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、索尼等著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由非接触式射频识别(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别和数据交换。这项技术最初只是ＲFID技术和网络技术的简单合并,现在已经演变成一种短距离无线通信技术,发展态势

相当迅速。

与ＲFID不同的是,NFC具有双向连接和识别的特点，工作于１3.56MＨz频率范围,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,手机就可以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别过程，使电子设备间互相访问更直接、更安全和更清楚。通过NFC,电脑、数码相机、手机、ＰDA等多个设备之间可以很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，NF Ｃ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。

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感的个人信息等重要数据;蓝牙能够弥补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协议可以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，可以当作R ＦID无源标签使用———用来支付费用；也可以当作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。

二．技术原理

支持NＦC的设备可以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）,它可以选择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,即可以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FelｉC

ａ的非接触式智能卡兼容，因此,NFＣ发起设备在被动模式下，可以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,可以获得非常快速的连接设置。

移动设备主要以被动模式操作,可以大幅降低功耗，并延长电池寿命。在一个应用会话过程中,NFC设备可以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可以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波长的范围内,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,这样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,因此可以将NFＣ看做是一个耦合系数非常低的互感器。近磁场的主要问题是信号传播过程中信号强度会以大约1/d6的速率下降(这里d 为通讯距离或范围),因此使近场通讯成为名副其实的短程通讯技术，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。

四.一般应用模式

NFC采用了双向的识别和连接，NＦC手机具有三种功能模式：N ＦＣ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，然后根据应用的要求进行处理。有些应用可以直接在本地完成,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:门禁控制或车票、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获取应用,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手机之间可以进行数据的交换，后续的关联应用是本地应用也可以是网络应用。

该模式的典型应用是：建立蓝牙连接、交换手机名片等。

五．应用情况

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。其应用广泛,ＮFC应用可以分为四个基本类型: