NFC技術(shù)原理簡介及應(yīng)用

NFC技術(shù)近距離無線通信技術(shù)之二NFC技術(shù)簡介NFC由免接觸式射頻識別〔RFID〕演變而來，并向下兼容RFID，最早由Sony和Philips各自開發(fā)成功，主要用于等移動設(shè)備中提供M2M(MachinetoMachine)的通信。NFC芯片是具有相互通信功能，并具有計算能力，NFC就是把RFID讀卡器與智能卡的功能整合在一起，可以直接利用各種現(xiàn)有的RFID根底設(shè)施，并且從設(shè)計之初就考慮到了不同NFC設(shè)備之間的交互〔P2P〕，非常適合等移動設(shè)備。即近場通信〔NearFieldCommunication，NFC〕，又稱近距離無線通信，是一種短距離的高頻無線通信技術(shù)，允許電子設(shè)備之間進行非接觸式點對點數(shù)據(jù)傳輸〔在十厘米內(nèi)〕交換數(shù)據(jù)。NFC技術(shù)簡介NFC與其他通信技術(shù)比較NFC技術(shù)簡介Zigbeebluetoothuwbwifinfc價格4美元5美元20美元25美元3美元安全性中等高高低極高傳輸速率10-250Kbps1Mbps53-480Mbps54Mbps106,

212,

424

kbps

通訊距離10-75m0-10m0-10m0-100m0-20cm工作頻率2.4GHZ2.4GHZ3.1Ghz-10.6Ghz2.4GHZ13.56Mhz國際標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.15.4IEEE802.15.1XIEEE802.11bIEEE802.11gISO18092(ECMA340)ISO21481(ECMA352)NFC與其他通信技術(shù)比較NFC技術(shù)簡介NFC技術(shù)特點連接建立迅速常用短距離通信技術(shù)的連接速度：NFC小于0.1ms，藍牙大約6s左右，紅外小于0.5s，Zigbee小于6ms。NFC技術(shù)可以更為迅速地建立通信連接。相比RFID，具有高速率、高帶寬和低消耗的特點。安全性高NFC技術(shù)采用私密通信方式，并且射頻范圍較小。雙向連接和識別NFC技術(shù)的工作原理NFC技術(shù)能夠快速自動地建立無線網(wǎng)絡(luò)，為蜂窩、藍牙或WiFi設(shè)備提供一個“虛擬連接”使設(shè)備間在很短距離內(nèi)通信，適合移動設(shè)備、消費電子產(chǎn)品、PC和智能控件間的通信工作。NFC通信在發(fā)起設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備間發(fā)生，任何的NFC裝置都可以為發(fā)起設(shè)備或目標(biāo)設(shè)備。兩者之間是以交流磁場方式相互耦合，并以ASK方式或FSK方式進行載波調(diào)制，傳輸數(shù)字信號。發(fā)起設(shè)備產(chǎn)生無線射頻磁場來初始化（調(diào)制方案、編碼、傳輸速度與RF接口的幀格式）；目標(biāo)設(shè)備則響應(yīng)發(fā)起設(shè)備所發(fā)出的命令，并選擇由發(fā)起設(shè)備所發(fā)出的或是自行產(chǎn)生的無線射頻磁場進行通信。NFC技術(shù)的工作原理NFC的主動通信模式主動模式下，每臺設(shè)備要向另一臺設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時，都必須產(chǎn)生自己的射頻場。如上所示，發(fā)起設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備都要產(chǎn)生自己的射頻場，以便進行通信。這是點對點通信的標(biāo)準(zhǔn)模式，可以獲得非?？焖俚倪B接設(shè)置。NFC技術(shù)的工作原理NFC的被動通信模式被動模式下，發(fā)起設(shè)備在整個通信過程中提供射頻場，其可選擇一種傳輸速度，將數(shù)據(jù)發(fā)送到目標(biāo)設(shè)備，目標(biāo)設(shè)備不必產(chǎn)生射頻場，利用感應(yīng)的電動勢提供工作所需的電源，使用調(diào)制技術(shù)進行數(shù)據(jù)收發(fā)。移動設(shè)備主要使用被動模式，可以大幅降低功耗、延長電池壽命在應(yīng)用會話過程中，設(shè)備可以在發(fā)起設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備之間切換角色。電量較低的設(shè)備可以要求以被動模式充當(dāng)目標(biāo)設(shè)備，而不是發(fā)起設(shè)備。NFC關(guān)鍵技術(shù)數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)不同的傳輸速率具有不同的幀結(jié)構(gòu)。在106kb/s的速率下存在三種幀結(jié)構(gòu)：短幀〔通信初始化〕、標(biāo)準(zhǔn)幀〔數(shù)據(jù)交換〕、檢測幀〔用于沖突檢測〕在212kb/s和424kb/s的速率中，幀結(jié)構(gòu)是相同的，由前同步碼、同步碼、載荷長度、載荷和校驗碼順序組成。NFC關(guān)鍵技術(shù)調(diào)制方式采用ASK調(diào)制調(diào)制深度為100%數(shù)據(jù)速率為106kb/sASK調(diào)制調(diào)制深度8%～30%速率為212kb/s或424kb/s傳輸速率的選取是以工作距離的長短為界定的。工作距離最遠可達20cmNFC的工作應(yīng)用模式卡模式用于非接觸移動支付，如商場、交通等應(yīng)用，用戶只需將靠近讀卡器，然后用戶只需輸入密碼確認(rèn)交易或者直接接收交易即可。例如門禁管制，車票，門票等?？ㄆ勺x卡器供電，如卡片攜帶設(shè)備電量耗盡，也可正常使用。NFC的工作應(yīng)用模式讀寫模式即非接觸采集數(shù)據(jù)〔讀取或?qū)懭刖蓪崿F(xiàn)〕，比方從海報或者展覽信息電子標(biāo)簽上讀取相關(guān)信息。NFC的工作應(yīng)用模式點對點模式兩個具備NFC功能的設(shè)備鏈接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)點對點傳輸，如下載音樂，交換圖片或者同步設(shè)備地址薄。因此通過NFC，個設(shè)備如數(shù)碼相機，計算機，之間，均可實現(xiàn)無線連接。NFC的防沖突機制防沖突機制目的：防止干擾正坐在工作的其他NFC設(shè)備或者在同一頻段工作的其他類型設(shè)備，先進行周圍射頻場的檢測。在呼叫前，執(zhí)行初始化操作，檢測到的NFC頻段小于規(guī)定的門限值時，NFC設(shè)備才能開始呼叫。如在NFC射頻范圍內(nèi)，存在多臺設(shè)備，則采用單用戶檢測。Ad-hoc算法應(yīng)用在212kb/s、424kb/s二進制搜索算法應(yīng)用在106kb/s速率下純Ad-hoc算法時隙Ad-hoc算法NFC技術(shù)的應(yīng)用和開展消費應(yīng)用電子優(yōu)惠券消費者通過NFC下載優(yōu)惠券，商家即可看到消費者的完整信息，消費者通過可直接進行消費。電子錢包主要表達在支付時與讀取設(shè)備之間的通信環(huán)節(jié)。NFC技術(shù)的應(yīng)用和開展身份識別應(yīng)用記錄用戶信息，對用戶進行身份識別，主要應(yīng)用于門禁、打卡等NFC技術(shù)的應(yīng)用和開展應(yīng)用于智能手機將NFC卡嵌入到的目的是快速獲得需求的信息。NFC技術(shù)的應(yīng)用和開展新型的NFC應(yīng)用在NFC標(biāo)簽中輸入密碼。通過APP將上述密碼寫入。解鎖時，充當(dāng)讀卡器，沒有NFC標(biāo)簽，那么無法解鎖。NFC解鎖NFC技術(shù)的應(yīng)用和開展新型的NFC應(yīng)用藍牙數(shù)據(jù)速率高