一种基于NFC的电源控制系统、控制方法以及电子产品与流程

本发明涉及便携式产品电源控制技术领域，尤其涉及一种基于nfc的电源控制系统、控制方法以及电子产品。

背景技术：

对便携式电子产品而言，由于它们大部分情况下都采用电池供电，所以节能设计是一个非常重要的需求。另外，某些针对外出旅游人群的特殊便携式电子产品，可以采用非接触式操控完成其功能，也就是说，使用者并不需要随时将该产品拿在手上，而是将其装到背包或手提袋里或者自行车货架上，而用其他的智能便携设备以无线的方式与其进行通信和控制。这类产品的例子包括便携式收音机、移动存储装置等。人们需要使用这些产品的时候，常常处于运动状态，将其从放置的位置取出、打开是很不方便的。因此，如果设计一种机制，使这些产品在不需要使用的时候处于超低功耗的待机状态，同时可以用其他智能手持设备对其进行非接触式的开机和关机控制操作，将会给这些产品的使用者带来便利，同时又可以达到节能环保的目的。

利用近场通信(nfc)实现对电子产品电源的开关控制，可以达到上述目的。但是目前相关的产品和技术，都是采用支持nfc读写器的智能手机靠近具备nfc电路的产品，后者一旦感知电场的存在就打开自身电源的这种简单方式。这种思路虽然可以实现“手机靠近就开机”的目的，但是第一缺乏对手机的身份验证，导致他人的手机的靠近也会打开设备；第二缺乏手机与设备之前的交互机制，使得手机对于设备开机、关机操作是否成功无法进行确认，进而对于是否、以及何时开启与设备之间的正常通信和控制无法准确做出决定，只能采取“失败，然后重试”的原始方式，这大大降低了设备的可用性和双方的通信效率。

技术实现要素：

本发明的目的之一至少在于，针对如何克服上述现有技术存在的问题，提供一种基于nfc的电子产品电源控制方法及系统，能够通过有效身份认证使电子产品不受到其他用户终端的干扰，从而使通信更加安全、有效，并通过相应的电源控制指令的交互，实现安全高效的非接触式开关机操作。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下各方面。

一种基于nfc的电源控制方法，包括：

用户终端基于nfc通信向nfc芯片的指令区写入指令信息，所述指令信息包括id信息和开关机指令；所述id信息为用户终端自身id信息；

nfc芯片的指令区收到nfc通信信号后激发微处理器读取所述指令信息中的id信息、以及nfc芯片的设备认证区中存储的可信任的用户终端id；微处理器根据读取到的可信任的用户终端id对所述指令信息中的id信息进行身份认证；

当所述id信息符合认证时，所述微处理器读取所述指令信息中的开关机指令，并根据读取到的开关机指令执行相应的开机或关机指令；当所述id信息不符合认证时，终止与所述用户终端的通信。

优选的，一种基于nfc的电源控制方法中，所述微处理器根据读取到的可信任的用户终端id对所述指令信息中的id信息进行身份认证具体为：

将所述id信息与读取到的可信任的用户终端id进行对比，当读取到的id信息与所述设备认证区中存储的可信任的用户终端id一致时，判断所述用户终端id符合认证；当读取到的id信息与所述设备认证区中存储的可信任的用户终端id不一致时，判断所述id信息不符合认证。

优选的，一种基于nfc的电源控制方法中，当根据读取到的开关机指令执行相应的开机或关机指令后，微处理器向nfc芯片的应答区写入用于用户终端读取的应答信息。

优选的，一种基于nfc的电源控制方法中，设置延时，待用户终端读取所述应答信息后，微处理器清空用户终端向nfc芯片的指令区写入的指令信息。

优选的，一种基于nfc的电源控制方法中，当所述id信息不符合认证时，微处理器向nfc芯片的应答区写入用于用户终端读取的设备未认证信息，设置延时，待用户终端读取所述设备未认证信息后，微处理器清空用户终端向nfc芯片的指令区写入的指令信息，并终止与所述用户终端的通信。

在本发明进一步的实施例中，还包括一种基于nfc的电源控制系统。该系统包括：

nfc芯片，所述nfc芯片包括指令应答区和设备认证区；

其中，所述设备认证区被配置为仅能由微处理器进行读写，并用于存储的由微处理器写入的可信任的用户终端id；

所述指令应答区包括：指令区和应答区，所述指令区用于接收用户终端基于nfc通信写入的指令信息、并基于收到的nfc通信信号向微处理器发送激励电平信号；所述指令信息包括id信息和开关机指令；所述id信息为用户终端自身id信息；所述应答区用于由微处理器写入相应的应答信息或设备未认证信息；

微处理器，所述微处理器用于向设备认证区写入可信任的用户终端id；并用于在所述激励电平信号的激发下读取所述指令信息中的id信息、以及设备认证区中存储的可信任的用户终端id，并根据读取到的可信任的用户终端id对所述指令信息中的id信息进行身份认证；当所述id信息符合认证时，读取所述指令信息中的开关机指令，根据读取到的开关机指令向电源模块发送第一使能信号或第二使能信号，并向所述应答区写入应答信息；并当所述id信息不符合认证时，向所述应答区写入设备未认证信息，并终止与所述用户终端的通信；

电源模块，所述电源模块用于根据接收到的所述第一使能信号或第二使能信号执行相应的供电或断电操作，以完成相应的开机或关机操作。

优选的，一种基于nfc的电源控制系统中，所述微处理器还用于在用户终端读取所述应答区中的应答信息或设备未认证信息后，清空用户终端向nfc芯片的指令区写入的指令信息。

优选的，一种基于nfc的电源控制系统中，所述nfc通信采用iso通信协议、或iec14443通信协议。

优选的，一种基于nfc的电源控制系统中，所述微处理器基于i2c总线与所述nfc芯片进行通信。

在本发明进一步的实施例中，还包括一种电子产品，该电子产品中包括上述基于nfc的电源控制系统。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

通过设置相应的身份验证条件，能够在用户终端身份符合认证后再读取终端的开关机控制指令，排除了其他用户终端的干扰，从而使通信更加安全；

通过设置相应的与用户之间信息交互通道，使用户终端能够及时得到系统的有效信息反馈，从而使双方可以完成高效通信。

附图说明

图1是根据本发明示例性实施例的一种电子产品的基于nfc的电源控制方法流程图。

图2是根据本发明示例性实施例的一种电子产品的基于nfc的电子产品电源控制系统工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，以使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了根据本发明示例性实施例的种基于nfc的电子产品电源控制方法。该实施例的方法主要包括：

用户终端基于nfc通信向nfc芯片的指令区写入指令信息，所述指令信息包括id信息和开关机指令；所述id信息为用户终端自身id信息；

nfc芯片的指令区收到nfc通信信号后激发微处理器读取所述指令信息中的id信息、以及nfc芯片的设备认证区中存储的可信任的用户终端id；微处理器根据读取到的可信任的用户终端id对所述指令信息中的id信息进行身份认证；

当所述id信息符合认证时，所述微处理器读取所述指令信息中的开关机指令，并根据读取到的开关机指令执行相应的开机或关机指令；当所述id信息不符合认证时，终止与所述用户终端的通信。

进一步的，图2示出了根据本发明示例性实施例的电子产品及其基于nfc的电源控制系统的框图，该电子产品包括：基于nfc的电源控制系统及正常工作部件。其中，基于nfc的电源控制系统包括：nfc芯片(该芯片包含sdram中指定起止地址的指令区和应答区，以及eeprom中指定起止地址的设备认证区)，mcu(微处理器)，电源模块(通常为dc/dc转换器)。电源模块的输出可为电子产品的正常工作部件提供能源。另外电源控制系统自身应独立供电。

进一步的，如图2所示，nfc芯片的eerpom中，有一块指定起止地址的区域用来保存由mcu写入的通过认证的智能手机的设备id，称为“设备认证区”，该区域只能由mcu写入和读取；nfc芯片的sdram中，有一块指定起止地址的区域为用来缓存智能手机发来的操作指令，称为“指令区”，该区域可以由用户终端和mcu写入和读取；nfc芯片的sdram中，有另一块指定起止地址的区域为用来缓存mcu的操作结果应答，称为“应答区”，该区域可以由mcu和智能手机写入和读取。所述用户终端为支持近场通信功能的智能手机或平板电脑等，以带有nfc通信的智能手机为例，智能手机通过nfc通信(iso/iec14443协议)与电源控制系统中nfc芯片进行通信，电源模块具备使能(en)控制管脚(使能控制管脚输入为特定电平时电源模块才会有功率输出，否则关闭输出)，它连接到mcu的某个gpio。另外，mcu的某个中断输入管脚应该连接到nfc芯片的感应电压输出接口，这种连接保证nfc在捕获到nfc电场的能量、产生电压输出之后，会触发mcu的系统中断；最后，mcu也可通过串行总线与电子产品的正常工作部件进行通信。并且该电子产品还可由传统的按键式电源开关进行开关机。

具体的，在电子产品正常工作时，可对操控它的智能手机进行身份认证，步骤为：手机将自身的设备id发送给电子产品，电子产品的正常工作部件通过相应界面的操作对手机进行身份认证，通过验证后将智能手机的设备id通过串行总线发送给电源控制系统的微处理器mcu，mcu将该id写入到nfc芯片的设备认证区即nfc芯片的eerpom区域。由nfc芯片eerpom区域保存为可信任的用户终端id，以便于对用户终端进行的身份认证。

进一步的，当电子产品处于待机状态时，可以在通过认证的智能手机的控制下开关机，智能手机开启nfc，靠近电子产品(一般在10厘米之内即可)，检测到电子产品电源控制系统的nfc；然后基于nfc通信向nfc芯片的指令区写入“设备开机”或“设备关机”指令(注意该指令还包括智能手机的设备id)。当nfc芯片接收到智能手机通过nfc电场激发的电能时，会在感应电压输出端口输出一个激励电平脉冲，该脉冲激发mcu的系统中断，该中断会触发mcu执行如下操作：等待一定时间(保证智能手机能将指令写入指令区)；

接着进行针对用户终端的身份认证：mcu读取nfc芯片的指令区中的id信息和设备认证区中存储的可信任用户终端id，并判断指令信息中的id信息与设备认证区中的某个可信任用户终端id是否一致，如果没有一致的id，则微处理器判定所述用户终端不符合认证，并向nfc芯片应答区写入“设备未认证”信息，然后延时等待用户终端从应答区读取所述设备未认证信息后，清空该用户终端向nfc芯片的指令区写入的指令信息，终止与该用户终端的通信。

如果有一致的id,则微处理器判定所述用户终端符合认证，并读取所述指令信息的获取指令类型，并执行开机或者关机操作。若读取到的指令信息是开机指令，mcu控制指定的gpio，使能电源模块(向电源模块发送第一使能信号)，使电源模块输出，为电子产品正常工作部件供电。若读取到的指令信息是关机指令，mcu控制指定的gpio(向电源模块发送第二使能信号)，关闭电源模块输出；并向应答区写入表明操作成功的应答；延时等待智能手机读取应答区中的应答信息后清空指令区。智能手机读取应答区，获知开机或者关机成功，可执行后续操作(如果是开机成功，则与电子产品进行正常通信控制操作)。

在本发明进一步的实施例中，用户在使用本发明所述具有基于nfc电源控制系统的便携式电子产品时，可通过其持有的支持nfc的智能手机；采用传统按键方式打开电子产品电源，用智能手机上的工具软件，与电子产品进行通信，将智能手机的设备id写入到电子产品电源控制系统的“设备认证区”。外出出差或者旅行时，用户将该电子产品放置在背包、手提袋、自行车货架等近身处；并且该电子产品处于关机状态，当用户需要打开电子产品时，并不需要将其从背包、手提袋或者自行车货架上取出，只需要将开启智能手机的工具软件，然后将智能手机放置到距离电子产品的nfc正常可通信范围之内(一般为10厘米)，然后利用nfc通信，向电子产品的电源控制系统发送开机指令，并获得开机成功的应答；用户使用电子产品完成正常功能(收听广播、备份数据等不需要接触或者用肉眼观看即可完成的功能)。同时在使用完电子产品后、需要关闭该电子产品时：用户也不需要将其从背包、手提袋或者自行车货架上取出，只需要将开启智能手机的工具软件(nfc通信按钮)，然后智能手机放置到距离电子产品的nfc正常可通信范围之内(一般为10厘米)，然后利用工具软件，向电子产品的电源控制系统发送关机指令，并获得关机成功的应答，为用户带来了极大的便利。

以上所述，仅为本发明具体实施方式的详细说明，而非对本发明的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本发明的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本发明的保护范围之内。