用于訪問控制的近場通信 (NFC)與射頻識別 (RFID)

RFID卡片或徽章通常用來實現非接觸式訪問控制。這在寫字樓中很常見，主要用于提供樓宇門禁功能，并且限制對特定區域的訪問。與13.56MHz RFID一樣，近場通信 (NFC) 采用同樣的ISO和IEC標準與協議，應用于很多智能手機中。這些設備可在住宅中實現全新的訪問控制應用，并實現應用與電話及支持RFIC的徽章或卡片之間的通信。在設計此類訪問控制系統時，其中需要考慮的一個主要因素就是低功耗。

NFC/RFID徽章或卡片并非由電池功能，而是通過與讀卡器設備磁場的電感耦合來接收電能。隨后，NFC/RFID讀取器或寫入器利用調制來發出一條指令，RFID卡片將通過對讀取器提供的磁場進行負載調制來響應這條指令。在這個過程中，所有的通信必須由讀取器設備發起，而非徽章或卡片。為了使訪問控制系統能夠隨時讀取靠近的卡片，它必須在磁場打開的位置上進入輪詢循環，當一個指令被發出后，需要等待響應，以確定卡片是否在范圍內。這個機制的問題在于，當磁場接通時，收發器的流耗最高，并且在等待卡片響應時，磁場必須在絕大多數時間內保持連通狀態，而卡片99%時間是不在磁場范圍內的。

為了實現超低功耗以及“隨時可用”的用戶體驗，開發人員必須執行一項徽章“嗅探”技術，這個技術不用經歷整個發送指令和等待響應的過程。傳統上，減少功耗的方法包括使用機械或光開關、共振器、RSSI（接收信號強度指示器）或電容式臨近傳感器。TI已經開發出一款超低功耗的方法，即在RF發射器信號接通后的極短突發時間（大約20uS）內，使用一個比較器來測量這個信號的衰減時間。當發射器處于關閉狀態并且卡片在天線的范圍內時，讀取器天線與卡片之間將會有一些耦合，而這將改變衰減時間并且觸發系統喚醒，之后卡片的存儲器即可被認證，并提供訪問權限。

超低功耗卡片“嗅探”電路所需組件，以及信號分析圖如下方所示（相關組件用藍色表示）。來自天線的信號經肖特基二極管整流，然后用于供給CA1比較器輸入，而衰減時間將在此處被測量，以確定卡片是否出現。

通過使用這個輪詢頻率為每秒三次的卡片嗅探技術，平均電流下降到僅為31uA，這個結果幾乎讓人難以置信，這也使得它成為電池供電應用的理想選擇。如需獲取與MSP430 微控制器和TRF79xxA 收發器源代碼等相關信息，敬請查看TI使用說明書。