【2020意法半导体开发大赛】基于X-NUCLEO-NFC04A1 ST25DV02K图书借阅管理系统

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abner_ma

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发表于 2020-10-8 22:10:04

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首先介绍一下本次开发的硬件：

主办方提供NUCLEO L476RG，X-NUCLEO-NFC04A1动态NFC基于ST25DV04K NFC V / RFID标签芯片，具有双接口4 Kbit EEPROM以及一个I²C接口。X-NUCLEO-NFC04A1扩展板与Arduino™UNO R3连接器引脚分配兼容。用于STM32Cube的X-CUBE-NFC4软件扩展为STM32提供了完整的中间件，简化在不同MCU移植。

智慧图书馆使用NFC技术，可以在读者身份识别和支付、智能导航、图书编目和流通中发挥它自身的优势，还可以提高纸质图书和电子资源的利用率，还。随着NFC手机的普及、部署以及技术的成熟，NFC技术会使图书馆服务月越来越普及。

介绍一下NFC（Near Field Communication），是一种基于互联网和 RFID 技术的短距离高频无线通信技术。近场通信（NFC）诞生于2002年，使用13.56MHz RFID技术的一个专用子集。它最初用于访问控制/门禁和公共交通付费卡，由于与信用卡/借记卡和智能手机的集成，它发展迅速，不仅用于付费，还用于一直在线的无线连接如简化无线配对、诊断信息读取、设备参数的无线配置等等。意法半导体作为RFID和NFC技术的先行者之一，提供了广泛的HF RFID/NFC产品，覆盖了所有NFC应用的需求，有丰富的生态系统支持。

NFC 的工作模式有三种，即：被动模式（CE），主动模式（读卡器R/W），以及双向模式（P2P）。被动模式（卡模拟模式），NFC设备终端模拟为带有信息的卡片被读取，用以取代射频IC卡；主动模式（读写模式），该模式下NFC 终端设备相当于射频IC卡读卡器；双向模式（点对点通信模式），该模式与红外和蓝牙相似，在此模式下NFC 终端设备之间能够实现数据的交换。这三种模式也对应着不同的协议架构，这个其实与蓝牙中的profile很类似，即针对不同的应用，有不同的协议组合。

读卡器模式：即把NFC设备当作读卡器使用，比如某些广告上有一个NFC感应区，只需要把手机放上去，就可以读取到相应的内容，如：商品的打折促销信息等，卡模式：即把NFC设备模拟成各种卡，比如银行卡，门禁卡或一卡通等。P2P模式：指2个同时具有NFC功能的电子设备进行数据传输，达到信息交换的目的。

下面介绍一下系统架构：

NUCLEOL476RG X-NUCLEO-NFC04A1采集图书馆标签50*50mm高频NFC，通过NUCLEOL476RG USB传送到PC机上位机Serial-USB_PCSoftware，简单的进行本地数据通信。STM32L476RG通过串口传到STM32L0+EWM3080WiFi模块进行，TFT实时显示借阅状况。同时通过WIFI模块，把数据备份到阿里云终端。手机即使没有NFC也可以通过云端实时显示借阅的图书。

图书馆的图书防盗采用的是传统的防盗磁条，可以对磁条进行充消磁处理，以实现图书防盗系统的加（解）锁。充磁状态的防盗磁条经过图书防盗监测门时，会出现声光报警；而经过消磁处理的防盗磁条就不会产生声光报警。通过验证图书管理系统中读者的证件号、密码，实现读者合法身份的识别；再通过手机摄像头读取图书中的条形码编码，实现对读者借还图书的身份识别；最后，针对采用复合磁条进行充消磁处理的技术，实现对已经借出的图书消磁。如果手机支持NFC功能，可以把借阅证整合到手机芯片里头，可以避免读者没带卡或者卡丢失的尴尬，芯片里头保存着读者的基本信息，读者进入图书馆只需将手机靠近身份识别终端，系统对数据进行校验分析，就可以进行入馆或拒绝入馆处理，同时也可以减少图书卡的制作费用。