NFC

NFC天天用,但你知道原理吗?

2021-01-12 09:26:59 明申科技 22

NFC作为近场通信(Near Field Communication)的英文简称,其可以在彼此靠近的情况下进行数据交换,是由非接触式射频识别(RFID)及互连互通技术整合演变而来的,通过在单一芯片上集成感应式读卡器、感应式卡片和点对点通信的功能,利用移动终端实现移动支付、电子票务、门禁、移动身份识别、防伪等应用。

NFC中文名称中的“近场”是指临近电磁场的无线电波。 因为无线电波实际上就是电磁波,所以它遵循麦克斯韦方程,电场和磁场在从发射天线传播到接收天线的过程会一直交替进行能量转换,并在进行转换时相互增强,例如我们的手机所使用的无线电信号就是利用这种原理进行传播的,这种方法称作远场通信。而在电磁波10个波长以内,电场和磁场是相互独立的,这时的电场没有多大意义,但磁场却可以用于短距离通讯,我们称之为近场通信。

NFC技术的应用在世界范围内受到了广泛关注,国内外的电信运营商、手机厂商等不同角色纷纷开展应用试点,一些国际性协会组织也积极进行标准化制定工作。据业内相关机构预测,基于近场通信技术的手机应用将会成为移动增值业务的下一个杀手级应用。

NFC标准为了和非接触式智能卡兼容,规定了一种灵活的网关系统,具体分为三种工作模式:点对点通信模式、读写器模式和NFC卡模拟模式。

1、点对点形式

点对点模式,这种模式下两个NFC设备可以交换数据。例如多个具有NFC功能的数字相机、手机之间可以利用NFC技术进行无线互联,实现虚拟名片或数字相片等数据交换。

针对点对点形式来讲,其关键指的是把两个均具有NFC功能的设 备进行连接,从而使点和点之间的数据传输得以实现。经过把点对点形式作为前提,让具备NFC功能的手机与计算机等相关设备,真正达成点对点的无线连接与数据传输,并且在后续的关联应用中,不仅可为本地应用,同时也可为网络应用。因此,点对点形式的应用,对于不同设备间的迅速蓝牙连接,及其通信数据传输方面有着十分重要的作用。

2、读卡器模式

读/写模式,这种模式下NFC设备作为非接触读写器使用。例如支持NFC的手机在与标签交互时扮演读写器的角色,开启NFC功能的手机可以读写支持NFC数据格式标准的标签。

读卡器模式的NFC通信作为非接触读卡器使用,可以从展览信息电子标签、电影海报、广告页面等读取相关信息。读卡器模式的NFC手机可以从TAG中采集数据资源,按照一定的应用需求完成信息处理功能,有些应用功能可以直接在本地完成,有些需要与TD-LTE 等移动通信网络结合完成。基于读卡器模式的NFC应用领域包括广告读取、车票读取、电影院门票销售等,比如电影海报后面贴有TAG标签,此时用户就可以携带一个支持NFC协议的手机获取电影信息,也可以连接购买电影票。读卡器NFC模式还可以支持公交车站点信息、旅游景点地图信息的获取,提高人们旅游交通的便捷性。

3、卡模拟形式

模拟卡片模式,这种模式就是将具有NFC功能的设备模拟成一张标签或非接触卡,例如支持NFC的手机可以作为门禁卡、银行卡等而被读取。

卡模拟形式关键指的是把具有NFC功能的设备进行模拟,使之变成非接触卡的模式,比如,银行卡与门禁卡等。这种形式关键应用于商场或者交通等非接触性移动支付当中,在具体应用过程中,用户仅需把自身的手机或者其他有关的电子设备贴近读卡器,同时输入相应密码则可使交易达成。针对卡模拟形式中的卡片来讲,其关键是经过和非接触读卡器的RF域实行供电处理,这样即便NFC设备无电也同样可以继续开展工作。另外,针对卡模拟形式的应用,还可经过在具备NFC功能的相关设备中采集数据,进而把数据传输至对应处理系统中做出有关处 理,并且,这种形式还可应用于禁系统与本地支付等各个方面。

NFC与RFID的比较

第一,工作模式不同。NFC是将点对点通信功能,读写器功能和非接触卡功能集成进一颗芯片,而RFID则有阅读器和标签两部分组成。NFC技术既可以读取也可以写入,而RFID只能实现信息的读取以及判定。

第二,传输距离不同。NFC传输距离比RFID小的多,NFC 的传输距离只有10厘米,RFID的传输距离可以达到几米、甚至几十米。NFC是一种近距离的私密通信方式,相对于RFID来说NFC具有距离近、带宽高、能耗低、安全性高等特点。

第三,应用领域不同。NFC更多的应用于消费类电子设领域,在门禁、公交、手机支付等领域发挥着巨大的作用;RFID则更擅长于长距离识别,更多的被应用在生产、物流、跟踪、资产管理上。

NFC与蓝牙的比较

NFC和蓝牙都是短程通信技术,相对于蓝牙很早就被集成到移动电话中并已经被普及,NFC最近几年才开始被集成进移动电话中,并且到目前为止只集成在少数移动电话中。

第一,建立时间不同,NFC通信设置程序简单,通信建立时间很短,仅需0.1s左右;而蓝牙通信设置程序相对复杂,通信建立时间较长,大概需要6s。

第二,传输距离不同,NFC传输距离只有10cm,而蓝牙传输距离可达10m。但NFC在传输功耗和安全性方面略优于蓝牙。

第三,传输速度和工作频率不同,NFC工作频率为13.56MHz, 传输速度最大424 Kbit/s,而蓝牙工作频率为2.4GHz,传输速度可 达2.1 Mbit/s。

NFC与红外的比较

NFC和红外传输相比,传输距离相当,但比红外传输速度更快,NFC传输速度最大可达424 Kbit/s,而红外传输速度大概 100Kbit/s。建立时间NFC比红外略快,NFC建立时间为0.1s, 红外传输建立时间为0.5s。红外传输必须严格的对齐才能传输数据,且中间不能有障碍物,而NFC则没有这种限制;另外NFC比红外更安全可靠。


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