【鸿蒙开发】Hi3861学习笔记- NFC

沧海一笑-dj2025-03-22 20:25

00. 目录

文章目录

    • [00. 目录](#00. 目录)
    • [01. NFC简介](#01. NFC简介)
    • [02. NT3H1101](#02. NT3H1101)
    • [03. 硬件设计](#03. 硬件设计)
    • [04. 软件设计](#04. 软件设计)
    • [05. 实验现象](#05. 实验现象)
    • [06. 附录](#06. 附录)

01. NFC简介

什么是NFC

NFC（Near Field Communication，近场通信）是一种基于无线射频识别（RFID）的短距离通信技术，允许电子设备在10厘米左右的范围内进行非接触式数据传输。其特点是快速配对、低功耗和高安全性，常用于移动支付、身份识别等场景。

工作原理

  • 频率与距离：工作在13.56MHz频段，传输距离通常小于10厘米，需设备贴近或轻触。
  • 工作模式 ：
    • 主动模式：双方设备均有电源，交替发送信号（如文件传输）。
    • 被动模式：一方无电源（如NFC标签），由主动设备供电读取数据（如扫描智能海报）。
    • 卡模拟模式：设备模拟成IC卡（如手机变公交卡）。

核心特点

  • 便捷性：无需手动配对，触碰即连接。
  • 低功耗：适合小型设备（如智能手表）。
  • 高兼容性：兼容传统RFID标准（如公交卡、门禁）。
  • 安全性：短距离降低窃听风险，支持加密通信（如SE安全芯片）。

应用场景

  • 移动支付：Apple Pay、支付宝等触碰支付。
  • 交通出行：手机NFC模拟公交卡、地铁闸机刷卡。
  • 智能家居：触碰连接音箱、快速配对蓝牙设备。
  • 信息交换：轻触手机传输联系人、照片（Android Beam）。
  • 身份识别：电子护照、企业门禁卡。
  • 营销互动：扫描NFC标签获取产品信息或优惠券。

安全性

  • 短距离防护：需极近距离通信，难以远程拦截。
  • 硬件加密：支付类应用依赖SE安全芯片存储敏感数据。
  • 风险提示：警惕恶意NFC标签诱导连接（如强制打开钓鱼网站）。

与其他技术对比

  • VS蓝牙：NFC连接更快（0.1秒）、无需配对，但传输速度慢（424kbps vs 蓝牙5.0的2Mbps），适合小数据量场景。
  • VS RFID：NFC是RFID的子集，专为双向交互设计，而RFID多为单向读取（如仓储物流）。

02. NT3H1101

NT3H1101W0FHKH（通常简称为 NT3H1101）是一款由 NXP（恩智浦）半导体公司生产的射频卡芯片，该芯片属于 NTAG I²C 系列，特

别适用于需要 NFC（近场通信）功能的各种应用场景。

03. 硬件设计

从上图可知，板载 NFC 均连接到指定 IO。

04. 软件设计

bsp_nfc.h

c 复制代码 
#ifndef BSP_NFC_H
#define BSP_NFC_H

#include "cmsis_os2.h"
#include "hi_io.h"
#include "hi_gpio.h"



#define NDEF_HEADER_SIZE 0x2 // NDEF协议的头部大小

#define NDEF_PROTOCOL_HEADER_OFFSET 0           // NDEF协议头(固定)
#define NDEF_PROTOCOL_LENGTH_OFFSET 1           // NDEF协议数据的总长度位
#define NDEF_PROTOCOL_MEG_CONFIG_OFFSET 2       // 标签的控制字节位
#define NDEF_PROTOCOL_DATA_TYPE_LENGTH_OFFSET 3 // 标签数据类型的长度位
#define NDEF_PROTOCOL_DATA_LENGTH_OFFSET 4      // 标签的数据长度位
#define NDEF_PROTOCOL_DATA_TYPE_OFFSET 6        // 标签的数据类型位
#define NDEF_PROTOCOL_VALID_DATA_OFFSET 20      // 有效数据位


//函数声明
uint32_t get_NDEFDataPackage(uint8_t *dataBuff, const uint16_t dataBuff_MaxSize);
uint32_t nfc_init(void);

#endif

bsp_nfc.c

c 复制代码 
#include "bsp_nfc.h"
#include "hi_errno.h"
#include "hi_i2c.h"
#include "NT3H.h"
#include <stdlib.h>
#include <string.h>


/**
 * @brief  从Page页中组成NDEF协议的包裹
 * @note
 * @param  *dataBuff: 最终的内容
 * @param  dataBuff_MaxSize: 存储缓冲区的长度
 * @retval
 */
uint32_t get_NDEFDataPackage(uint8_t *dataBuff, const uint16_t dataBuff_MaxSize)
{
    if (dataBuff == NULL || dataBuff_MaxSize <= 0) 
    {
        printf("dataBuff==NULL or dataBuff_MaxSize<=0\r\n");
        return HI_ERR_FAILURE;
    }

    uint8_t userMemoryPageNum = 0; // 用户的数据操作页数

    // 算出要取多少页
    if (dataBuff_MaxSize <= NFC_PAGE_SIZE) 
    {
        userMemoryPageNum = 1; // 1页
    } 
    else 
    {
        // 需要访问多少页
        userMemoryPageNum = (dataBuff_MaxSize / NFC_PAGE_SIZE) + \
                            ((dataBuff_MaxSize % NFC_PAGE_SIZE) >= 0 ? 1 : 0);
    }

    // 内存拷贝
    uint8_t *p_buff = (uint8_t *)malloc(userMemoryPageNum * NFC_PAGE_SIZE);
    if (p_buff == NULL) 
    {
        printf("p_buff == NULL.\r\n");
        return HI_ERR_FAILURE;
    }

    // 读取数据
    for (int i = 0; i < userMemoryPageNum; i++) 
    {
        if (NT3HReadUserData(i) == true) 
        {
            memcpy_s(p_buff + i * NFC_PAGE_SIZE, userMemoryPageNum * NFC_PAGE_SIZE,
                     nfcPageBuffer, NFC_PAGE_SIZE);
        }
    }

    memcpy_s(dataBuff, dataBuff_MaxSize, p_buff, dataBuff_MaxSize);

    free(p_buff);
    p_buff = NULL;

    return HI_ERR_SUCCESS;
}

//NFC初始化
uint32_t nfc_init(void)
{
    uint32_t result;

    // gpio_9 复用为 I2C_SCL
    hi_io_set_pull(HI_IO_NAME_GPIO_9, HI_IO_PULL_UP);
    hi_io_set_func(HI_IO_NAME_GPIO_9, HI_IO_FUNC_GPIO_9_I2C0_SCL);
    // gpio_10 复用为 I2C_SDA
    hi_io_set_pull(HI_IO_NAME_GPIO_10, HI_IO_PULL_UP);
    hi_io_set_func(HI_IO_NAME_GPIO_10, HI_IO_FUNC_GPIO_10_I2C0_SDA);

    result = hi_i2c_init(HI_I2C_IDX_0, I2C_RATE_DEFAULT);
    if (result != HI_ERR_SUCCESS) 
    {
        printf("I2C nfc Init status is 0x%x!!!\r\n", result);
        return result;
    }
    printf("I2C nfc Init is succeeded!!!\r\n");

    return true;
}

template.c

c 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

#include "ohos_init.h"
#include "cmsis_os2.h"

#include "bsp_led.h"
#include "bsp_nfc.h"


//LED任务
osThreadId_t LED_Task_ID; //led任务ID

void LED_Task(void)
{
    led_init();//LED初始化

    while (1) 
    {
        LED(1); 
        usleep(200*1000); //200ms
        LED(0);
        usleep(200*1000); //200ms
    }
}
//LED任务创建
void led_task_create(void)
{
    osThreadAttr_t taskOptions;
    taskOptions.name = "LEDTask";            // 任务的名字
    taskOptions.attr_bits = 0;               // 属性位
    taskOptions.cb_mem = NULL;               // 堆空间地址
    taskOptions.cb_size = 0;                 // 堆空间大小
    taskOptions.stack_mem = NULL;            // 栈空间地址
    taskOptions.stack_size = 1024;           // 栈空间大小 单位:字节
    taskOptions.priority = osPriorityNormal; // 任务的优先级

    LED_Task_ID = osThreadNew((osThreadFunc_t)LED_Task, NULL, &taskOptions); // 创建任务1
    if (LED_Task_ID != NULL)
    {
        printf("ID = %d, Create LED_Task_ID is OK!\n", LED_Task_ID);
    }
}

//控制任务
osThreadId_t NFC_Task_ID; //任务ID

void NFC_Task(void)
{
    uint8_t ret, num = 0;
    uint8_t ndefLen = 0;      // ndef包的长度
    uint8_t ndef_Header = 0;  // ndef消息开始标志位-用不到
    uint32_t result_code = 0; // 函数的返回值
    uint8_t i=0;
    
    nfc_init();

    // 读整个数据的包头部分，读出整个数据的长度
    if (result_code = NT3HReadHeaderNfc(&ndefLen, &ndef_Header) != true) 
    {
        printf("NT3HReadHeaderNfc is failed. result_code = %d\r\n", result_code);
        return;
    }

    ndefLen += NDEF_HEADER_SIZE; // 加上头部字节
    if (ndefLen <= NDEF_HEADER_SIZE) 
    {
        printf("ndefLen <= 2\r\n");
        return;
    }
    uint8_t *ndefBuff = (uint8_t *)malloc(ndefLen + 1);
    if (ndefBuff == NULL) 
    {
        printf("ndefBuff malloc is Falied!\r\n");
        return;
    }

    if (result_code = get_NDEFDataPackage(ndefBuff, ndefLen) != HI_ERR_SUCCESS) 
    {
        printf("get_NDEFDataPackage is failed. result_code = %d\r\n", result_code);
        return;
    }

    printf("start print ndefBuff.\r\n");
    for (i = 0; i < ndefLen; i++) 
    {
        printf("0x%x ", ndefBuff[i]);
    }
    
    while (1) 
    {
        usleep(10*1000); //10ms
    }
}
//任务创建
void nfc_task_create(void)
{
    osThreadAttr_t taskOptions;
    taskOptions.name = "nfcTask";       // 任务的名字
    taskOptions.attr_bits = 0;               // 属性位
    taskOptions.cb_mem = NULL;               // 堆空间地址
    taskOptions.cb_size = 0;                 // 堆空间大小
    taskOptions.stack_mem = NULL;            // 栈空间地址
    taskOptions.stack_size = 1024*5;           // 栈空间大小 单位:字节
    taskOptions.priority = osPriorityNormal; // 任务的优先级

    NFC_Task_ID = osThreadNew((osThreadFunc_t)NFC_Task, NULL, &taskOptions); // 创建任务
    if (NFC_Task_ID != NULL)
    {
        printf("ID = %d, NFC_Task_ID Create OK!\n", NFC_Task_ID);
    }
}

/**
 * @description: 初始化并创建任务
 * @param {*}
 * @return {*}
 */
static void template_demo(void)
{
    printf("-Hi3861开发板--NFC实验\r\n");
    led_task_create();
    nfc_task_create();//任务创建
}
SYS_RUN(template_demo);

05. 实验现象

实验现象：通过手机 NFC 标签助手 APP 向 NFC 标签中写入数据，并且读取 NFC 标签中的数据，通过串口助手输出。

06. 附录

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