是一款50 欧姆的阻抗匹配天线，其基本的匹配电路如下所示：
图4 TRF7970A 天线匹配电路
由于天线的材质和尺寸大小不一样，每一款生产出来的TRF7970A 天线匹配电路天线都要做完整的天线匹配，根据设计的系统Q 值，天线的电感值来对射频前端的参数进行完整的匹配。
2.3 RF430CL330H 模块硬件电路设计
RF430CL330H 是一款满足NFC Type 4 的动态标签，支持ISO/IEC14443 Type B, 支持SPI和I2C 接口，有RF 唤醒功能的一款动态标签;其基本的硬件电路如下：
图5 RF430CL330H 基本参考电路
从该原理图可以看出，外面很少的外围器件就可以集成到别的芯片外围电路上去，以实现快速的 NFC 功能。在该遥控器项目中，RF430CL330H 及外围电路集成到遥控器的电路上，只是把线圈拿出来作为一个独立的模块，这样便于读写操作。
3 系统软件设计
系统软件设计主要包括智能电视应用中的各项功能的实现：有对TAG 的读取以获取特定电视或者网络节目的权限，有对蓝牙配对WIFI 配对的需求实现快速建立蓝牙与WIFI 的连接，另外电视可以通过P2P 功能获取手机相关图片，链接信息，实现信息的快速切换。也可以通过NFC 对Firmware 进行无线升级。
3.1 标签读取
TRF7970A 可支持ISO15693，ISO14443A/B 等标签的读取(如图6 所示)。
图6 TRF7970A 支持的卡片标准
3.2 蓝牙配对
根据NFC 论坛与蓝牙SIG 联盟定义的安全简易配对Bluetooth secure simple paring using NFC(NFCForum-AD-BTSSP)规范，将蓝牙配对信息(如下数组)通过MCU 写RF430CL330H 的NDEF 区域，当任何具有NFC 功能的设备，读取到该内容后将自动进行蓝牙配对的连接过程。
蓝牙的OOB 数据格式如图7 所示。包括OOB 数据长度，蓝牙设备地址与名称，设备种类以及UUID。
蓝牙的NDEF 写入信息数据结构如下：
Unsigned char NDEF_Application_Data[] =
{
//NDEF Tag Application Name
0xD2, 0x76, 0x00, 0x00, 0x85, 0x01, 0x01,
//Capability Container ID
0xE1, 0x03,
//Capability Container
0x00, 0x0F, //CCLEN
0x20, //MapPINg version 2.0
0x00, 0x3B, //MLe (49 bytes); Maximum R-APDU data size
0x00, 0x34, //MLc (52 bytes); Maximum C-APDU data size
0x04, //Tag, File Control TLV (4 = NDEF file)
0x06, //Length, File Control TLV (6 = 6 bytes of data for this tag)
0xE1, 0x04, //File Identifier
0x0C, 0x02, //Max NDEF size (3072 bytes)
0x00, //NDEF file read access condition, read access without any security
0x00, //NDEF file write access condition; write access without any security
//NDEF File ID
0xE1, 0x04,
0x00, 0x44, //NLEN; NDEF length (68 byte long message)
0xD2, //MB=1b, ME=1b, CF=0b, SR=1b, IL=0b, TNF=010b
0x20, //Record Type Length: 32 octets
0x21, //payload length: 33 octets;
0x61, 0x70, 0x70, 0x6C, 0x69, 0x63, 0x61, 0x74, 0x69, 0x6F, 0x6E, 0x2F, 0x76,
0x6E, 0x64, 0x2E, 0x62, 0x6C, 0x75, 0x65, 0x74, 0x6F, 0x6F, 0x74, 0x68, 0x2E,
0x65, 0x70, 0x2E, 0x6F, 0x6F, 0x62, //Record Type Name: application/vnd.blue
//tooth.ep.oob
0x21, 0x00, //OOB optional data length: 33 octets
0x06, 0x05, 0x04, 0x03, 0x02, 0x01, //bluetooth device address:
//01:02:03:04:05:06 (example address only)
0x0D, //EIR Data Length: 13 octets
