NFC近場(chǎng)通信技術(shù)詳細(xì)

1、NFC近場(chǎng)通信技術(shù)NFC英文全稱Near Field Co米米u(yù)nication,近距離無(wú)線通信.是由飛利浦公司發(fā)起,由諾基亞、索尼等著名廠商聯(lián)合主推的一項(xiàng)無(wú)線技術(shù).不久前,由多家公司、大學(xué)和用戶共同成立了泛歐聯(lián)盟,旨在開發(fā)NFC的開放式架構(gòu),并推動(dòng)其在手機(jī)中的應(yīng)用.NFC由非接觸式射頻識(shí)別(RFID)及互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來(lái),在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的功能,能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識(shí)別和數(shù)據(jù)交換.這項(xiàng)技術(shù)最初只是RFID技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的簡(jiǎn)單合并,現(xiàn)在已經(jīng)演變成一種短距離無(wú)線通信技術(shù),發(fā)展態(tài)勢(shì)相當(dāng)迅速.與RFID不同的是,NFC具有雙向連接和識(shí)別的特點(diǎn),工作于13.

2、56米Hz頻率范圍,作用距離10厘米左右.NFC技術(shù)在ISO 18092、E厘米A 340和ETSI TS 102 190框架下推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化,同時(shí)也兼容應(yīng)用廣泛的ISO 14443 Type-A、B以及Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡的基礎(chǔ)架構(gòu).NFC芯片裝在手機(jī)上,手機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)小額電子支付和讀取其他NFC設(shè)備或標(biāo)簽的信息.NFC的短距離交互大大簡(jiǎn)化整個(gè)認(rèn)證識(shí)別過(guò)程,使電子設(shè)備間互相訪問(wèn)更直接、更安全和更清楚.通過(guò)NFC,電腦、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、PDA等多個(gè)設(shè)備之間可以很方便快捷地進(jìn)行無(wú)線連接,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和服務(wù).一 技術(shù)優(yōu)勢(shì)與RFID一樣,NFC信息也是通過(guò)頻譜中無(wú)線頻率部分的電磁感應(yīng)耦合方

3、式傳遞,但兩者之間還是存在很大的區(qū)別.首先,NFC是一種提供輕松、安全、迅速的通信的無(wú)線連接技術(shù),其傳輸范圍比RFID小,RFID的傳輸范圍可以達(dá)到幾米、甚至幾十米,但由于NFC采取了獨(dú)特的信號(hào)衰減技術(shù),相對(duì)于RFID來(lái)說(shuō)NFC具有距離近、帶寬高、能耗低等特點(diǎn). 其次,NFC與現(xiàn)有非接觸智能卡技術(shù)兼容,目前已經(jīng)成為得到越來(lái)越多主要廠商支持的正式標(biāo)準(zhǔn).再次,NFC還是一種近距離連接協(xié)議,提供各種設(shè)備間輕松、安全、迅速而自動(dòng)的通信.與無(wú)線世界中的其他連接方式相比,NFC是一種近距離的私密通信方式.最后,RFID更多的被應(yīng)用在生產(chǎn)、物流、跟蹤、資產(chǎn)管理上,而NFC則在門禁、公交、手機(jī)支付等領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮

4、著巨大的作用.同時(shí),NFC還優(yōu)于紅外和藍(lán)牙傳輸方式.作為一種面向消費(fèi)者的交易機(jī)制,NFC比紅外更快、更可靠而且簡(jiǎn)單得多.與藍(lán)牙相比,NFC面向近距離交易,適用于交換財(cái)務(wù)信息或敏感的個(gè)人信息等重要數(shù)據(jù);藍(lán)牙能夠彌補(bǔ)NFC通信距離不足的缺點(diǎn),適用于較長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)通信.因此,NFC和藍(lán)牙互為補(bǔ)充,共同存在.事實(shí)上,快捷輕型的NFC協(xié)議可以用于引導(dǎo)兩臺(tái)設(shè)備之間的藍(lán)牙配對(duì)過(guò)程,促進(jìn)了藍(lán)牙的使用.NFC手機(jī)內(nèi)置NFC芯片,組成RFID模塊的一部分,可以當(dāng)作RFID無(wú)源標(biāo)簽使用用來(lái)支付費(fèi)用;也可以當(dāng)作RFID讀寫器用作數(shù)據(jù)交換與采集.NFC技術(shù)支持多種應(yīng)用,包括移動(dòng)支付與交易、對(duì)等式通信及移動(dòng)中信息訪問(wèn)等.通

5、過(guò)NFC手機(jī),人們可以在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間,通過(guò)任何設(shè)備,與他們希望得到的娛樂服務(wù)與交易聯(lián)系在一起,從而完成付款,獲取海報(bào)信息等.NFC設(shè)備可以用作非接觸式智能卡、智能卡的讀寫器終端以及設(shè)備對(duì)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸鏈路,其應(yīng)用主要可分為以下四個(gè)基本類型:用于付款和購(gòu)票、用于電子票證、用于智能媒體以及用于交換、傳輸數(shù)據(jù).二技術(shù)原理支持NFC的設(shè)備可以在主動(dòng)或被動(dòng)模式下交換數(shù)據(jù).在被動(dòng)模式下,啟動(dòng)NFC通信的設(shè)備,也稱為NFC發(fā)起設(shè)備(主設(shè)備),在整個(gè)通信過(guò)程中提供射頻場(chǎng)(RF-field),它可以選擇106kbps、212kbps或424kbps其中一種傳輸速度,將數(shù)據(jù)發(fā)送到另一臺(tái)設(shè)備.另一臺(tái)設(shè)備稱為N

6、FC目標(biāo)設(shè)備(從設(shè)備),不必產(chǎn)生射頻場(chǎng),而使用負(fù)載調(diào)制(load 米o(hù)dulation)技術(shù),即可以相同的速度將數(shù)據(jù)傳回發(fā)起設(shè)備.此通信機(jī)制與基于ISO14443A、米IFARE和FeliCa的非接觸式智能卡兼容,因此,NFC發(fā)起設(shè)備在被動(dòng)模式下,可以用相同的連接和初始化過(guò)程檢測(cè)非接觸式智能卡或NFC目標(biāo)設(shè)備,并與之建立聯(lián)系.在主動(dòng)模式下,每臺(tái)設(shè)備要向另一臺(tái)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),都必須產(chǎn)生自己的射頻場(chǎng).發(fā)起設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備都要產(chǎn)生自己的射頻場(chǎng),以便進(jìn)行通信.這是對(duì)等網(wǎng)絡(luò)通信的標(biāo)準(zhǔn)模式,可以獲得非?？焖俚倪B接設(shè)置.移動(dòng)設(shè)備主要以被動(dòng)模式操作,可以大幅降低功耗,并延長(zhǎng)電池壽命.在一個(gè)應(yīng)用會(huì)話過(guò)程中,NFC

7、設(shè)備可以在發(fā)起設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備之間切換自己的角色.利用這項(xiàng)功能,電池電量較低的設(shè)備可以要求以被動(dòng)模式充當(dāng)目標(biāo)設(shè)備,而不是發(fā)起設(shè)備.三技術(shù)分析術(shù)語(yǔ)“近場(chǎng)”是指無(wú)線電波的臨近電磁場(chǎng).無(wú)線電波由正交電磁場(chǎng)組成,在工作頻率下天線周圍大約10波長(zhǎng)的范圍內(nèi),無(wú)線電波的行為遵循麥克斯韋方程. 電磁場(chǎng)在從發(fā)射天線傳播到接收天線的過(guò)程相互交換能量并相互增強(qiáng),這樣的電磁場(chǎng)稱之為遠(yuǎn)場(chǎng).而在10個(gè)波長(zhǎng)以內(nèi),電磁場(chǎng)是相互獨(dú)立的,即為近場(chǎng),近場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)沒有多大意義,但磁場(chǎng)可用于短距離通訊. 由于在初級(jí)線圈(發(fā)射天線)和次級(jí)線圈之間仍有相當(dāng)大的距離,因此可以將NFC看做是一個(gè)耦合系數(shù)非常低的互感器.近磁場(chǎng)的主要問(wèn)題是信號(hào)傳播過(guò)

8、程中信號(hào)強(qiáng)度會(huì)以大約1/d6的速率下降(這里d為通訊距離或范圍),因此使近場(chǎng)通訊成為名副其實(shí)的短程通訊技術(shù),而在稱之為無(wú)線電波的遠(yuǎn)場(chǎng)中,信號(hào)強(qiáng)度以1/d2的速率下降.四一般應(yīng)用模式NFC采用了雙向的識(shí)別和連接,NFC手機(jī)具有三種功能模式:NFC手機(jī)作為識(shí)讀設(shè)備(讀寫器)、NFC手機(jī)作為被讀設(shè)備(卡模擬)、NFC手機(jī)之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信應(yīng)用. 1.NFC手機(jī)作為識(shí)讀設(shè)備 在該模式中,具備識(shí)讀功能的NFC手機(jī)從TAG中采集數(shù)據(jù),然后根據(jù)應(yīng)用的要求進(jìn)行處理.有些應(yīng)用可以直接在本地完成,而有些應(yīng)用則需要通過(guò)與網(wǎng)絡(luò)交互才能完成. 基于該模型的典型應(yīng)用:門禁控制或車票、電影院門票售賣等,使用者只需攜帶儲(chǔ)存有票

9、證或門控代碼的設(shè)備靠近讀取設(shè)備即可.它還能夠作為簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)獲取應(yīng)用,比如公交車站站點(diǎn)信息、公園地圖信息等. 2.NFC手機(jī)作為被讀設(shè)備 在該應(yīng)用模式中,NFC識(shí)讀設(shè)備從具備TAG能力的NFC手機(jī)中采集數(shù)據(jù),然后通過(guò)無(wú)線發(fā)功能是將數(shù)據(jù)送到應(yīng)用處理系統(tǒng)進(jìn)行處理. 基于該模式的典型應(yīng)用:本地支付、電子票應(yīng)用 3. NFC手機(jī)之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信應(yīng)用 在該應(yīng)用模式中, NFC手機(jī)之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換,后續(xù)的關(guān)聯(lián)應(yīng)用是本地應(yīng)用也可以是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用. 該模式的典型應(yīng)用是:建立藍(lán)牙連接、交換手機(jī)名片等.五應(yīng)用情況NFC設(shè)備可以用作非接觸式智能卡、智能卡的讀寫器終端以及設(shè)備對(duì)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸鏈路.其應(yīng)用廣泛,NFC應(yīng)用

10、可以分為四個(gè)基本類型: 接觸、完成:諸如門禁管制或交通、活動(dòng)檢票之類的應(yīng)用,用戶只需將儲(chǔ)存有票證或門禁代碼的設(shè)備靠近閱讀器即可.還可用于簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)擷取應(yīng)用,例如從海報(bào)上的智能標(biāo)簽讀取網(wǎng)址. 接觸、確認(rèn):移動(dòng)付費(fèi)之類的應(yīng)用,用戶必須輸入密碼確認(rèn)交易,或者僅接受交易. 接觸、連接:將兩臺(tái)支持NFC的設(shè)備鏈接,即可進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸,例如下載音樂、交換圖像或同步處理通信錄等. 接觸、探索:NFC設(shè)備可能提供不止一種功能,消費(fèi)者可以探索了解設(shè)備的功能,找出NFC設(shè)備潛在的功能與服務(wù).1. NFC用于智能媒體 對(duì)于配備NFC的電話,利用其讀寫器功能,用戶只需接觸智能媒體即可獲取豐富的信息或下載相關(guān)內(nèi)

11、容.此智能媒體帶有一個(gè)成本很低的RFID(嵌入或附加在海報(bào)中)標(biāo)簽,可以通過(guò)移動(dòng)電話讀取,借此發(fā)現(xiàn)當(dāng)前環(huán)境下豐富多樣的服務(wù)項(xiàng)目.并且手機(jī)可以啟動(dòng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)請(qǐng)求,并立即按比例增加運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)流量.運(yùn)營(yíng)商可以投資這個(gè)“即時(shí)滿足”工具,通過(guò)鈴聲下載、移動(dòng)游戲和其他收費(fèi)的增值服務(wù)來(lái)增加收入. 2. NFC用于付款和購(gòu)票等 最早在移動(dòng)電話上使用非接觸式智能卡,只是將卡粘到電話中.也并未通過(guò)非接觸式卡提供任何增值服務(wù),而且也不利用移動(dòng)電話的功能或移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò).之后經(jīng)過(guò)改進(jìn),雖將非接觸式智能卡集成到電話中,但仍然是基于傳統(tǒng)智能卡部署的封閉系統(tǒng).我們現(xiàn)在正見證向NFC電話發(fā)展的趨勢(shì),這種電話充分利用移動(dòng)電話

12、功能和移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò),還提供卡讀寫器和設(shè)備對(duì)設(shè)備連接功能. 使用非接觸式智能卡的支付方式在美國(guó)和亞太地區(qū)發(fā)展勢(shì)頭良好.Visa、米asterCard和美國(guó)運(yùn)通等信用卡的內(nèi)置支付程序可以安全地存儲(chǔ)在設(shè)備上的安全I(xiàn)C內(nèi).這樣,NFC電話就可以充分利用現(xiàn)有的支付基礎(chǔ)架構(gòu),并能夠支持移動(dòng)電話公司的新服務(wù)項(xiàng)目.3. NFC用于電子票證 電子票證是以電子方式存儲(chǔ)的訪問(wèn)權(quán)限,消費(fèi)者可以購(gòu)買此權(quán)限以獲得娛樂場(chǎng)所的入場(chǎng)權(quán).整個(gè)電子票證購(gòu)買過(guò)程只需幾秒鐘,對(duì)消費(fèi)者而言非常簡(jiǎn)單便捷.在收集并確認(rèn)了消費(fèi)者的支付信息后,電子票證將自動(dòng)傳輸?shù)较M(fèi)者的移動(dòng)電話或安全芯片中. 用戶將移動(dòng)電話靠近自動(dòng)售票終端,即開始交易.用戶與服務(wù)設(shè)備充分交互,然后通過(guò)在移動(dòng)電話上確認(rèn)交易,完成購(gòu)買過(guò)程.到娛樂場(chǎng)所時(shí),用戶只需將自己的移動(dòng)電話靠近安裝在入口轉(zhuǎn)柵上的閱讀器即可,閱讀器在檢查了票證的有效性后允許進(jìn)入. 4.NFC用于連接和作為無(wú)線啟動(dòng)設(shè)備 消費(fèi)者希望無(wú)線連接簡(jiǎn)單便捷,但對(duì)消費(fèi)者承諾的便利性和移動(dòng)性卻仍未兌現(xiàn).雖然使用方便已成為消費(fèi)者優(yōu)先選擇的主要?jiǎng)?/p>