NFC技術的前世今生
近場通信(Near Field
Communication,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,允許電子設備之間進行非接觸式點對點數據傳輸(在十厘米
內)交換數據。這個技術由非接觸式射頻識別(RFID)技術演變而來,并向下兼容RFID,最早由Sony和Philips各自開發(fā)成功,主要用于手機等手持
設備中提供M2M(Machine to Machine)的通信。
NFC
芯片是具有相互通信功能,并具有計算能力,在Felica標準中還含有加密邏輯電路,MIFARE的后期標準也追加了加密/解密模塊(SAM)。NFC標
準兼容了索尼公司的FeliCaTM標準,以及ISO 14443
A,B,也就是使用飛利浦的MIFARE標準。在業(yè)界簡稱為TypeA,TypeB和TypeF,其中A,B為Mifare標準,F為Felica標準。
為了推動 NFC 的發(fā)展和普及,業(yè)界創(chuàng)建了一個非營利性的標準組織——NFC Forum,促進 NFC
技術的實施和標準化,確保設備和服務之間協同合作。目前,NFC
Forum在全球擁有數百個成員,包括:SONY、 Phlips、LG、摩托羅拉、NXP、NEC、三星、atoam、Intel、其中中國成員有中國
移動、華為、中興、上海同耀和臺灣正隆等公司。
技術特征:
與RFID一樣,NFC信息也是通過頻譜中無線頻率部分的電磁感應耦合方式傳遞,但兩者之間還
是存在很大的區(qū)別。首先,NFC是一種提供輕松、安全、迅速的通信的無線連接技術,其傳輸
范圍比RFID小,RFID的傳輸范圍可以達到幾米、甚至幾十米,但由于NFC采取了獨特的信號衰
減技術,相對于RFID來說NFC具有距離近、帶寬高、能耗低等特點。 其次,NFC與現有非接觸
智能卡技術兼容,目前已經成為得到越來越多主要廠商支持的正式標準。再次,NFC還是一種
近距離連接協議,提供各種設備間輕松、安全、迅速而自動的通信。與無線世界中的其他連接
方式相比,NFC是一種近距離的私密通信方式。最后,RFID更多的被應用在生產、物流、跟蹤
、資產管理上,而NFC則在門禁、公交、手機支付等領域內發(fā)揮著巨大的作用。
NFC、紅外、藍牙同為非接觸傳輸方式,它們具有各自不同的技術特征,可以用于各種不同的 目的,其技術本身沒有優(yōu)劣差別。
NFC手機內置NFC芯片,比原先僅作為標簽使用的RFID更增加了數據雙向傳送的功能,這個進步
使得其更加適合用于電子貨幣支付的;特別是RFID所不能實現的,相互認證和動態(tài)加密和一次
性鑰匙(OTP)能夠在NFC上實現。NFC技術支持多種應用,包括移動支付與交易、對等式通信及
移動中信息訪問等。通過NFC手機,人們可以在任何地點、任何時間,通過任何設備,與他們
希望得到的娛樂服務與交易聯系在一起,從而完成付款,獲取海報信息等。NFC設備可以用作
非接觸式智能卡、智能卡的讀寫器終端以及設備對設備的數據傳輸鏈路,其應用主要可分為以
下四個基本類型:用于付款和購票、用于電子票證、用于智能媒體以及用于交換、傳輸數據。
工作模式:
卡模式(Card emulation):這個模式其實就是相當于一張采用RFID技術的IC卡??梢蕴娲F
在大量的IC卡(包括信用卡)場合商場刷卡、公交卡、門禁管制,車票,門票等等。此種方式 下,有一個極大的優(yōu)點,那就是卡片通過非接觸讀卡器的 RF
域來供電,即便是寄主設備(如 手機)沒電也可以工作。諾塔斯智能科技研發(fā)的新一代NFC讀寫器 就具備了將手機模擬成卡片的方式進行NFC通信,市民出行一個NFC手機就可以替代公交卡、會員卡等卡片了。
點對點模式(P2P mode):這個模式和紅外線差不多,可用于數據交換,只是傳輸距離較短,
傳輸創(chuàng)建速度較快,傳輸速度也快些,功耗低(藍牙也類似)。將兩個具備NFC功能的設備鏈
接,能實現數據點對點傳輸,如下載音樂、交換圖片或者同步設備地址薄。因此通過NFC,多
個設備如數位相機、PDA、計算機和手機之間都可以交換資料或者服務。
讀卡器模式(Reader/writer mode):作為非接觸讀卡器使用,比如從海報或者展覽信息電子標 簽上讀取相關信息。
NFC天線:
一種近場耦合天線,由于13.56Mhz波長很長,且讀寫距離很短,合適的耦合方式是磁場耦合, 線圈是合適的耦合方式。 業(yè)界在手機中通常采用磁性薄膜(如TDK等公司生產)貼合FPC方式 來做天線。一種新技術是磁性薄膜與FPC合一,也即磁性FPC。
NFC標簽種類:
NFC的基本標簽類型有四種,以1至4來標識,各有不同的格式與容量。這些標簽類型格式的基 礎是:ISO 14443的A與B類型、Sony
FeliCa,前者是非接觸式智能卡的國際標準,而后者符合 ISO
18092被動式通訊模式標準?!”3諲FC標簽盡可能簡單的優(yōu)勢是:在很多場合,標簽可為 一次性使用,例如在海報中壽命較短的場合。
第1類標簽(Tag 1 Type):此類型基于ISO14443A標準。此類標簽具有可讀、重新寫入的能力
,用戶可將其配置為只讀。存儲能力為96字節(jié),用來存網址URL或其他小量數據富富有余。然
而,內存可被擴充到2k字節(jié)。此類NFC標簽的通信速度為106 kbit/s。此類標簽簡潔,故成本 效益較好,適用于許多NFC應用
第2類標簽(Tag 2 Type):此類標簽也是基于ISO14443A,具有可讀、重新寫入的能力,用戶 可將其配置為只讀。其基本內存大小為48字節(jié),但可被擴充到2k字節(jié)。通信速度也是106 kbit/s。
第3類標簽(Tag 3 Type):此類標簽基于Sony FeliCa體系。目前具有2k字節(jié)內存容量,數據 通訊速度為212 kbit/s。故此類標簽較為適合較復雜的應用,盡管成本較高。
第4類標簽(Tag 4 Type):此類標簽被定義為與ISO14443A、B標準兼容。制造時被預先設定 為可讀/可重寫、或者只讀。內存容量可達32k字節(jié),通信速度介于106 kbit/s和424 kbit/s之 間。
隨著NFC技術的不斷普及與發(fā)展,NFC技術正在影響我們生活的方方面面,相信越來越多的NFC應用會讓我們的生活更加便利和美好。