具有近场通信的人机界面设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及人机界面设备，更具体地说，涉及具有近场通信(NFC, near fieldcommunicat1n)的人机界面(HMI, human machine interface)设备。
【背景技术】
[0002]NFC是短距离非接触式的一种通信方式，它结合了非接触式感应(RFID)以及无线连接技术，作用于13.56Mhz频带。
[0003]到目前为止，没有将NFC用在工业HMI。
[0004]对于工业HMI产品，一些功能对于用户而言似乎是不方便和友好的，例如，数据访问、密码设置、系统更新、应用程序安装、产品信息跟踪、远程维护等。
[0005]当将HMI与NFC结合，它将为用户提供关于产品的许多新的、直观的以及有益的经历。
[0006]1>现有的远程HMI
[0007]a.采用WiFi (无线保真技术)作为通信模式。它有助于HMI和移动设备之间的数据通信。
[0008]b.然而，用户不得不采用一些时间以及设置一些步骤来使用它。用户希望得到更快更简单的连接。
[0009]2>当用户更新HMI系统或下载应用程序时:
[0010]a.在大多数情况下，需要通过以太网电缆/USB电缆连接HMI和PC。然而，连接和传输是复杂的，并且在工厂现场或外面不容易使用。
[0011]b.一些HMI具有CF (Compact Flash，标准闪存卡)插槽或USB主设备，它能够选择通过CF卡或USB SD (Secure Digital,安全数码卡)卡更新应用程序。然而，目前的CF插槽和USB插槽被设计在设备的后面或侧面，操作和更新对于那些嵌入安装应用程序而言是不方便的。
[0012]3>当前的HMI，如果想要从相同类型的设备复制配置，
[0013]a.一种方法是使用CF卡或USB SD卡装载配置数据到卡中，然后将它移动到另一个目标，最终调用特定功能来进行存储器装载。
[0014]b.对于没有CF/USB插槽的HMI，它不得不使用更为复杂的步骤来从目标转存数据，然后使用PC将它传输到另一个。
[0015]4>当前HMI使用密码屏幕来禁止某些配置的误操作并限制关键数据观看。
[0016]a.用户不得不按压触控板来输入密码以得到权限。
[0017]b.此外，不能登记操作信息(例如操作者ID、操作行为等)。
[0018]5>现在，如果HMI具有工作环境方面的问题
[0019]a.有时用户不能在作业地侧清楚地解释情况或问题。
[0020]b.用户不得不卸下HMI并将它返回到维修部门。
[0021 ] c.即使对于维修部门，通过标记或其他表格检查目标部分也是费时的。
[0022]6>现在，对于当前HMI，一些使用信息或限制由手册书提供。
[0023]a.有时，用户不喜欢读这些厚厚的手册。
[0024]b.由于用户忽略一些限制或误操作将发生一些问题。
【发明内容】
[0025]本发明的另外方面和优点部分将在后面的描述中阐述，还有部分可从描述中明显地看出，或者可以在本发明的实践中得到。
[0026]本发明意欲在HMI上设计NFC，其可应用于HMI以及远程HMI。
[0027]本发明将要解决如下问题中的一个或多个:
[0028]I)对于远程HMI容易地帮助建立无线连接；
[0029]2)系统更新和应用程序安装；
[0030]3)在HMI中的存储器装载/复制；
[0031 ] 4)广品维护和追示；
[0032]5)产品后期使用限制和用户帮助指南。
[0033]本发明提供一种具有近场通信NFC的人机界面HMI设备，包括:NFC天线，配置成接收来自外部NFC设备的射频信号，并将来自NFC收发器的射频信号发送到所述外部NFC设备；NFC收发器，配置成解码来自NFC天线的射频信号并将解码数据发送给HMI处理器；以及将来自HMI处理器的数据进行调制以便生成能够通过NFC天线发送的射频信号；HMI处理器，利用串行通信接口与NFC收发器通信，并根据来自NFC收发器的数据执行外部NFC设备和HMI设备之间的交互操作。
【附图说明】
[0034]通过结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，本发明的上述和其他目的、特性和优点将会变得更加清楚，其中相同的标号指定相同结构的单元，并且在其中:
[0035]图1示出了根据本发明实施例的具有NFC的HMI设备。
[0036]图2示出了根据本发明实施例的HMI处理器的具体实现功能框图。
[0037]图3是与手机、其他具有NFC功能的HMI设备、以及平板电脑等交互的根据本发明的HMI设备的示意图。
【具体实施方式】
[0038]下面将参照示出本发明实施例的附图充分描述本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。
[0039]除非另有定义，这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员共同理解的相同含义。还应当理解，诸如在通常字典里定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
[0040]利用NFC收发器设计HMI，并提供新的数据访问和共享类型以帮助HMI和其他接口(人、HM1、移动设备、WiFi网)之间容易地进行历史数据/配置数据/应用程序数据传输。同时，它能够大规模地节约通信资源。
[0041]主要是利用HMI自动将无线附件加到电话或平板“连接设备”。
[0042]管理HMI关键数据访问、复制、更新和传输更为容易和安全。
[0043]图1示出了根据本发明实施例的具有NFC的HMI设备。
[0044]如图1所示，HMI设备包括NFC天线101、NFC收发器102、HMI处理器103和串行存储器104。
[0045]NFC天线101配置成接收来自外部NFC设备的射频信号，并将来自NFC收发器102的射频信号发送到外部NFC设备。外部NFC设备例如是手机、PDA、HMI设备等。
[0046]NFC收发器102配置成提取和向HMI处理器103发送来自NFC天线101的射频信号中的数据。并且，NFC收发器102也配置成将来自HMI处理器103的数据进行处理以便生成通过NFC天线101发送的射频信号。
[0047]该NFC收发器102所进行的数据处理例如包括组帧、解码处理。例如，针对IS014443A/B标准和NFC论坛协议的要求，NFC收发器102执行循环冗余校验(CRC)和/或者奇偶校验检查、移除帧末尾(EOF)和帧开始(SOF)设置、并将数据组织成字节样式。
[0048]并且NFC收发器102具有一定NFC天线101驱动能力，以及具有通信接口，例如SPI/I2C/Uart等，以便和HMI处理器103进行通信。
[0049]本领域技术人员应该明白，NFC收发器102可以采用现有以及未来的、能够实现本发明功能的任何类型的NFC收发器102。
[0050]HMI处理器103利用通信接口(诸如SPI/I2C/Uart等)与NFC收发器102通信，并根据来自NFC收发器102的数据执行外部NFC设备和HMI设备之间的交互。
[0051]HMI处理器103和NFC收发器102之间通过常规的串行通信方式，例如SPI/I2C/Uart等通信接口，进行通信。
[0052]串行存储器104，通常选用不宜丢失的存储介质(N0R闪存或者EEPR0M)，配置成保存重要的数据(例如，诸如密钥的授权信息、应用配置数据，产品生产信息等)。
[0053]此外，HMI处理器103还具有完成通常HMI产品需要的相关功能和处理能力，可以连接其他辅助芯片共同构成HMI设备。通常HMI产品包括但不限于如下功能:高性能的DMA(Direct Memory Access，直接存储器存取)、多端口存储器控制器、USB2.0主机/设备、与Mil (Media Independent Interface,介质独立接口)接口的以太网 10/100MAC (媒体接入控制器)、I2C(高-快-低速)主设备/从设备、触摸屏支持(利用ADC)、具有可编程预定标器的通用计时器、SPI (Serial Peripheral Interface,串行外围接口)主设备/从设备(Motorola-Texas-Nat1nal)直到 50Mbps、UART、LCD (液晶显不器)接口、JTAG (JointTest Act1n Group ;联合测试行动小组)接口等。
[0054]此外，HMI设备还可以包括DDR、NAND等存储器、IXD液晶屏、触摸屏、以太网PHY(物理层)芯片等。
[0055]图2示出了根据本发明实施例的HMI处理器的具体实现功能框图。
[0056]例如，通过NFC协议利用HMI设备记录移动设备的所有信息，并且将信息存储在HMI设备的存储器中。HMI NFC应用程序检查信息有效性，然后驱动相关功能工作。
[0057]如图2所示，该HMI处理器实现如下功能:NFC收发器驱动器201、NFC协议驱动器202 以及 HMI NFC 应用 203。
[0058]NFC收发器驱动器201对NFC收发器102进行诸如通信频率和工作模式等的配置，以确保NFC收发器102与HMI处理器103能以预定频率进行通信，并使NFC收发器102工作在激活状态。
[0059]这样，NFC收发器102能够接收和解码处理来自NFC天线101的适配射频信号，或者能够发送来自HMI处理器103的信息并调制成对应的射频信号。NFC收发器驱动器201包含对经由NFC收发器102接收的数据进行读出和写入处理的程序。它利用SPI/I2C/Uart等硬件接口，让HMI处理器103与NFC收发器102之间进行数据交互和操作。
[0060]NFC协议驱动器202将来自HMI NFC应用203的应用数据解析封装成预定格式的数据，并发送给NFC收发器102，以通过NFC天线101发出包含数据帧的射频信号；另一方面，用于将NFC天线101接收到的射频信号，经由NFC收发器102接收和处理后的数据，在NFC协议驱动器202内进行提取分解，以向HMI NFC应用203发送需要的数据。
[0061]所述预定格式的数据例如是NFC无线通信协议(例如，ISO/IEC-14443、ISO/IEC15693等)格式的数据。
[0062]HMI NFC应用203是HMI设备应用的一部分。HMI NFC应用203可以对经由NFC协议驱动器202提取的有效数据进行检查，如果检查靠