Funpack第二季第六期活动

—基于nRF7002-DK使用板卡的NFC功能制作B站up主社交主页—

一、项目介绍

本项目基于Funpack2-6活动，采用nRF Connect SDK 2.4.0,板子硬件型号nRF7002-DK，实现了B站up主社交主页的制作。本项目通过手机扫描板卡nRF7002-DK的nfc卡片展示B站up主页信息功能，免去了手动点击输入，打开浏览器的的步骤，可以很方便的一键关注，查看作品，具有一定的价值。

项目任务：

• 使用板卡的NFC功能，模拟出一个自定义功能的卡片，使用手机靠近并能读取卡片信息

二、设计思路

本项目设计围绕板卡nRF7002-DK，首先对nRF7002-DK的板载硬件进行实验使用，初步掌握板载的IO硬件以及nRF7002-DK能够实现的功能与实际性能。再根据硬件nfc卡片的具体功能，实现设计。设计步骤如下：

1. 配置nRF Connect SDK并烧录固件，电脑连接nRF7002-DK板卡。
2. 如图：     
3. 烧录成功后开始写程序。因为无需配置网络，只要将外置nfc卡片连接到板卡，将nfc配置好写入文件中，手机nfc扫描即可，获取B站up主社交主页信息。
4. 软件流程图及功能如下：
   1. 用户nRF7002-DK连接外置的NFC卡片靠近NFC功能的手机。
   2. 手机读取NFC卡片的信息。
   3. 判断读取的NFC卡片信息是否符合规范
   4. 如果符合，则打开预设B站up主社交主页，并展示内容。
   5. 如果不符合，则提示NFC卡片信息错误。
5. 

三、硬件介绍

nRF7002 DK是nRF7002 Wi-Fi6协同IC的开发评估板，它包含了在单板上开发所需要的所有元器件。开发板采用nRF5340多协议SoC作为主处理器，配合nRF7002Wi-Fi协同芯片。可以同时支持低功耗蓝牙和Wi-Fi 应用的开发，并实现如 OFDMA、波束成形和目标唤醒时间等多项 Wi-Fi 6 功能。

nRF7002是Nordic的Wi-Fi产品系列中的首款器件，符合802.11ax标准，可提供双频段（2.4和5GHz）连接，支持Matter中使用的全部无线协议，可以为产品中添加最新的Wi-Fi 6技术，该芯片还具有帮助保护用户数据的先进安全功能。并与Nordic现有的超低功率技术无缝结合，可延长电池使用寿命。它提供快速、可靠的连接，具有先进的安全功能，并且方便集成到各个应用当中。
板上的nRF5340是支持低功耗蓝牙、蓝牙Mesh、NFC、Thread和Zigbee的双核蓝牙5.3 SoC，并且蓝牙测向可实现所有到达角(AoA)和出发角(AoD)的测量功能。此外，它支持低功耗蓝牙音频，2Mbps高吞吐量、广播扩展和长距离。像蓝牙Mesh、Thread和Zigbee这样的Mesh协议可以与低功耗蓝牙同时运行，从而使智能手机能够配网、入网、配置和控制Mesh节点。还支持NFC、ANT、802.15.4和2.4 GHz专有协议。

四、关于硬件：

控制器：nRF7002是一款无线IC，其控制器部分由nRF5340系列芯片提供。nRF5340芯片具有高性能、低功耗、低成本的特点，适用于各种物联网应用。

外设：nRF7002包括多个外设，如系统定时器、16通道通用GPIO、两路DAC、两路ADC、UART、SPI、I2C、SWCNT、RTC等。这些外设使得nRF7002可以轻松地与各种外设进行交互，扩展其功能。

应用方向：

智能家居、工业自动化、医疗设备和智能交通都通过无线连接实现各种智能设备之间的连接，从而提高了生活质量、生产效率、医疗服务水平和交通管理效率。应用场景包括家庭环境、工厂环境、医院环境和城市环境。

总之，nRF7002是一款功能强大的协同IC，适用于各种物联网应用场景，能够实现各种设备的无线连接，具有广泛的应用前景。

五、功能展示

1.开启手机的NFC功能，扫描nRF7002-DK外置NFC卡片。

2.手机自动打开网页,并跳转到B站up主信息展示页面。

六、主要代码

通过nrf7002板子NFC卡片模拟的功能，通过编码 Android 包名和通用链接为 NDEF 消息，并将其设置为 NFC 的负载数据，实现了在不同的 NFC 状态下启动不同的应用程序。

定义一个静态 数组，用于存储 Android APP包名

//app哔哩哔哩
static const uint8_t android_pkg_bilbil[] = {'t', 'v', '.', 'd', 'a', 'n', 'm', 'a', 'k', 'u', '.', 'b', 'i', 'l', 'i' };
//app饿了么
static const uint8_t android_pkg_eleme[] = {'m','e','.','e','l','e' };

定义一个静态变量flag_state，用于记录NFC状态（开或关）。

static uint8_t flag_state = 1;

nfc_callback，用于处理 NFC 事件的回调函数,根据事件类型(event)执行相应的操作.

static void nfc_callback(void *context,
			 nfc_t2t_event_t event,
			 const uint8_t *data,
			 size_t data_length)
{
	ARG_UNUSED(context);
	ARG_UNUSED(data);
	ARG_UNUSED(data_length);

	switch (event) {
	case NFC_T2T_EVENT_FIELD_ON:
	//将flag_state变量取反
		flag_state = 1 - flag_state;
		//点亮一个LED灯
		dk_set_led_on(NFC_FIELD_LED);
		//延迟200毫秒,防止卡死
		k_sleep(K_MSEC(200));
		break;
	case NFC_T2T_EVENT_FIELD_OFF:
	//熄灭LED灯
		dk_set_led_off(NFC_FIELD_LED);
		break;
	default:
		break;
	}
}

将callback函数传递给nfc_t2t_setup函数，在NFC被读取和关闭时将调用nfc_callback。

nfc_t2t_setup(nfc_callback, NULL);

nfc_launchapp_msg_encode，用于编码一个NDEF消息。该函数需要传入六个参数：安卓应用程序包名、包名长度、通用链接、链接长度、NDEF消息缓冲区和消息长度指针。如果该函数返回错误代码，那么打印一条错误信息，并跳转到标签fail

nfc_launchapp_msg_encode(android_pkg_bilbil,  
				       sizeof(android_pkg_bilbil),
				       universal_link,
				       sizeof(universal_link),
				       ndef_msg_buf,
				       &len);

nfc_t2t_payload_set，用于设置新的消息负载。

//这里将 nfc_launchapp_msg_encode的ndef_msg_buf负载到控制器
nfc_t2t_payload_set(ndef_msg_buf, len);

main函数添加死循环跟分支判断。要想顺利切换NFC功能，必须先停止NFC，否则后续的编码和加载就出故障了。而且呢，我给分支判断后加了个变化检测，让程序只会在flag_case出现变动后才刷新功能。简单方便。

	while (1)
	{
		//判断flag_state状态
		if(flag_state == 1)
		{	
			//停止NFC T2T模拟
			err = nfc_t2t_emulation_stop();
			if (err) {
				printk("Cannot stop emulation!\n");
				goto fail;
			}
			//nfc_launchapp_msg_encode，用于编码一个新的NDEF消息
			err = nfc_launchapp_msg_encode(android_pkg_bilbil,
							sizeof(android_pkg_bilbil),
							universal_link,
							sizeof(universal_link),
							ndef_msg_buf,
							&len);
			if (err) {
				printk("Cannot encode message!\n");
				goto fail;
			}

			//用于设置新的有效负载
			err = nfc_t2t_payload_set(ndef_msg_buf, len);
			if (err) {
				printk("Cannot set payload!\n");
				goto fail;
			}
			//重新开始NFC T2T模拟
			err = nfc_t2t_emulation_start();
			if (err) {
				printk("Cannot start emulation!\n");
				goto fail;
			}
			//打印一条信息，表示NFC配置完成
			printk("NFC configuration done\n");
			//设置一个循环，只要flag_state变量的值还是1(nfc未变化,就不会跳出)
			while(flag_state == 1)
			{printk("A>>app\n");}
		}else
		{
			//停止NFC T2T模拟
			err = nfc_t2t_emulation_stop(); 
			if (err) {
				printk("Cannot stop emulation!\n");
				goto fail;
			}
			//设置启动另一个app
			err = nfc_launchapp_msg_encode(android_pkg_eleme,
							sizeof(android_pkg_eleme),
							universal_link,
							sizeof(universal_link),
							ndef_msg_buf,
							&len);
			if (err) {
				printk("Cannot encode message!\n");
				goto fail;
			}
			//设置新的有效负载
			err = nfc_t2t_payload_set(ndef_msg_buf, len); 
			if (err) {
				printk("Cannot set payload!\n");
				goto fail;
			}
			//重新开始NFC T2T模拟
			err = nfc_t2t_emulation_start(); 
			if (err) {
				printk("Cannot start emulation!\n");
				goto fail;
			}
			printk("NFC configuration done\n");
			while(flag_state == 0)
			{printk("b>>app\n");}}
		//每隔2000毫秒延迟一次,不然可能因为变化过快会卡死
		k_sleep(K_MSEC(2000));
	}

最后上电,nfc手机读取卡片即可

代码解析：m_url填入自己的B站主页URL，以便NFC扫描展示up主页信息。在 nfc_ndef_uri_msg_encode会将URI 消息编码为 NFC NDEF 格式，然后调用ndef_file_update ,更新flash文件。这样手机NFC扫描NFC卡片就会自动打开网页,并跳转到B站up主信息展示页面。

七．遇到的问题及总结：

（1）Flash写入错误，报错信息如下：

报错重点：

解决（参考文章）:https://devzone.nordicsemi.com/f/nordic-q-a/100770/flash-fails-where-to-enter-the-west-flash---recover-command

（2）在如何跳转url中遇到了困难，因为总是自动添加头部，排查发现是NFC_URI_HTTPS_WWW的问题修改掉就好了。

（3）运行程序时页面无法显示或显示为乱码，经检测发现是网站服务器判断问题。将主页替换自动判断设备即可。

八、对活动的心得体会：

十分感谢硬禾学堂和Digi-Key，通过参与Funpack2-6这个项目，不仅让我对nRF7002-DK有了更深入的了解。通过使用它的NFC进行展示信息的功能，而且还锻炼了我的编程能力和解决困难的毅力，并对嵌入式开发有了新的认识。这次经历让我受益匪浅。

未来，我希望能再次参加类似的活动，以便了解和学习更多的知识，掌握更多的技能。我希望能够开拓电子芯片在生活中的应用视野，改变我的思维模式，并在专业领域中找到自己的发展方向。