RFID和NFC的基础知识

RFID和NFC的一般知识RFID的特点：（一）射频技术的特点射频识别系统最重要的优点是非接触识别，它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签，并且阅读速度极快，大多数情况下不到100毫秒。

有源式射频识别系统的速写能力也是重要的优点。

可用于流程跟踪和维修跟踪等交互式业务。

制约射频识别系统发展的主要问题是不兼容的标准。

射频识别系统的主要厂商提供的都是专用系统，导致不同的应用和不同的行业采用不同厂商的频率和协议标准，这种混乱和割据的状况已经制约了整个射频识别行业的增长。

许多欧美组织正在着手解决这个问题，并已经取得了一些成绩。

标准化必将刺激射频识别技术的大幅度发展和广泛应用。

（二）射频技术在物流管理中的适用性物流管理的本质是通过对物流全过程的管理，实现降低成本和提高服务水平两个目的。

如何以正确的成本和正确的条件，去保证正确的客户在正确的时间和正确的地点，得到正确的产品，成为物流企业追求的最高目标。

为此，掌握存货的数量、形态和分布，提高存货的流动性就成为物流管理的核心内容。

一般来说，企业存货的价值要占企业资产总额的25%左右，占企业流动资产的50%以上。

所以物流管理工作的核心就是对供应链中存货的管理。

在运输管理方面采用射频识别技术，只需要在货物的外包装上的安装电子标签，在运输检查站或中转站设置阅读器，就可以实现资产的可视化管理。

在运输过程中，阅读器将电子标签的信息通过卫星或电话线传输到运输部门的数据库，电子标签每通过一个检查站，数据库的数据就得到更新，当电子标签到达终点时，数据库关闭。

与此同时，货主可以根据权限，访问在途可视化网页，了解货物的具体位置，这对提高物流企业的服务水平有着重要意义。

工作原理：RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

一套完整的RFID系统，是由阅读器（Reader）与电子标签（TAG）也就是所谓的应答器（Transponder）及应用软件系统三个部份所组成，其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量给Transponder，用以驱动Transponder电路将内部的数据送出，此时Reader便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。

以RFID 卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成：感应耦合（Inductive Coupling) 及后向散射耦合（BackscatterCoupling）两种。

一般低频的RFID大都采用第一种式，而较高频大多采用第二种方式。

阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置，是RFID系统信息控制和处理中心。

阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。

阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。

在实际应用中，可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。

应答器是RFID系统的信息载体，应答器大多是由耦合原件（线圈、微带天线等）和微芯片组成无源单元。

产品分类：RFID技术中所衍生的产品大概有三大类：无源RFID产品、有源RFID产品、半有源RFID产品。

无源RFID产品发展最早，也是发展最成熟，市场应用最广的产品。

比如，公交卡、食堂餐卡、银行卡、宾馆门禁卡、二代身份证等，这个在我们的日常生活中随处可见，属于近距离接触式识别类。

其产品的主要工作频率有低频125KHZ、高频13.56MHZ、超高频433MHZ，超高频915MHZ。

有源RFID产品，是最近几年慢慢发展起来的，其远距离自动识别的特性，决定了其巨大的应用空间和市场潜质。

在远距离自动识别领域，如智能监狱，智能医院，智能停车场，智能交通，智慧城市，智慧地球及物联网等领域有重大应用。

有源RFID在这个领域异军突起，属于远距离自动识别类。

产品主要工作频率有超高频433MHZ，微波2.45GHZ和5.8GMHZ。

有源RFID产品和无源RFID产品，其不同的特性，决定了不同的应用领域和不同的应用模式，也有各自的优势所在。

但在本系统中，我们着重介绍介于有源RFID和无源RFID之间的半有源RFID产品，该产品集有源RFID和无源RFID的优势于一体，在门禁进出管理，人员精确定位，区域定位管理，周界管理，电子围栏及安防报警等领域有着很大的优势。

半有源RFID产品，结合有源RFID产品及无源RFID产品的优势，在低频125KHZ频率的触发下，让微波2.45G 发挥优势。

半有源RFID技术，也可以叫做低频激活触发技术，利用低频近距离精确定位，微波远距离识别和上传数据，来解决单纯的有源RFID和无源RFID没有办法实现的功能。

简单的说，就是近距离激活定位，远距离识别及上传数据。

半有源RFID是一项易于操控、简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术，识别工作无须人工干预，它既可支持只读工作模式也可支持读写工作模式，且无需接触或瞄准;可在各种恶劣环境下自由工作，短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可以替代条码，例如用在工厂的流水线上跟踪物体;长距射频产品多用于交通上，识别距离可达几十米，如自动收费或识别车辆身份等。

典型应用：物流和供应管理、生产制造和装配、航空行李处理、邮件/快运包裹处理、文档追踪/图书馆管理、动物身份标识、运动计时、门禁控制/电子门票、道路自动收费、一卡通、仓储中塑料托盘、周转筐中等。

近场通信（Near Field Communication，NFC），又称近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输（在十厘米内）交换数据。

这个技术由免接触式射频识别（RFID）演变而来，并向下兼容RFID，最早由Sony和Philips各自开发成功，主要用于手机等手持设备中提供M2M(Machine to Machine)的通信。

NFC 芯片是具有相互通信功能，并具有计算能力，在Felica标准中还含有加密逻辑电路，MIFARE的后期标准也追加了加密/解密模块(SAM)。

NFC标准兼容了索尼公司的FeliCaTM标准，以及ISO 14443 A，B，也就是使用飞利浦的MIFARE标准。

在业界简称为TypeA，TypeB和TypeF，其中A,B为Mifare标准，F为Felica标准。

为了推动NFC 的发展和普及，业界创建了一个非营利性的标准组织——NFC Forum，促进NFC 技术的实施和标准化，确保设备和服务之间协同合作。

目前，NFC Forum在全球拥有数百个成员，包括：SONY、Phlips、LG、摩托罗拉、NXP、NEC、三星、atoam、Intel、其中中国成员有中国移动、华为、中兴、上海同耀和台湾正隆等公司。

技术特征:与RFID一样，NFC信息也是通过频谱中无线频率部分的电磁感应耦合方式传递，但两者之间还是存在很大的区别。

首先，NFC是一种提供轻松、安全、迅速的通信的无线连接技术，其传输范围比RFID小，RFID的传输范围可以达到几米、甚至几十米，但由于NFC采取了独特的信号衰减技术，相对于RFID来说NFC具有距离近、带宽高、能耗低等特点。

其次，NFC与现有非接触智能卡技术兼容，目前已经成为得到越来越多主要厂商支持的正式标准。

再次，NFC还是一种近距离连接协议，提供各种设备间轻松、安全、迅速而自动的通信。

与无线世界中的其他连接方式相比，NFC是一种近距离的私密通信方式。

最后，RFID更多的被应用在生产、物流、跟踪、资产管理上，而NFC则在门禁、公交、手机支付等领域内发挥着巨大的作用。

NFC、红外、蓝牙同为非接触传输方式，它们具有各自不同的技术特征，可以用于各种不同的目的，其技术本身没有优劣差别。

NFC手机内置NFC芯片，比原先仅作为标签使用的RFID更增加了数据双向传送的功能，这个进步使得其更加适合用于电子货币支付的；特别是RFID所不能实现的，相互认证和动态加密和一次性钥匙(OTP)能够在NFC上实现。

NFC技术支持多种应用，包括移动支付与交易、对等式通信及移动中信息访问等。

通过NFC手机，人们可以在任何地点、任何时间，通过任何设备，与他们希望得到的娱乐服务与交易联系在一起，从而完成付款，获取海报信息等。

NFC设备可以用作非接触式智能卡、智能卡的读写器终端以及设备对设备的数据传输链路，其应用主要可分为以下四个基本类型：用于付款和购票、用于电子票证、用于智能媒体以及用于交换、传输数据。

工作模式:卡模式（Card emulation）：这个模式其实就是相当于一张采用RFID技术的IC卡。

可以替代现在大量的IC卡（包括信用卡）场合商场刷卡、公交卡、门禁管制，车票，门票等等。

此种方式下，有一个极大的优点，那就是卡片通过非接触读卡器的RF 域来供电，即便是寄主设备（如手机）没电也可以工作。

点对点模式（P2P mode）：这个模式和红外线差不多，可用于数据交换，只是传输距离较短，传输创建速度较快，传输速度也快些，功耗低（蓝牙也类似）。

将两个具备NFC功能的设备链接，能实现数据点对点传输，如下载音乐、交换图片或者同步设备地址薄。

因此通过NFC，多个设备如数位相机、PDA、计算机和手机之间都可以交换资料或者服务。

读卡器模式(Reader/writer mode)：作为非接触读卡器使用，比如从海报或者展览信息电子标签上读取相关信息。

NFC天线:一种近场耦合天线，由于13.56Mhz波长很长，且读写距离很短，合适的耦合方式是磁场耦合，线圈是合适的耦合方式。

业界在手机中通常采用磁性薄膜（如TDK等公司生产）贴合FPC方式来做天线。

一种新技术是磁性薄膜与FPC合一，也即磁性FPC。

NFC标签种类:NFC的基本标签类型有四种，以1至4来标识，各有不同的格式与容量。

这些标签类型格式的基础是：ISO 14443的A与B类型、Sony FeliCa，前者是非接触式智能卡的国际标准，而后者符合ISO 18092被动式通讯模式标准。

保持NFC标签尽可能简单的优势是：在很多场合，标签可为一次性使用，例如在海报中寿命较短的场合。

第1类标签（Tag 1 Type）：此类型基于ISO14443A标准。

此类标签具有可读、重新写入的能力，用户可将其配置为只读。

存储能力为96字节，用来存网址URL或其他小量数据富富有余。

然而，内存可被扩充到2k字节。

此类NFC标签的通信速度为106 kbit/s。