NFC技術(shù)的定義

1、NFC技術(shù)的定義1.1.1 什么是NFCNFC ( Near Field Communication,近場(chǎng)通信)，是一種工作頻率為 13.56MHz,通信距離只有020cm (實(shí)際產(chǎn)品大部分都在10cm以內(nèi))的近距 離無(wú)線通信技術(shù)。具有NFC功能的電子設(shè)備通過(guò)簡(jiǎn)單觸碰的方式就可以完成信 息交換及內(nèi)容與服務(wù)的訪問(wèn)。NFC具有三種工作模式：卡模擬模式、讀寫模式和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式。(1)卡模擬模式將具有NFC功能的電子設(shè)備，如智能手機(jī)等，模擬成一張非接觸智能(IC) 卡，如銀行卡、公交卡、門禁卡等。以 NFC智能手機(jī)模擬成銀行卡為例，用戶 只需要將該手機(jī)靠近銀行POS機(jī)，就可以像使用銀行卡一樣完成支付

2、交易。(2)讀寫模式具有NFC功能的電子設(shè)備，如智能手機(jī)，作為一個(gè)讀卡器，可以讀寫 IC 卡、NFC標(biāo)簽以及工作在卡模擬模式下的 NFC電子設(shè)備中的內(nèi)容。例如，工作 在讀寫模式下的電子設(shè)備充當(dāng)一臺(tái) POS機(jī)的角色，可以讀取銀行卡信息，從而 完成金融父易。(3)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式在兩個(gè)具有NFC功能的電子設(shè)備間進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，完成信息交換，如 Android Beam中兩部手機(jī)通過(guò)觸碰，就完成了手機(jī)聯(lián)系人信息或圖片信息的交 換?；谝陨先N工作模式，NFC被廣泛地應(yīng)用在門禁、公交車、手機(jī)支付、 智能海報(bào)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I(lǐng)域，如圖1-1所示。通過(guò)NFC 手機(jī)乘坐 公共汽車通過(guò)觸碰完 成名片交換.通過(guò)NFC

3、手通過(guò)觸碰建 立無(wú)線家庭 網(wǎng)絡(luò)使用NFC手 機(jī)作為比賽 門票通過(guò)相機(jī) 靠近打印 機(jī)來(lái)打印 照片從智能海報(bào)中 獲取信息機(jī)進(jìn)行支付圖1-1 NFC應(yīng)用舉例用戶可以將具有NFC功能的手機(jī)作為觀看體育比賽的門票；從 NFC智能 海報(bào)上獲取廣告信息；通過(guò) NFC來(lái)幫助兩個(gè)電子設(shè)備，如個(gè)人電腦和手機(jī)之間 快速建立WiFi或藍(lán)牙連接；將照相機(jī)貼近打印機(jī)，照片會(huì)自動(dòng)地通過(guò)NFC傳輸給打印機(jī)完成打?。煌ㄟ^(guò) NFC手機(jī)刷卡乘坐地鐵和公交車；通過(guò)兩部 NFC 手機(jī)的觸碰，完成名片、聯(lián)系方式、圖片、網(wǎng)頁(yè)等數(shù)據(jù)交換；用戶還可以使用 NFC手機(jī)在商場(chǎng)、零售店等進(jìn)行移動(dòng)支付購(gòu)物。實(shí)際上，NFC的應(yīng)用不僅僅局限上述生活領(lǐng)域，

4、它還廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、航 空、汽車等領(lǐng)域。1.4節(jié)將詳細(xì)描述。NFC具有兩種通信方式：被動(dòng)通信和主動(dòng)通信(1)被動(dòng)通信被動(dòng)通信方式是指由NFC通信的一方產(chǎn)生射頻場(chǎng)，另一方從射頻場(chǎng)中獲取 能量，并通過(guò)負(fù)載調(diào)制的方式與產(chǎn)生射頻場(chǎng)的一方通信。被動(dòng)通信方式經(jīng)常用 于卡模擬模式和讀寫模式中。這里需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，通信方式與NFC的工作模式?jīng)]有必然的關(guān)系。在傳統(tǒng)的讀卡器和IC卡通信過(guò)程中，IC卡是無(wú)源的，需要 從讀卡器產(chǎn)生的射頻場(chǎng)中獲取能量。因此當(dāng) NFC設(shè)備模擬成一張卡的時(shí)候，絕 大部分情況下都采用被動(dòng)通信方式。NFC設(shè)備一般情況下都是有源的，因此工 作在卡模擬模式下的NFC設(shè)備是可以產(chǎn)生自己的射頻場(chǎng)進(jìn)行主動(dòng)

5、通信的，這種 情況比較少見(jiàn)，但不代表卡模擬模式只能采用被動(dòng)通信方式。(2)主動(dòng)通信主動(dòng)通信方式是指射頻場(chǎng)由NFC通信雙方交替產(chǎn)生，即通信雙方在需要通信時(shí)產(chǎn)生自己的射頻場(chǎng)，這就要求通信的雙方都是有源設(shè)備。當(dāng)通信的一方產(chǎn) 生射頻場(chǎng)進(jìn)行通信時(shí)，另一方處于偵聽(tīng)模式，不會(huì)產(chǎn)生射頻場(chǎng)。主動(dòng)通信方式 主要用于NFC點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信中。正如上面提到的，并不是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式只能采 用主動(dòng)通信方式。關(guān)于主動(dòng)通信和被動(dòng)通信方式的詳細(xì)內(nèi)容將在1.3節(jié)介紹NFC工作頻率為13.56MHz,通信距離為020cm,目前有106Kbps、 212Kbps、424Kbps、848Kbps四種數(shù)據(jù)傳輸速率。NFC與其他無(wú)線通信技術(shù)在

6、通信距離和傳輸速率上的區(qū)別如圖1-2所示。速率IGbpsWireless USB100Mbps10MbpsI Mbpsii100Kbps0.01mIm圖1-2 NFC與其他無(wú)線通信技術(shù)的區(qū)別UltrawidebandWiFiWiMaxNFCGSM10m 100m1 km10kmBluetoothNFC技術(shù)起源于RFID技術(shù)，因此想要了解NFC技術(shù)的歷史、發(fā)展、演進(jìn), 需要了解RFID技術(shù)。本節(jié)將詳細(xì)說(shuō)明 RFID技術(shù)及RFID與NFC的區(qū)別。什么是 RFIDRFID (Radio Frequency Identification)即射頻識(shí)別技術(shù)，又稱為電子標(biāo)簽、 無(wú)線射頻識(shí)別，是一種射頻通信技

7、術(shù)，可通過(guò)無(wú)線電號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相 關(guān)數(shù)據(jù)，無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。目前RFID技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，如圖書館、門禁系統(tǒng)、食品安全溯源、物 流管理領(lǐng)域等。將RFID標(biāo)簽附著在一輛正在生產(chǎn)中的汽車上，廠方便可以追 蹤此車在生產(chǎn)線上的進(jìn)度。將 RFID標(biāo)簽附著在藥品盒上，制藥廠可以追蹤藥 品的流向。標(biāo)簽也可以附著于牲畜與寵物上，方便對(duì)牲畜與寵物的識(shí)別。RFID的身份識(shí)別卡可以作為門禁卡、工卡、身份證等用于確認(rèn)持卡人身份。汽車上 的射頻應(yīng)答器用于征收過(guò)路費(fèi)與停車費(fèi)。RFID的工作頻率有低頻(125135kHz)、高頻(13.56MHz)、超高頻 (860960MHz)、微波等。

8、RFID在低頻段的工作原理基于變壓器耦合模型 (初級(jí)線圈與次級(jí)線圈之間的能量傳遞及信號(hào)傳遞)，在高頻段基于雷達(dá)探測(cè) 目標(biāo)的空間耦合模型(雷達(dá)發(fā)射的電磁波信號(hào)遇到目標(biāo)后，攜帶目標(biāo)信息返回 雷達(dá)接收機(jī))。RFID系統(tǒng)由兩部分組成、其工作原理如圖1-3所示處理系統(tǒng)k圖1-3 RFID系統(tǒng)應(yīng)答器：也稱為電子標(biāo)簽，由天線、耦合元件及芯片組成。一般來(lái)說(shuō)， 都是用標(biāo)簽作為應(yīng)答器。每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目 標(biāo)對(duì)象。閱讀器：由天線、耦合元件和芯片組成，是讀取(有時(shí)還可以寫入)標(biāo) 簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式 RFID讀寫器或固定式讀寫器。在RFID系統(tǒng)中，電子標(biāo)簽附著在待識(shí)別物體的表面，電

9、子標(biāo)簽中保存著 約定格式的電子數(shù)據(jù)。閱讀器可無(wú)接觸地讀取并識(shí)別電子標(biāo)簽中保存的電子數(shù) 據(jù)，達(dá)到自動(dòng)識(shí)別物體的目的。閱讀器通過(guò)天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號(hào)。 當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而獲得能量，發(fā)送出自身編碼等信息； 閱讀器讀取信息并解碼后，送至電腦主機(jī)進(jìn)行相關(guān)處理。NFC與RFID的區(qū)別NFC技術(shù)起源于RFID,但是與RFID相比有一定的區(qū)別，主要包括以下內(nèi) 容。(1)工作頻率NFC的工作頻率為13.56MHz,而RFID的工作頻率有低頻、高頻 (13.56MHz)及超高頻。(2)工作距離NFC的工作距離理論上為020cm,但是在產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)上，由于采用了特殊 功率抑制技術(shù)，使其工作距離只有 010cm,從而更好地保證業(yè)務(wù)的安全性。 由于RFID具有不同的頻率，其工作距離從幾厘米到幾十米不等。(3)工作模式NFC同時(shí)支持讀寫模式和卡模擬模式。在 RFID中，讀卡器和非接觸卡是 獨(dú)立的兩個(gè)實(shí)體，不能相互切換。(4)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信NFC支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式，RFID不支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式。(5)應(yīng)用領(lǐng)域RFID更多地被應(yīng)用在生產(chǎn)、物流、跟蹤、資產(chǎn)管理上，NFC則在門禁、公交車、手機(jī)支付等領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用。(6)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議NFC的底層通信技術(shù)兼容高頻 RFID技術(shù)(13.56MHz)的底層通信技術(shù)標(biāo) 準(zhǔn)，即兼容ISO 14443