NFC设备设计宝典：设计约束篇 epub pdf mobi txt 电子书 下载 2024

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产品特色

编辑推荐

NFC(Near Field Communication)，是一种近距离无线通信技术，与其他近距离通信技术相比，NFC具有独特的安全优势和快速接入能力，填补了Wifi、蓝牙等其他无线技术的使用场景空白。随着Apple Pay、三星Pay、华为Pay、小米Pay等手机NFC支付方式的逐步普及，移动支付的飞速发展正带动NFC技术开始一个新的应用热潮。我们选择了两本系统介绍NFC概念、原理、技术约束及规定的书籍，希望为NFC工程设计人员提供较为准确、全面的NFC设备和天线设计知识，避免一些设计陷井。

除介绍NFC基本概念和NFC设备运行原理外，还收集、编译、和整理了一个技术数据库,它由各种通用工业实例，以及具体和详细的“NFC设备设计以及相关知识”的实例组成，可以作为NFC基本技术和应用培训教材，也可以作为有关NFC设备设计过程中的约束的专门手册。

内容简介

《NFC设备设计宝典：设计约束篇》讲了当今NFC设备的技术，以及这些技术在诸如金融支付、公共交通、行政管理、机动车、工业、通信工具以及物联网等领域的应用。
《NFC设备设计宝典：设计约束篇》通过数个翔实的技术实例，讨论了诸多标准（如[SO、CEN、NFC Forum、EMV等）和监管认证（如ERC、FCC、ErPSI、无线电频率、隐私及生态污染等）下的约束，以及NFC设备不得不面对的审批、外形、功能性、结构性、环境或协同等问题。
《NFC设备设计宝典：设计约束篇》适合从事NFC设备设计、研发和制造的专业人士阅读，也可作为高校相关专业师生的参考用书。

内页插图

目录

译者序

原书前言

第１ 部分　ＮＦＣ 简介和回顾

第１ 章　近场通信(ＮＦＣ) 原理回顾 ２

　１. １　“非接触式” 的物理基础与ＮＦＣ ２

　　１. １. １　传播和辐射的现象 ２

　　１. １. ２　场与空间区域的分类 ２

　　１. １. ３　空间区域 ２

　　１. １. ４　远场: ｒ >> λ /２π (Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ 区) ３

　　１. １. ５　中场: ｒ 约等于λ (Ｆｒｅｓｎｅｌ 区) ３

　　１. １. ６　近场区域: ｒ << λ /２π (Ｒａｙｌｅｉｇｈ 区) 和ＮＦＣ 的起点 ３

　　１. １. ７　非接触式、ＲＦＩＤ 和ＮＦＣ 应用的注释说明 ３

　１. ２　ＮＦＣ 的概念 ４

　　１. ２. １　Ｂｉｏｔ￣Ｓａｖａｒｔ 定律 ５

　　１. ２. ２　圆形天线轴上一点的场Ｈ ５

　　１. ２. ３　作为“ｄ” 一个函数的场Ｈ 的衰减 ７

　　１. ２. ４　矩形天线的轴上一点的场Ｈ ８

第２ 章　ＮＦＣ 的规范约束 ９

　２. １　简介 ９

　　２. １. １　规范性、标准性和ＮＦＣ 市场约束 ９

　　２. １. ２　词汇表 ９

　　２. １. ３　规范 １０

　　２. １. ４　标准 １０

　２. ２　规范性约束 １０

　　２. ２. １　从发起者到接收者的上行链路 １１

　　２. ２. ２　ＮＦＣ 设备天线上的非接触式规范约束 １５

　２. ３　结论 ２３

第３ 章　规则约束和推荐规范 ２４

　３. １　针对ＮＦＣ 和ＮＦＣ 天线的规则约束 ２４

　　３. １. １　射频规定 ２４

　　３. １. ２　关于ＮＦＣ 辐射和污染的约束 ２５

　　３. １. ３　ＥＲＣ ７０￣０３ 标准和ＥＴＳＩ ３００ ３３０ 规范 ２５

　３. ２　关于标准的讨论 ２９

　　３. ２. １　关于人体暴露在电磁场中 ２９

　　３. ２. ２　关于个人自由(隐私) 的社会约束 ３０

　　３. ２. ３　环境影响 ３２

　３. ３　ＮＦＣ 市场的规范 ３２

　　３. ３. １　应用ＮＦＣ 技术的短距离设备 ３２

　　３. ３. ２　用户期望的成本与市场价 ３３

　　３. ３. ３　注意虚假广告 ３３

第２ 部分　ＮＦＣ 应用领域导致的约束

第４ 章　ＮＦＣ 应用的分类与成果 ３６

　４. １　ＮＦＣ 应用的分类方法 ３６

　　４. １. １　技术 ３６

　　４. １. ２　“ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍ 设备” 和“ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍ 标签” ３７

　　４. １. ３　ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍ 设备通信的“模式” ３８

　　４. １. ４　ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍ 设备的角色 ３９

　　４. １. ５　应用分类的可行性及其约束 ３９

　４. ２　应用成果及其直接约束 ４１

　　４. ２. １　Ｔｏｕｃｈ ＆ Ｇｏ ４１

　　４. ２. ２　Ｔｏｕｃｈ ＆ Ｃｏｎｆｉｒｍ ４２

　　４. ２. ３　Ｔｏｕｃｈ ＆ Ｃｏｎｎｅｃｔ ４２

　　４. ２. ４　Ｔｏｕｃｈ ＆ Ｅｘｐｌｏｒｅ ４２

第５ 章　ＮＦＣ 应用领域导致的约束 ４３

　５. １　ＮＦＣ 应用的技术可行性范围 ４３

　　５. １. １　架构和电子功能 ４３

　　５. １. ２　形状. 尺寸和外形(公共场合除外) ４３

　　５. １. ３　备注和表的部分解释 ４５

　　５. １. ４　用于长距比赛监测的接收者/标签 ４５

　　５. １. ５　用于监控奢侈品的接收者/标签 ４６

　５. ２　ＮＦＣ 设备细分、市场类型、问题和影响及直接技术约束 ４７

　　５. ２. １　市场部门和类型 ４７

　５. ３　移动电话 ４８

　５. ４　银行/货币事务/付款 ４９

　５. ５　运输 ５０

　　５. ５. １　第一种情况: 电池辅助型和平板电池型卡模拟模式 ５２

　　５. ５. ２　第二种情况: 电池输出的卡模拟模式 ５２

　　５. ５. ３　第三种情况: 碰撞和负载效应 ５３

　５. ６　汽车 ５３

　　５. ６. １　消费类电子产品 ５５

　５. ７　健康服务 ５７

　５. ８　沟通介质 ５７

　　５. ８. １　ＮＦＣ 平板电脑 ５８

　　５. ８. ２　ＮＦＣ ＵＳＢ 钥匙 ５８

　　５. ８. ３　ＮＦＣ 沟通和促销介质 ５８

　　５. ８. ４　“附加性” 的ＮＦＣ 设备、棒和贴纸 ５９

第３ 部分　设计ＮＦＣ 系统及其天线时需要解决的应用约束问题

第６ 章　ＮＦＣ 的结构约束 ６２

　６. １　天线形状导致的约束 ６２

　６. ２　操作距离变化导致的约束 ６２

　　６. ２. １　距离和磁耦合 ６３

　６. ３　在约束下发起者天线的品质因数Ｑ 的最大可接受值 ６３

　６. ４　回归(逆) 调制电压的约束 ６４

　　６. ４. １　无源负载调制(ＰＬＭ) ６４

　　６. ４. ２　有源负载调制(ＡＬＭ) ６６

第７ 章　应用功能约束 ６９

　７. １　天线调谐/失谐约束 ６９

　　７. １. １　发起者的情况 ６９

　　７. １. ２　接收者的电路示意图 ６９

　　７. １. ３　“调谐” “未调谐” 和“失谐” 的移动电话 ７５

　７. ２　环境的影响和约束 ７８

　　７. ２. １　环境的物理影响 ７８

　　７. ２. ２　环境对天线及其性能的影响 ７８

　　７. ２. ３　电场 ７８

　　７. ２. ４　磁场 ８０

　　Ⅹ　　ＮＦＣ 设备设计宝典: 设计约束篇

第４ 部分　一致性和互操作性约束

第８ 章　一致性约束 ８８

　８. １　ＮＦＣ 设备的一致性测试 ８８

　８. ２　ＮＦＣ ＩＰｘ 的“一致性” 测试规范 ８８

　　８. ２. １　ＩＳＯ ２３９１７ 测试(ＮＦＣ ＩＰ１ 协议) ９０

　　８. ２. ２　ＩＳＯ ２２５３６ 测试(ＮＦＣ ＩＰ１ ＲＦ 接口) ９０

　８. ３　发起者天线的电特性 ９１

　　８. ３. １　天线的电感和电阻 ９１

　　８. ３. ２　品质因数 ９２

　　８. ３. ３　带宽 ９３

　　８. ３. ４　天线的调谐及阻抗匹配 ９４

　８. ４　接收天线的调整方法 ９７

　　８. ４. １　吸收阈值 ９７

　　８. ４. ２　读取模式下的吸收 ９７

　　８. ４. ３　共振频率 ９８

　　８. ４. ４　带宽 ９８

　８. ５　与接收者一起使用的测量方法 ９８

　８. ６　发起者天线的电测量 ９９

　　８. ６. １　测量发起者辐射的磁场 ９９

　　８. ６. ２　品质因数的测量 １００

　　８. ６. ３　在应用中测量Ｑ 值 １０３

　　８. ６. ４　测量应用程序中的带宽 １０４

　８. ７　整个系统的调整方法 １０５

　　８. ７. １　需要被执行的测量 １０５

　　８. ７. ２　测量的执行顺序 １０５

　　８. ７. ３　能源领域、零位线和安全操作领域 １０５

　８. ８　测量工具 １０６

第９ 章　互操作性约束 １０７

　９. １　标准和互操作性 １０７

　９. ２　测试的问题: ＮＦＣ ＩＳＯ、ＥＭＶ 和ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍ 等 １０８

　　９. ２. １　ＥＭＶ 一致性测试 １０８

　９. ３　实际应用: 测量的一些简单例子 １１４

　　９. ３. １　例子１ １１４

　　９. ３. ２　例子２ １１６

　　９. ３. ３　ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍ 中的一致性测试 １１８

　　９. ３. ４　更低层的ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍ 测试和验证方法 １１９

　　９. ３. ５　测试ＮＦＣ 与ＣＥＮ 的一致性 １１９

　　９. ３. ６　什么是总体的互操性? １２０

结语　ＮＦＣ 及其天线的“近场”“远场” 的未来 １２１

参考文献 １２６

前言/序言

前言

我从一开始(到现在已经１５ 年了) 就在ＮＦＣ (近场通信) 领域工作. 过去写过很多关于这个主题的文章. 现在ＮＦＣ 在操作原理方面已经取得了长足的进步.也出现了各种精彩纷呈的ＮＦＣ 应用软件(特别是移动电话). 然而(总是会有一个转折). 关于ＮＦＣ 特定应用的集成电路和天线(硬件) 的具体功能的研究文献相对较少. 对物理层(即空中接口) 的研究也相对很少. 我希望这本书能很好地填补这个空白.因此. 我希望立即使这种局面得到改观. 我希望弥补这个不足之处不是出于情怀. 而是因为它是一个日常的现实. 设计师和用户常常忽略某些限制. 认为“没有它也会正常工作”. 然而. 不幸的是. 由于通过空中接口、网络天线、各种应用程序和物理环境的各种形式因素进行通信. 它们的问题必须加以考虑. 否则无法实现任何建设性的目标.作为在这片神秘的领域驰骋多年并且见证了ＮＦＣ 市场渐渐兴旺的众多公司的技术顾问. 我将本书定位为面向工程师、技术人员、学生和这个领域源源不断的新来者. 以帮助他们避免一些陷阱. 目前. 这些主题很少有现成的信息或基本技术和应用培训. 因此. 我现在向你们提供这本书. 作为本领域入门的一个引导.并提供有关ＮＦＣ 设备设计过程中关于约束的专门知识. 我已经收集、编译和整理了一个技术数据库. 它由各种通用工业实例、具体和详细的“ＮＦＣ 设备设计” 实例组成. 这些实例来自于我的公司“ｄｐ￣Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ” 的广泛参与.本书不是关于市场营销的百科全书. 也不是关于本书主题的泛泛而谈. 而是对于技术细节和所有关于这些技术功能和应用问题的深入检查和技术参考. 读者在阅读本书的过程中将发现. 应用领域非常宽广. 从无纸化数据交换到安全支付.这些应用可由便携设备(比方说手机和相机等) 控制. 也可以应用在芯片卡、电视或汽车上. 因此. 我们需要考虑许多“形状因素”、外部环境等问题. 这些问题导致了一系列和天线相关的技术问题.此外. 为了不妨碍读者理解本书中提到的设备. 我已经做了最大努力让这本书尽可能清晰和有条理. 这样你们就可以立刻看到重点. 以及理论、技术方面、经济方面等的联系点所在.现在. 我希望读者会发现这本书很有趣并且很有用. 最重要的是. 享受它.　　Ⅵ　　ＮＦＣ 设备设计宝典: 设计约束篇因为它是献给你们的(不是我)! 如果有任何疑问. 欢迎读者随时通过电子邮件联系我. 提出关于本书内容和形式的任何评论、问题(当然. 这些评论应该是建设性的).

译者序

NFC (Near Field Communication)，是一种近距离无线通信技术，与其他近距离通信技术相比，NFC具有独特的安全优势和快速接入能力，填补了Wifi、蓝牙等其他无线技术的使用场景空白。尽管NFC并非是一个新技术，但由于过去NFC应用使用场景比较少，因此大众对它的认知率并不高。

随着Apple Pay、三星Pay、华为Pay、小米Pay等手机NFC支付方式的逐步普及，移动支付的飞速发展正带动NFC技术开始一个新的应用热潮。但当智能手机、智能手环等多种形状和材质的设备上附加NFC功能时，导致NFC设备和天线的工作电磁环境更为复杂，如何设计NFC设备和天线成为工程设计人员面临的难题。译者作为高校教师，同时作为较早接触NFC技术、开发NFC应用的科技研究人员，对系统介绍NFC设备和天线设计规范和原则方面中文资料的需求和匮乏有深刻的体会，因此，我们选择了两本系统介绍NFC概念、原理、技术约束及规定的原文书，进行翻译出版，希望为NFC工程设计人员提供较为准确、全面的NFC设备和天线设计知识。

原书的作者Dominique Paret，在NFC领域工作近20年，写过很多关于这个主题的文章，在国内翻译出版的有《超高频射频识别原理与应用》等书，在射频通信领域是理论与应用结合的专家。本书的原著《Design Constraints for NFCDevices》和《Antenna Designs for NFCDevices》是作者2016年的最新力作，对NFC特定应用的集成电路和天线（硬件）的具体功能进行详细、系统的描述，填补了对NFC物理层——空中接口的研究的空白。

书中除介绍NFC基本概念和NFC设备运行原理外，还收集、编译、和整理了一个技术数据库,它由各种通用工业实例，以及具体和详细的“NFC设备设计以及相关知识”的实例组成，全书叙述由浅及深，由结构、实例入手，讲述设计NFC设备需要遵循的约束，适合工程技术人员、教师、学生等NFC领域的研究者阅读，可以作为NFC基本技术和应用培训教材，也可以作为有关NFC设备设计过程中的约束的专门手册。

《Design Constraints for NFCDevices》——《NFC设备的设计约束》，描述设计NFC相关设备时需要遵循的标准、规则和约束。书中共分四部分，第一部分，囊括了很多关键的技术问题，对于了解当前NFC设备的应用问题，是非常重要的。该部分从讲述NFC运行原理开始，继而描述 NFC元件结构，给出设计时适用的结构规范约束，主要是NFC射频级设计、天线设计及与之直接关联的连接问题；第二部分，将NFC应用进行分类，按照分类介绍其成果及相应的满足应用目标需要的设计约束；第三部分，阐述了设计NFC设备及其天线的框架和背景，描述与NFC规范和标准（ISO、NFC Forum、EMV等）内容存在直接和间接相关的结构约束、各种应用的功能约束，以及对这些约束的处理方法。第四部分，介绍专门讨论NFC系统及其天线的测量和测试的约束，讨论各种NFC特定组件（天线，线圈等）的值和特性的测量的约束，以及符合标准的产品的主要约束的一致性测试。

《Antenna Designs for NFC Devices》——《NFC设备的天线设计》讲述NFC设备的天线设计的约束，书中按照NFC天线的组成结构及通信原理讲述各部分的约束规则。书中首先回顾NFC设备天线设计的约束条件（第一章），介绍NFC内部原理（第二章），然后重点介绍NFC天线的组成结构的约束规则，包括发送者天线（第三章）、接收者和标签的天线（第五章）、发送者-接收者天线对及其耦合（第七章）、发送者-接收者天线对和负载效应（第八章），中间适时给出应用实例，包括发起者天线的应用实例（第四章），发送者、接收者天线设计的详细示例（第六章），并在最后给出“如何进行一个NFC项目”一节，指导读者展开实际应用。

NFC中文译著比较少，本书翻译过程中面临的一个困难是，有很多专业名词是否翻译，如何进行中文翻译，译者进行了仔细斟酌，但仍难免有疏漏之处，如读者发现任何不理想之处，望能不吝赐教，我们将在再版时予以纠正。

特别感谢冯钒、刘亚辉、闫萌、朱翀、陶竞虹等为本书翻译所做的工作。

机械工业出版社对本书的出版予以高度重视，感谢吕潇编辑日夜工作，指出了很多问题，提出了很多宝贵建议，提高了本译著的质量。本书出版付印过程中参与服务的还有多位台前幕后的工作人员。对此予以特别感谢！

译者

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