基于FPGA的NFC數據采集系統(tǒng)設計與實現.pdf

1、通信數據的采集一直以來都是信號與信息處理的重要組成部分，而NFC則是目前應用最為廣泛的非接觸式通信方式。很多情況下，研究人員需要對NFC通信過程的通信數據有一個清晰的認識。比較傳統(tǒng)的方法為通過示波器將NFC通信信號采集下來，再對照相應的NFC通信協(xié)議，從而得到通信過程的數據信息。但是NFC通信協(xié)議較為復雜且通信數據較多，這使得這種傳統(tǒng)方法效率低且容易產生錯誤。所以需要有一種效率高且準確的方法對 NFC數據進行采集。FPGA有處理速度快、

2、設計驗證方法和配置靈活等優(yōu)點，常運用在圖像處理與信號處理中，所以本文提出設計并實現基于FPGA的NFC通信數據采集系統(tǒng)。然而對于NFC的通信信號，無法直接運用FPGA對其進行解碼處理，基于此，本文采用先對通信信號進行解調，然后再進行解碼的方案，最后得到通信過程中的數據。
　　信號解調電路采用硬件PCB電路輔以FPGA控制模塊的方法實現，信號解調電路的目的是將NFC的原始通信信號轉化為可以運用FPGA進行解碼的數字信號。由于不同的N

3、FC芯片以及不同的通信距離都會造成通信信號強度的差異，所以本文設計了AGC電路對信號增益進行自動調控，該AGC電路由ADC、數字電位器、壓控放大器以及基于FPGA的數字邏輯電路控制模塊組成，使得該數據采集系統(tǒng)適用于不同信號強度NFC。
　　數據解碼電路則主要為基于FPGA的數字邏輯電路，該電路的目的在于將解調后的數據信號解碼后得到所需要的通信數據。由于讀寫器發(fā)送到標簽數據的編碼方式和標簽發(fā)送到讀寫器數據的編碼方式有很大的差異，所以

4、本文針對兩種數據分別設計解碼電路，最后輸出到計算機的過程中將這兩種數據區(qū)分開。
　　整個系統(tǒng)的硬件組成包括FPGA核心板、外掛的解調電路PCB小板以及獲取通信信號的感應天線。核心控制芯片為FPGA，本文中所采用的FPGA芯片為XINLIN公司的Spartan系列芯片。最終，設計實現的NFC數據采集系統(tǒng)能對ISO15693協(xié)議下的NFC通信數據進行準確的采集并以波特率為115200Kbit/s傳輸到計算機，數據采集的錯誤率小于0.1