Autonóm NFC-olvasó eszköz tervezése és építése

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Berényi Richárd
Elektronikai Technológia Tanszék

Szakdolgozat címe: Autonóm NFC-olvasó eszköz tervezése és építése

Feladatot végző hallgató: Korsós Péter

Konzulens: Dr. Berényi Richárd Ph.D.

Gondozó tanszék: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Villamosmérnöki Kar, Elektronikai Technológia Tanszék

A feladatkiírás:

1. Végezzen irodalomkutatást, tanulmányozza az NFC rádiófrekvenciás adatátvitel működésének alapjait és szabványait!

2. Ismertesse az elérhető eszközlehetőségeket, különös tekintettel az integrált áramköri elemekre!

3. Tervezzen, majd építsen meg egy autonóm működésre képes, mikrokontroller által vezérelt, választott feladatot ellátó NFC-olvasó eszközt!

4. Programozza fel, majd tesztelje valós környezetben, az eredményeket szemléltesse!

5. Értékelje az áramkör működését, a tesztelés eredményét!

Tartalmi összefoglaló

Az NFC (Near Field Communication – Kis Hatótávolságú Kommunikáció) technológia használata egy rendkívül ígéretes ága a vezeték nélküli kommunikációnak a mai világban, ahol a biztonság mindenekfelett való és oly sok ezirányú kockázattal találkozunk már a mindennapi életünk során is. Alapelve egy áramforrás nélküli címke (tag), amely könnyen rögzíthető bármely termék csomagolására, állatok fülébe, telefonok vagy pénztárca oldalára. Ezzel egy elektronikus vonalkód alakul ki, melyet a megfelelő olvasókészülékkel le lehet olvasni, miközben az olvasókészülék szolgáltatja az energiát a címke chipjének működéséhez. Azon oknál fogva, hogy nincs szükség energiaellátás beépítésére a megjelölt terméken, a címke rendkívül kis méretű is lehet (akár 0,4x0,4 mm és papírvékonyságú), lehetővé téve további alkalmazási módokat (például rejtett megjelölés, lopásgátlás). Legfőbb jellemzője az RFID-vel (Radio Frequency IDentification – Rádió Frekvenciás Azonosítás) szemben, hogy csak kis távolságról üzemképes, általában kevesebbről, mint 10 cm. Ez arra kényszeríti a kommunikáló feleket, hogy egymás által fizikailag is láthatóvá váljanak, jócskán lecsökkentve a rossz szándékkal közeledők lehetőségeit.

A legújabb generációs okostelefonok már mind NFC-képesek, széleskörűen alkalmazható ez a technológia például intelligens posztereken (reklámcélokra, videók és más tartalmak közvetítésére), beléptető rendszereken (személy ellenőrzésre), bankkártyás fizetés helyettesítésére (kis összegű, további azonosítást nem igénylő tranzakciók), magasabb szintű kapcsolat kialakításának elősegítésére (Bluetooth, WiFi), illetve előre beprogramozott műveletsorozatok végrehajtására (például telefon repülési üzemmódba váltása vagy ébresztő állítás).

Szakdolgozatom témájául egy mobil autentikációs készülék megtervezését és megépítését választottam, ami NFC-alapú azonosítást vár el a felhasználótól. A megfelelő kódú kártya közelségére elfogadással, míg a nem megfelelőére elutasítással reagál, ezen események bekövetkeztét pedig jelzi folyadékkristályos kijelzőn és LED jelzők segítségével is. Potenciális felhasználási lehetősége többek között hozzáférés-szabályozás, korlátozott területek határainak biztosítása illetve személyes azonosítás lehet.

A készülék alapvető alkatrészei:

A készülék lelke egy nyomtatott áramköri lapka, amin található más elemek mellett egy Texas Instruments MSP430F2370 mikrokontroller és egy Texas Instruments TRF7970A NFC-képes IC. A mikrokontroller feladata a vezérlés, a periféria IC-n keresztül információt szerez a potenciálisan ellenőriztetni kívánt azonosító-kártyától és megítéli az azon található kódot. Ezek után aktiválja az LCD-kijelzőt és a megfelelő szöveg megjelentetésével, illetve LED-fény kibocsátásával jelzi az azonosítás sikerét vagy kudarcát.

A munka lépései:

Irodalomkutatás és a rendelkezésre álló dokumentációk feldolgozása után PADs programban megtervésre kerül az áramköri rajzolat, legyártatás után beültethetőek az alkatrészek (ellenállások, kondenzátorok és IC-k). A következő lépés a mikrokontroller számítógépes felprogramozása, majd a vezetékezés, összekötésre kerül az áramkör az áramellátással, az LCD kijelzővel és a LEDekkel. Utolsó lépésként egy készülékházban lesz elhelyezve és rögzítve a megépített rendszer. A gyártás lépéseinek végeztével következhet a tesztelés, majd az eredmények kiértékelése.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.