NFC技術(shù)普及篇——看一次就明白的NFC技術(shù)

NFC（Near Field Communication），即“近場通信”，顧名思義，這是一種短距離的高頻無線通信技術(shù)，電子設(shè)備可以在彼此靠近的情況下進行數(shù)據(jù)交換。

近場通信，是在13.56MHz頻率運行于20厘米距離內(nèi)，其傳輸速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者424 Kbit/秒三種。

具體來說，它是通過在單一芯片上集成感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點對點通信的功能，利用移動終端實現(xiàn)移動支付、電子票務(wù)、門禁、移動身份識別、防偽等應(yīng)用。

2003年，索尼和飛利浦共同研制開發(fā)NFC；2004年，兩大巨頭又與諾基亞合作，創(chuàng)建NFC論壇，開始推廣NFC的應(yīng)用。

而這個技術(shù)是由免接觸式射頻識別（RFID）演變而來。但是，NFC與RFID看似相似，但其實有很多區(qū)別，因為RFID本質(zhì)上屬于識別技術(shù)，而NFC屬于通信技術(shù)。

區(qū)別1. 工作頻率

NFC的工作頻率為13.56MHz；而RFID的工作頻率有低頻（125KHz-135KHz），高頻（13.56MHz）及超高頻（860MHz-960MHz）。  

區(qū)別2. 工作距離

NFC的工作距離一般小于10cm，從而更好地保證業(yè)務(wù)的安全性；而RFID因具有不同的頻率，其工作距離在幾厘米到幾十米不等。

區(qū)別3. 工作模式

NFC同時支持讀寫模式和卡模式；而在RFID中，讀卡器和非接觸卡是獨立的兩個實體，不能切換。

區(qū)別4. 點對點通信

NFC支持P2P模式；RFID不支持P2P模式。

區(qū)別5. 應(yīng)用領(lǐng)域

NFC多數(shù)應(yīng)用在門禁，公交卡，手機支付等領(lǐng)域；而RFID更多的工作在生產(chǎn)，物流，跟蹤和資產(chǎn)管理上。

這是一種主動模式，數(shù)據(jù)在NFC芯片中，好比“刷標(biāo)簽”。

通過支持NFC的電子設(shè)備從帶有NFC芯片的標(biāo)簽、貼紙、名片等媒介中讀寫信息。當(dāng)設(shè)備向NFC讀寫數(shù)據(jù)時，它會發(fā)送某種磁場，而這個磁場會自動的向NFC標(biāo)簽供電，因此不需要外部供電。

相較于讀卡器模式，這是一種被動模式?？梢援?dāng)作“刷手機”，數(shù)據(jù)在支持NFC的手機或其它電子設(shè)備中。

簡單來說，支持NFC的手機或其它電子設(shè)備被模擬成一張卡，例如借記卡、公交卡、門禁卡等。它的基本原理是將相應(yīng)IC卡中的信息憑證封裝成數(shù)據(jù)包存儲在支持NFC的外設(shè)中 。

這種模式，在使用時還需要一個NFC射頻器。這個射頻器如同刷卡器，手機或其它設(shè)備靠近NFC射頻器，手機就會接收到NFC射頻器發(fā)過來的信號，在通過一系列復(fù)雜的驗證后，將IC卡的相應(yīng)信息傳入NFC射頻器，最后這些IC卡數(shù)據(jù)會傳入NFC射頻器連接的電腦，并進行相應(yīng)的處理。

移動設(shè)備主要以這種模式操作，可以大幅降低功耗，并延長電池壽命。

這是一種雙向模式，通常用于不同NFC設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)交換，相當(dāng)于兩個設(shè)備都處于主動模式。不過這個模式已經(jīng)沒有“刷”的感覺了，其有效距離一般不能超過4厘米。

點對點模式的典型應(yīng)用是兩部支持NFC的手機或平板電腦實現(xiàn)數(shù)據(jù)的點對點傳輸，例如，交換圖片或同步設(shè)備聯(lián)系人。因此，通過NFC，多個設(shè)備如數(shù)字相機，計算機，手機之間，都可以快速連接，并交換資料或者服務(wù)。

有人會說，這個模式類似于藍牙、紅外。但它的傳輸建立速度要比紅外和藍牙技術(shù)快很多，傳輸速度卻不如藍牙。

NFC、藍牙、紅外對比：

NFC由來已久，為什么近幾年才進入我們的視線？日本最早開始推廣NFC，可是在其它地區(qū)市場似乎一片慘淡。2004年，諾基亞推出了世界上第一款NFC產(chǎn)品——諾基亞3220，但由于并無實用的功能，NFC也只能作為一個噱頭。

直至今日，隨著移動支付的普及，NFC技術(shù)又重新成為各大手機制造商的寵兒。

相對于掃碼付款模式，NFC的接觸付款模式顯然更加快捷和安全。

目前，各大銀行都推出了“手機錢包功能”，手機廠商也在手機中加入“錢包功能”（如：Apple Pay、Samsung Pay、Mi Pay等）可以直接用手機“刷卡”支付。

在交通出行方面，通過NFC設(shè)備觸碰閘機口的讀卡區(qū)域，可以自動打開閘道，這是將交通卡的功能集成到NFC 設(shè)備之上。在英國倫敦，有8500輛公交車支持NFC支付，乘客可以使用借記卡、信用卡或充值卡在NFC讀取器上支付交通費用。

讓手機作為銀行卡和交通卡使用，都是通過卡模擬來實現(xiàn)的。

類似于手機藍牙，在兩臺手機都將NFC功能開啟后，將手機靠近即可建立連接，之后就可選擇傳輸或接收文件。

現(xiàn)在很多相機、照片打印機，也通過NFC進行圖片快速傳輸，方便又快捷。

對于圖書而言，一直存在的爭議是電子圖書是否會替代紙質(zhì)圖書，NFC 技術(shù)的到來，也將改變圖書出版的原有模式。

2012年，美國的阿爾伯克基城推出了NFC 圖書，圖書集成了八個NFC 芯片，通過NFC 設(shè)備讀取可以瀏覽多媒體，互動性、信息娛樂、個性化、社交媒體等都可以添加，如此可以帶來不一樣的閱讀體驗，特別是在視頻、游戲、社交功能的添加之后，紙質(zhì)圖書也變得繽紛多彩。

NFC 在零售中的應(yīng)用也逐漸普及。2012年10月，法國Casino連鎖超市宣布試點全球第一個NFC 超市，在超市中，用戶通過NFC 手機讀取貨架當(dāng)中的商品NFC 標(biāo)簽，隨后顧客的NFC 手機將顯示商品的成分列表、供貨信息、視頻資料、價格等相關(guān)信息。同時，超市可以通過標(biāo)簽讀取的次數(shù)，了解消費者喜好，進一步安排貨架的人性化擺放，促進消費。

說起NFC技術(shù)，不得不說說其芯片的主要廠商。就目前來看，NFC芯片基本被國外廠商壟斷，其中恩智浦、意法半導(dǎo)體、法國穎設(shè)為三大主流NFC芯片廠商。

NXP于2006年從飛利浦（Philips）電子公司獨立出來。1994年NXP就開發(fā)出MIFARE技術(shù)，雖然標(biāo)準(zhǔn)未被納入NFC Forum，但基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)的MIFARE卡目前被歐美的交通運輸市場廣泛采用。NXP以此優(yōu)勢，推出市場上唯一同時相容MIFARE標(biāo)準(zhǔn)與NFC Forum標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，增加其晶片在國際間的通用性。

目前，交通運輸與手機的NFC芯片市場幾乎被NXP所壟斷，在移動支付領(lǐng)域占得一席之地。

Inside Secure，前身為Inside Contactless,專注于NFC技術(shù)以及交易安全技術(shù)的開發(fā)，因此產(chǎn)品多為用于智慧卡的NFC芯片;2010年，并購愛特梅爾（Atmel）的安全元件部門，且改名為Inside Secure，宣示該公司著重于NFC安全元件開發(fā)的決心，于2012年開發(fā)出該公司第一顆NFC安全元件。雖然目前該公司以安全元件開發(fā)為主軸，但并未放棄智慧卡NFC芯片的主導(dǎo)權(quán)。

由于意法半導(dǎo)體與ARM合作，基于其處理器架構(gòu)上，開發(fā)多達四百五十種的MCU，包含了從高運算速度到低運算速度的產(chǎn)品，這些MCU只要與NFC控制器作整合，就可以搭載在不同的終端類型產(chǎn)品進行NFC的應(yīng)用，讓業(yè)者可由應(yīng)用面及價格來做最佳選擇。

ST意識到安全元件在行動支付應(yīng)用的重要性，也開發(fā)安全元件的MCU。在NFC的安全元件MCU方面，由于不同類型終端業(yè)者所需要的安全元件模式不同，所以同時開發(fā)三種安全元件模式的產(chǎn)品（內(nèi)嵌于行動電話、內(nèi)嵌于micro SD卡及內(nèi)嵌于SIM卡）。  

此外，索尼、飛利浦、英飛凌、博通等都有研發(fā)NFC芯片。      

NFC還有許多功能處于研發(fā)階段，并沒有完全走進我們的生活，全球各地還在研究NFC的潛力。

最新的iPhone XS、iPhone XR都把NFC支付作為繼續(xù)沿用的支付手段，華為、小米、三星、魅族等品牌逐漸將NFC功能作為標(biāo)配，可以想象，不久之后，NFC技術(shù)將被更加廣泛地應(yīng)用到我們的衣、食、住、行方方面面。

未來可期......