NFC近场通信技术

NFC近场通信技术

NFC英文全称Near Field Communication，近距离无线通信。是由飞利浦公司发起，由诺基亚、索尼等闻名厂商联合主推的一项无线技术。不久前，由多家公司、大学和用户共同成立了泛欧联盟，旨在开发NFC的开放式架构，并推动其在手机中的应用。NFC由非接触式射频识不(RFID)及互联互通技术整合演变而来,在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识不和数据交换。这项技术最初只是RFID技术和网络技术的简单合并，现在差不多演变成一种短距离无线通信技术，进展态势相当迅速。

与RFID不同的是，NFC具有双向连接和识不的特点，工作于13.56MHz频率范畴，作用距离10厘米左右。NFC技术在ISO 18092、ECMA 340和ETSI TS 102 190框架下推动标准化，同时也兼容应用广泛的ISO 14443 Type-A、B以及Felica标准非接触式智能卡的基础架构。

NFC芯片装在手机上，手机就能够实现小额电子支付和读取其他NFC设备或标签的信息。NFC的短距离交互大大简化整个认证识不过程，使电子设备间互相访咨询更直截了当、更安全和更清晰。通过NFC，电脑、数码相机、手机、PDA等多个设备之间能够专门方便快捷地进行无线连接，进而实现数据交换和服务。

一．技术优势

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，但两者之间依旧存在专门大的区不。第一，NFC是一种提供轻松、安全、迅速的通信的无线连接技术，其传输范畴比RFID小，RFID的传输范畴能够达到几米、甚至几十米，但由于NFC 采取了专门的信号衰减技术，相关于RFID来讲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，目前差不多成为得到越来越多要紧厂商支持的正式标准。再次，NFC 依旧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、资产治理上，而NFC则在门禁、公交、手机支付等领域内发挥着庞大的作用。

同时，NFC还优于红外和蓝牙传输方式。作为一种面向消费者的交易机制，NFC比红外更快、更可靠而且简单得多。与蓝牙相比，NFC 面向近距离交易，适用于交换财务信息或敏锐的个人信息等重要数据；蓝牙能够补偿NFC通信距离不足的缺点，适用于较长距离数据通信。因此，NFC和蓝牙互为补充，共同存在。事实上，快捷轻型的NFC 协议能够用于引导两台设备之间的蓝牙配对过程，促进了蓝牙的使用。

NFC手机内置NFC芯片，组成RFID模块的一部分，能够当作RFID 无源标签使用———用来支付费用；也能够当作RFID读写器———

用作数据交换与采集。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咨询等。通过NFC手机，人们能够在任何地点、任何时刻，通过任何设备，与他们期望得到的娱乐服务与交易联系在一起，从而完成付款，猎取海报信息等。NFC设备能够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，其应用要紧可分为以下四个差不多类型：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。

二．技术原理

支持NFC的设备能够在主动或被动模式下交换数据。在被动模式下，启动NFC通信的设备，也称为NFC发起设备(主设备)，在整个通信过程中提供射频场(RF-field)，它能够选择106kbps、212kbps或424kbps其中一种传输速度，将数据发送到另一台设备。另一台设备称为NFC目标设备(从设备)，不必产生射频场，而使用负载调制(load modulation)技术，即能够相同的速度将数据传回发起设备。此通信机制与基于ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非接触式智能卡兼容，因此，NFC发起设备在被动模式下，能够用相同的连接和初始化过程检测非接触式智能卡或NFC目标设备，并与之建立联系。

在主动模式下，每台设备要向另一台设备发送数据时，都必须产生自己的射频场。发起设备和目标设备都要产生自己的射频场，以便进行通信。这是对等网络通信的标准模式，能够获得专门快速的连接设置。

移动设备要紧以被动模式操作，能够大幅降低功耗，并延长电池

寿命。在一个应用会话过程中，NFC设备能够在发起设备和目标设备之间切换自己的角色。利用这项功能，电池电量较低的设备能够要求以被动模式充当目标设备，而不是发起设备。

三．技术分析

术语“近场”是指无线电波的临近电磁场。无线电波由正交电磁场组成，在工作频率下天线周围大约10波长的范畴内，无线电波的行为遵循麦克斯韦方程。

电磁场在从发射天线传播到接收天线的过程相互交换能量并相互增强，如此的电磁场称之为远场。而在10个波长以内，电磁场是相互独立的，即为近场，近场内电场没有多大意义，但磁场可用于短距离通讯。

由于在初级线圈(发射天线)和次级线圈之间仍有相当大的距离，因此能够将NFC看做是一个耦合系数专门低的互感器。近磁场的要紧咨询题是信号传播过程中信号强度会以大约1/d6的速率下降(那个地点d为通讯距离或范畴)，因此使近场通讯成为名副事实上的短程通讯技术，而在称之为无线电波的远场中，信号强度以1/d2的速率下降。

四．一样应用模式

NFC采纳了双向的识不和连接，NFC手机具有三种功能模式：NFC 手机作为识读设备（读写器）、NFC手机作为被读设备（卡模拟）、NFC

手机之间的点对点通信应用。

1.NFC手机作为识读设备

在该模式中，具备识读功能的NFC手机从TAG中采集数据，然后依照顾用的要求进行处理。有些应用能够直截了当在本地完成，而有些应用则需要通过与网络交互才能完成。

基于该模型的典型应用：门禁操纵或车票、电影院门票售卖等，使用者只需携带储存有票证或门控代码的设备靠近读取设备即可。它还能够作为简单的数据猎取应用，比如公交车站站点信息、公园地图信息等。

2.NFC手机作为被读设备

在该应用模式中，NFC识读设备从具备TAG能力的NFC手机中采集数据，然后通过无线发功能是将数据送到应用处理系统进行处理。

基于该模式的典型应用：本地支付、电子票应用

3. NFC手机之间点对点通信应用

在该应用模式中， NFC手机之间能够进行数据的交换，后续的关联应用是本地应用也能够是网络应用。

该模式的典型应用是：建立蓝牙连接、交换手机名片等。

五．应用情形

NFC设备能够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。其应用广泛，NFC应用能够分为四个差不多类型：