汽車上的NFC: 看NFC Forum CR13 如何實(shí)現(xiàn)車門無線鑰匙功能

NFC Forum發(fā)布了第 13 版NFC證書(NFC Forum CR13)，使NFC Forum設(shè)備要求規(guī)范 3.0 版正式生效。相比 第 12版NFC證書，新版主要增加了支持汽車連接聯(lián)盟(CCC) 數(shù)字車門鑰匙讀取器和手機(jī)數(shù)字鑰匙卡仿真(CE)等多項(xiàng)功能，簡而言之，13 版NFC證書 將確保汽車廠商能夠提供可互操作的NFC鑰匙系統(tǒng)。至于其它的新增功能，這里就不一一贅述了，我們只探討一下13 版NFC證書給汽車行業(yè)及其消費(fèi)者帶來哪些影響。

NFC Forum CR13：今天的非接觸式車鑰匙存在哪些問題？

消費(fèi)者任由企業(yè)專有系統(tǒng)擺布。一種車型只與一代手機(jī)配合使用，而新車型可能有不同的要求，結(jié)果，缺乏行業(yè)協(xié)調(diào)的混亂局面讓消費(fèi)者感到沮喪，因而不愿意接受無線車鑰匙這項(xiàng)新技術(shù)。NFC Forum CR13 旨在加強(qiáng)非接觸式汽車鑰匙實(shí)用性。例如，新規(guī)要求即使手機(jī)處于省電模式NFC功能也能照常用。當(dāng)手機(jī)電源關(guān)閉，只顯示一個需要充電的圖標(biāo)時，手機(jī)廠商必須為NFC預(yù)留正常工作所需的最低電量。因此，當(dāng)把手機(jī)當(dāng)作車鑰匙時，客戶再也不用擔(dān)心手機(jī)電量了。

NFC Forum CR13:解決互操作性問題，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用

NFC Forum CR13發(fā)布的背后原因

符合 NFC Forum CR13 標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)將滿足 CCC汽車連接聯(lián)盟的技術(shù)要求。此外，在滿足12版NFC證書和 EMVCo 支付要求的智能手機(jī)中，大多數(shù)也應(yīng)該通過13版NFC證書認(rèn)證。因此，新版證書是基于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，旨在提高設(shè)備之間的互操作性。同樣， 意法半導(dǎo)體的ST25R3920 提供了更先進(jìn)的波形整形功能，現(xiàn)在開發(fā) NFC Forum CR13 閱讀器，波形整形是必不可少的功能。對于NFC銀行卡支付，EMVCo 3.0 標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)有了嚴(yán)格的波形單調(diào)性測試。NFC Forum最近工作目標(biāo)是在各種不同標(biāo)準(zhǔn)之間統(tǒng)一測試協(xié)議。

波形整形是一種使讀卡器和PICC(近距離感性耦合芯片卡)參考卡片匹配得更準(zhǔn)確的信號調(diào)整方法，目的是避免過沖和通信錯誤。簡而言之，這種方法可以微調(diào)讀卡器和卡片之間的耦合操作，無需重新匹配天線。波形整形是車企滿足新證書更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求的關(guān)鍵；對于消費(fèi)者而言，這項(xiàng)技術(shù)意味著將有更多的手機(jī)和門鎖可以互操作，改善用戶的使用體驗(yàn)。

采用NFC Forum CR13

按照慣例，新證書從發(fā)布到大規(guī)模采用需要大約三年。不過，NFC Forum暫時延長了廠商執(zhí)行 CR13證書的寬限期?，F(xiàn)在，企業(yè)從舊版升級到新版，過渡期是七十二月，而不是十八個月。可見，NFC Forum考慮到了汽車行業(yè)開發(fā)周期比其他行業(yè)更長的特點(diǎn)。

然而，我們預(yù)測實(shí)際過渡期會比以往更短。今天發(fā)布的大多數(shù)智能手機(jī)實(shí)際上都兼容 NFC Forum CR13，廠商只需要發(fā)布一次軟件更新，操作系統(tǒng)就能達(dá)到CR13標(biāo)準(zhǔn)要求。同樣，市面上已經(jīng)有了用于設(shè)計(jì)CR13兼容讀取器的軟硬件，例如，意法半導(dǎo)體為用戶提供了射頻抽象層軟件 STSW-ST25RFAL002?，方便開發(fā)者使用ST25R3920開發(fā)CR13 兼容閱讀器。

NFC Forum CR13：充分考慮到NFC 車門鎖、中控等應(yīng)用

NFC汽車鑰匙讀取器的特別之處在于：不對讀取器有特別要求

汽車NFC 模塊主要位于三個地方：門把手、前后窗之間的 B 柱和中控臺。前兩個模塊用于開車門鎖，支持不同的開鎖方式，監(jiān)控人員進(jìn)入車內(nèi)。門把手內(nèi)部空間很小，需要纖薄的組件和天線，而B 柱可以安裝尺寸擴(kuò)大四倍的線圈。這三個地方的NFC的功能是不同的。例如，中控臺NFC模塊可以驗(yàn)證智能手機(jī)，驗(yàn)證成功后系統(tǒng)自動調(diào)整座椅位置。我們還考慮到，在汽車與十幾歲孩子的手機(jī)配對時，家長將會給車子設(shè)定各種限速。

想到這三個地方需要完全不同的系統(tǒng)，決策者和設(shè)計(jì)人員很是糾結(jié)。ST25R3920 等讀取器 芯片的優(yōu)勢是三個地方都能用。例如，ST25R3920的工作溫度范圍超大，在-40 oC 至 +105 oC 之間，這意味著它在車內(nèi)外都可以用，從門把手到中控臺，ST25R3920可輕松安裝在車輛的任何位置。只用一款新品意味著只需驗(yàn)證一個組件，從而大大簡化了設(shè)計(jì)制造過程。

用 ST芯片設(shè)計(jì) NFC 模塊，有驚喜，無驚險(xiǎn)

用智能手機(jī)NFC標(biāo)簽開車鎖

凡是對ST25R3920感興趣的人，都能買到一塊便宜的 X-NUCLEO-NFC06A1擴(kuò)展板。這塊板子所用的主芯片是ST25R3916，除沒有車規(guī)認(rèn)證外，ST25R3916與ST25R3920完全一樣。我們甚至還提供符合 MISRA-C 標(biāo)準(zhǔn)的固件 STSW-STM8-NFC5，用于在 NUCLEO-8S208RB 主板上做測試。此外，我們還提供天線匹配圖形用戶界面STSW-ST25R004，并在 eDesign Suite軟件中單獨(dú)提供天線匹配工具，進(jìn)一步提高開發(fā)的便利性。

強(qiáng)大的軟硬件生態(tài)系統(tǒng)可以縮短產(chǎn)品上市時間，對于產(chǎn)品開發(fā)很重要。例如，只需使用 X-NUCLEO 擴(kuò)展板板，開發(fā)人員就可以利用自動天線調(diào)諧和超低功耗喚醒序列兩大功能。然后，工程師可以選擇把相同的組件添加到最終設(shè)計(jì)中，移植在開發(fā)板上使用過的軟件代碼。因此，我們提供的不只是產(chǎn)品，還有應(yīng)用開發(fā)方法。

幾年前，工程師需要說服決策者，才能在車輛中使用 NFC。那時，梅賽德斯在E 級車型中采用了ST25R 讀取器?，F(xiàn)在，無鑰匙進(jìn)入和手機(jī)汽車配對風(fēng)靡一時，管理者都想在車上裝讀取器。因此，成功的設(shè)計(jì)是面向未來，并且可以預(yù)測行業(yè)的發(fā)展方向。ST25R3920 NFC 讀取器和STM8 MCU可以組成一個 NFC Forum CR13 讀取器。因此，投資這些組件將帶來長期回報(bào)。