一、簡(jiǎn)介

NFC英文全稱(chēng)Near Field Communication，近距離無(wú)線通信。是由飛利浦公司發(fā)起，由諾基亞、索尼等著名廠商聯(lián)合主推的一項(xiàng)無(wú)線技術(shù)。NFC由非接觸式射頻識(shí)別(RFID)及互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來(lái),在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的功能，能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識(shí)別和數(shù)據(jù)交換。這項(xiàng)技術(shù)最初只是RFID技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的簡(jiǎn)單合并，現(xiàn)在已經(jīng)演變成一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，發(fā)展態(tài)勢(shì)相當(dāng)迅速。與RFID不同的是，NFC具有雙向連接和識(shí)別的特點(diǎn)，工作于13.56MHz頻率范圍，作用距離10厘米左右。NFC技術(shù)在ISO 18092、ECMA 340和ETSI TS 102 190框架下推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)也兼容應(yīng)用廣泛的ISO 14443 Type-A、B以及Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡的基礎(chǔ)架構(gòu)。

NFC芯片裝在手機(jī)上，手機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)小額電子支付和讀取其他NFC設(shè)備或標(biāo)簽的信息。NFC的短距離交互大大簡(jiǎn)化整個(gè)認(rèn)證識(shí)別過(guò)程，使電子設(shè)備間互相訪問(wèn)更直接、更安全和更清楚。通過(guò)NFC，電腦、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、PDA等多個(gè)設(shè)備之間可以很方便快捷地進(jìn)行無(wú)線連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和服務(wù)。

本文基于瑞芯微RK2206芯片 + Harmony LiteOS操作系統(tǒng)，通過(guò)i2c總線控制NFC，實(shí)現(xiàn)手機(jī)和開(kāi)發(fā)板的互相通信功能。

二、硬件電路設(shè)計(jì)

模塊整體硬件電路如下圖所示，電路中包含了NFC。電路比較簡(jiǎn)單，這邊不對(duì)電路進(jìn)行說(shuō)明。

圖1硬件電路圖

三、程序設(shè)計(jì)

NFC是一種近距離無(wú)線通訊技術(shù)，使用NFC技術(shù)的設(shè)備（如智能手機(jī)）可以在彼此靠近的情況下進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，是通過(guò)在單一芯片上集成感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的功能，利用移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)移動(dòng)支付、門(mén)禁、移動(dòng)身份識(shí)別等。

與以往設(shè)備配網(wǎng)技術(shù)相比，NFC"碰一碰"方案可以支持NFC功能的安卓手機(jī)和iOS 13.0以上系統(tǒng)的iPhone使用，為消費(fèi)客戶(hù)提供高效便捷的智慧生活無(wú)縫體驗(yàn)。

1、主程序設(shè)計(jì)

如圖所示為NFC碰一碰主程序流程圖，開(kāi)機(jī)LiteOS系統(tǒng)初始化后，進(jìn)入主程序后先初始化I2C總線，然后控制I2C總線往NFC寫(xiě)入一段文本信息和一段網(wǎng)址信息，最后拿支持NFC功能的安卓手機(jī)或iOS 13.0以上系統(tǒng)的iPhone靠近小凌派-RK2206開(kāi)發(fā)板，就可以識(shí)別出一段文本信息和一個(gè)網(wǎng)址。

圖2主程序流程圖

void nfc_process(void){  unsigned int ret = 0;
  /* 初始化NFC設(shè)備 */nfc_init();
  ret = nfc_store_text(NDEFFirstPos, (uint8_t *)TEXT);  if (ret != 1) {    printf("NFC Write Text Failed: %d
", ret);}
  ret = nfc_store_uri_http(NDEFLastPos, (uint8_t *)WEB);  if (ret != 1) {    printf("NFC Write Url Failed: %d
", ret);  }    while (1) {    printf("==============NFC Example==============
");    printf("Please use the mobile phone with NFC function close to the development board!
");    printf("

");    LOS_Msleep(1000);  }}

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２、NFC初始化程序設(shè)計(jì)

NFC碰一碰初始化主要包括I2C總線初始化。

/* NFC使用i2c的總線ID */static unsigned int NFC_I2C_PORT = 2;
/* i2c配置 */static I2cBusIo m_i2c2m0 ={  .scl = {.gpio = GPIO0_PD6, .func = MUX_FUNC1, .type = PULL_NONE, .drv = DRIVE_KEEP, .dir = LZGPIO_DIR_KEEP, .val = LZGPIO_LEVEL_KEEP},  .sda = {.gpio = GPIO0_PD5, .func = MUX_FUNC1, .type = PULL_NONE, .drv = DRIVE_KEEP, .dir = LZGPIO_DIR_KEEP, .val = LZGPIO_LEVEL_KEEP},  .id = FUNC_ID_I2C2,  .mode = FUNC_MODE_M0,};/* i2c的時(shí)鐘頻率 */static unsigned int m_i2c2_freq = 400000;
unsigned int NT3HI2cInit(){  uint32_t *pGrf = (uint32_t *)0x41050000U;  uint32_t ulValue;    ulValue = pGrf[7];  ulValue &= ~((0x7 << 8) | (0x7 << 4));  ulValue |= ((0x1 << 8) | (0x1 << 4));  pGrf[7] = ulValue | (0xFFFF << 16);  printf("%s, %d: GRF_GPIO0D_IOMUX_H(0x%x) = 0x%x
", __func__, __LINE__, &pGrf[7], pGrf[7]);    if (I2cIoInit(m_i2c2m0) != LZ_HARDWARE_SUCCESS)  {    printf("%s, %s, %d: I2cIoInit failed!
", __FILE__, __func__, __LINE__);    return __LINE__;  }  if (LzI2cInit(NFC_I2C_PORT, m_i2c2_freq) != LZ_HARDWARE_SUCCESS)  {    printf("%s, %s, %d: LzI2cInit failed!
", __FILE__, __func__, __LINE__);    return __LINE__;  }    return 0;}
unsigned int nfc_init(void){  unsigned int ret = 0;  uint32_t *pGrf = (uint32_t *)0x41050000U;  uint32_t ulValue;    if (m_nfc_is_init == 1)  {    printf("%s, %s, %d: Nfc readly init!
", __FILE__, __func__, __LINE__);    return __LINE__;  }    ret = NT3HI2cInit();  if (ret != 0)  {    printf("%s, %s, %d: NT3HI2cInit failed!
", __FILE__, __func__, __LINE__);    return __LINE__;  }    m_nfc_is_init = 1;  return 0;}

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３、NFC寫(xiě)入信息程序設(shè)計(jì)

向NFC芯片寫(xiě)入數(shù)據(jù)，但需要寫(xiě)入2個(gè)記錄時(shí)，第2個(gè)記錄的位置需要用 NDEFLastPos 來(lái)定義；當(dāng)需要寫(xiě)入3個(gè)記錄時(shí)，第2個(gè)和第3個(gè)記錄的位置分別需要用 NDEFMiddlePos 和 NDEFLastPos 來(lái)定義。

圖3NDEF協(xié)議格式圖

ret = nfc_store_text(NDEFFirstPos, (uint8_t *)TEXT);if (ret != 1) {   printf("NFC Write Text Failed: %d
", ret);}
ret = nfc_store_uri_http(NDEFLastPos, (uint8_t *)WEB);if (ret != 1) {  printf("NFC Write Url Failed: %d
", ret);}

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其中，nfc_store_text()和nfc_store_uri_http()兩個(gè)函數(shù)首先按照rtdText.h和rtdUri.h中RTD協(xié)議進(jìn)行處理。然后與ndef.h中NT3HwriteRecord()進(jìn)行記錄寫(xiě)入。

bool nfc_store_text(RecordPosEnu position, uint8_t *text){  NDEFDataStr data;    if (m_nfc_is_init == 0)  {    printf("%s, %s, %d: NFC is not init!
", __FILE__, __func__, __LINE__);    return 0;  }    prepareText(&data, position, text);  return NT3HwriteRecord(&data);}
bool nfc_store_uri_http(RecordPosEnu position, uint8_t *http){  NDEFDataStr data;    if (m_nfc_is_init == 0)  {    printf("%s, %s, %d: NFC is not init!
", __FILE__, __func__, __LINE__);    return 0;  }    prepareUrihttp(&data, position, http);  return NT3HwriteRecord(&data);

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NT3HwriteRecord()則負(fù)責(zé)將需要下發(fā)的信息打包成NDEF協(xié)議報(bào)文，最后由I2C總線將NDEF協(xié)議報(bào)文發(fā)送給NFC設(shè)備。

bool NT3HwriteRecord(const NDEFDataStr *data){  uint8_t recordLength = 0, mbMe;  UncompletePageStr addPage;  addPage.page = 0;    // calculate the last used page  if (data->ndefPosition != NDEFFirstPos )  {    NT3HReadHeaderNfc(&recordLength, &mbMe);    addPage.page = (recordLength + sizeof(NDEFHeaderStr) + 1) / NFC_PAGE_SIZE;        //remove the NDEF_END_BYTE byte because it will overwrite by the new Record    addPage.usedBytes = (recordLength + sizeof(NDEFHeaderStr) + 1) % NFC_PAGE_SIZE - 1;  }    // call the appropriate function and consider the pointer  // within the NFC_PAGE_SIZE that need to be used  int16_t payloadPtr = addFunct[data->ndefPosition](&addPage, data, data->ndefPosition);  if (payloadPtr == -1)  {    errNo = NT3HERROR_TYPE_NOT_SUPPORTED;    return false;  }    return writeUserPayload(payloadPtr, data, &addPage);}

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四、編譯過(guò)程

1、搭建和下載源代碼

我已將OpenHarmony源代碼上傳到Gitee社區(qū)中，大家可以根據(jù)以下網(wǎng)址下載。

https://gitee.com/Lockzhiner-Electronics/lockzhiner-rk2206-openharmony3.0lts

注意：編譯環(huán)境可根據(jù)以下網(wǎng)址來(lái)操作：

https://gitee.com/Lockzhiner-Electronics/lockzhiner-rk2206-openharmony3.0lts/blob/master/vendor/lockzhiner/rk2206/README_zh.md

2、打開(kāi)sdk下面路徑的文件

/vendor/lockzhiner/rk2206/samples/b2_nfc/nfc_example.c

注意：Gitee上的NFC控制案例為通用案例，請(qǐng)大家根據(jù)上述的需求修改相關(guān)源代碼。

3、修改編譯腳本

修改 vendor/lockzhiner/rk2206/sample 路徑下 BUILD.gn 文件，指定 nfc_example 參與編譯。

"./b2_nfc:nfc_example",

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修改 device/lockzhiner/rk2206/sdk_liteos 路徑下 Makefile 文件，添加 -lnfc_example 參與編譯。

hardware_LIBS = -lhal_iothardware -lhardware -lnfc_example

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4、編譯固件

hb set -root .hb sethb build -f

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5、燒寫(xiě)固件

請(qǐng)參考Gitee網(wǎng)址的說(shuō)明手冊(cè)（“燒錄打印”章節(jié)）：

https://gitee.com/Lockzhiner-Electronics/lockzhiner-rk2206-openharmony3.0lts/blob/master/device/rockchip/README_zh.md

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

程序編譯燒寫(xiě)到開(kāi)發(fā)板后，按下開(kāi)發(fā)板的RESET按鍵，通過(guò)串口軟件查看日志如下：

==============NFC Example==============Please use the mobile phone with NFC function close to the development board!==============NFC Example==============Please use the mobile phone with NFC function close to the development board!......

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