NFC技术漫谈_nfc技术 csdn

1.NFC标准

        NFC英文全称Near Field Communication，意即近距离无线通信。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通信技术（NFCIP-1）。为了兼容非接触式智能卡，2004年NFC论坛又推出了NFCIP-2规范。

        其中NFCIP-1标准详细规范NFC设备的调制方案、编码、传输速度与RF接口的帧格式，以及主动与被动NFC模式初始化过程中，数据冲突控制所需的初始化方案和条件。此外，这些标准还定义了传输协议，其中包括协议启动和数据交换方法等。NFCIP-2则指定了一种灵活的网关系统，用来检测和选择三种操作模式之一：NFC卡模拟模式、读写器模式和点对点通信模式。选择既定模式以后，按照所选的模式进行后续动作。网关标准还具体规定了RF接口测试方法和协议测试方法。这意味中符合NFCIP-2规范的产品将可以用作ISO/IEC 14443A和B以及Felica（Proximity Cards）和ISO 15693（Vicinity Cards）的读写器。

       NFC是脱胎于无线设备间的一种“非接触式射频识别”(RFID)及互联技术，为所有消费性电子产品提供了一个极为便利的通讯方式。

       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。​

       近场通信是一种短距高频的无线电技术，在13.56MHz频率运行于20厘米距离内。其传输速度有106 Kbit/s、212 Kbit/s或者424 Kbit/s三种。目前近场通信已通过成为ISO/IEC IS 18092国际标准、EMCA-340标准与ETSI TS 102 190标准。NFC采用主动和被动两种通信读取模式。​

2. NFC技术特点

       NFC技术的要点

      （1）在ISO/IEC 18092 NFCIP-1下进化标准化；

      （2）以13.56MHz RFID技术为基础；

      （3）通信距离可达20cm；

      （4）与现有的非接触式智能卡国际标准相兼容；

      （5）数据传输速率106 kbit/s、212 kbit/s、424kbit/s。

2.1 近距离感应

       NFC设备之间的极短距离接触，主动通信模式为20cm，被动通信模式为10cm，让信息能够在NFC设备之间点对点快速传递。

2.2 安全的通信

       除了极短距离通信先天的安全性：避免信息遭监控和窜改。NFC多的安全机制也可以通过加密/解密系统来确保移动装置间的安全通信。数据安全方面除标签的密码保护外，数据部分可用一些算法实现安全管理，如DES、RSA、DSA、MD5等，读卡机遇卡之间也可以相互认证，实现安全通信和存储。

2.3 快速的处理速度

       从NFC移动设备侦测、身份确认到数据存取只需要0.1s的时间即可完成。

2.4 服务的配对访问

       通过NFC技术可在单一移动设备上提供多种应用服务。这些应用服务一一对应到移动设备上，而启动每一服务时必须输入对应的密钥才能访问，这样的管理方式让单一移动设备上的多个服务能够确保其安全性。、

2.5 主被动通信模式切换

       手机内信息既能够被读卡器读取，手机本身也能作为读卡器，还能实现两个手机间的近距离通信。

3. NFC设备

       NFC设备是NFC通信的读写设备，可作为发起设备或目标设备，集成于个人移动通信终端的NFC多媒体手机是目前发展的主流。

       NFC标签是储存数据的IC，可被NFC设备读取，通常应用在被动通信模式下，如符合ISO/IEC 14443规范的Philips公司的MIFARE卡和Sony公司的Felica卡。

4. NFC通信模式

       NFC通信通常在发起设备和目标设备间发生，任何的NFC装置都可以为发起设备或目标设备。两者之间是以交流磁场相互耦合，并以ASK方式或FSK方式进行载波调制，传输数字信号。发起设备产生无线射频磁场来初始化NFCIP-1的通信（调制方案、编码、传输速度与RF接口的帧格式）。目标设备则响应发起设备所发出的命令，并选择由发起设备所发出的或是自行产生的无线射频磁场进行通信。

4.1 主动模式

       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，以便进行通信，这是点对点通信的标准模式，可以获得非常快速的连接设置。

4.2 被动模式

       在被动模式下，NFC发起设备（也叫主设备，启动NFC通信的设备），在整个通信过程中提供射频场（RF-field），可以选择106kbit/s、212kbit/s或424kbit/s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，利用感应的电动势提供工作所需的电源，使用负载调制（Load Modulation）技术进行数据收发。

       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。

5. NFC工作模式

5.1 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、悠游卡、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。

5.2 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。点对点模式可以快速通过NFC配对蓝牙。

5.3 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。

6. NFC与RFID区别

       在知乎上看到这样的比喻：如果把RFID比作广东省，那么可以把NFC比作深圳市，深圳市所做的大多在广东省的规范内，但深圳市也可以做些在广东省规范外的事。

7. NFC应用

       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。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。