NFC近距离通讯技艺片面理睬

　　去年8月，北京地铁开端全线支持刷手机乘车，用户只需守旧北京的市政交通一卡通，即可刷手机进站，这个功用就是结合手机的NFC功用开发的。

　　本世纪初，当人们还在把目光聚焦在介于通讯层面的五花八门的手机附加功用上时，挪动领取这个全新的领取概念曾经进入中国，这不但改动了人们赋予手机的传统&ldquo身份&rdquo，愈加推翻了人们传统观念中的领取手腕与领取方式。NFC技术在手机上的使用，使得挪动领取成为能够，这种技术尤其遭到了年老一族的热捧。

　　目前NFC最普遍的使用是如上所说的手机地铁票，在包括我国广州在内的多个地域试用该技术后，都失掉了普遍赞誉。方便的操作进程，将使NFC技术很有能够最终取代地铁IC卡车票方案。

　　NFC近间隔通讯技术

　　NFC近场通讯(Near Field Communication，NFC)，又称近间隔无线通讯，是一种短间隔的高频无线通讯技术，允许电子设备之间停止非接触式点对点数据传输(在十厘米内)交流数据。这个技术由免接触式射频辨认(RFID)演化而来，并向下兼容RFID，最早由Sony和Philips各自开发成功，次要用于手机等手持设备中提供M2M(Machine to Machine)的通讯。由于近场通讯具有自然的平安性，因而，NFC技术被以为在手机领取等范畴具有很大的使用前景。

　　NFC 芯片是具有互相通讯功用，并具有计算才能，在Felica规范中还含有加密逻辑电路，MIFARE的前期规范也追加了加密/解密模块(SAM)。

　　NFC规范兼容了索尼公司的FeliCaTM规范，以及ISO 14443 A，B，也就是运用飞利浦的MIFARE规范。在业界简称为TypeA，TypeB和TypeF，其中A，B为Mifare规范，F为Felica规范。

　　为了推进 NFC 的开展和普及，业界创立了一个非营利性的规范组织&mdash&mdashNFC Forum，促进 NFC 技术的施行和规范化，确保设备和效劳之间协同协作。目前，NFC Forum在全球拥无数百个成员，包括：SONY、　Phlips、LG、摩托罗拉、NXP、NEC、三星、atoam、Intel、其中中国成员有中国挪动、华为、中兴、上海同耀和台湾正隆等公司。

　　NFC技术特点

　　与RFID一样，NFC信息也是经过频谱中无线频率局部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、平安、迅速的通讯的无线衔接技术，其传输范围比RFID小，RFID的传输范围可以到达几米、甚至几十米，但由于NFC采取了共同的信号衰减技术，绝对于RFID来说NFC具有间隔近、带宽高、能耗高等特点。其次，NFC与现有非接触智能卡技术兼容，目前曾经成为失掉越来越多次要厂商支持的正式规范。再次，NFC还是一种近间隔衔接协议，提供各种设备间轻松、平安、迅速而自动的通讯。与无线世界中的其他衔接方式相比，NFC是一种近间隔的私密通讯方式。最初，RFID更多的被使用在消费、物流、跟踪、资产管理上，而NFC则在门禁、公交、手机领取等范畴内发扬着宏大的作用。

　　NFC、红外、蓝牙同为非接触传输方式，它们具有各自不同的技术特征，可以用于各种不同的目的，其技术自身没有优劣差异。

　　支持NFC的设备可以在自动或主动形式下交流数据。在主动形式下，启动NFC通讯的设备，也称为NFC发起设备(主设备)，在整个通讯进程中提供射频场(RF-field)，如图2所示。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目的设备(从设备)，不用发生射频场，而运用负载调制(load modulation)技术，即可以相反的速度将数据传回发起设备。此通讯机制与基于ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非接触式智能卡兼容，因而，NFC发起设备在主动形式下，可以用相反的衔接和初始化进程检测非接触式智能卡或NFC目的设备，并与之树立联络。

　　图1：NFC自动通讯形式

　　在自动形式下，每台设备要向另一台设备发送数据时，都必需发生本人的射频场。如图1所示，发起设备和目的设备都要发生本人的射频场，以便停止通讯。这是对等网络通讯的规范形式，可以取得十分疾速的衔接设置。

　　图2：NFC主动通讯形式。

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　　如图2所示，挪动设备次要以主动形式操作，可以大幅降低功耗，并延伸电池寿命。在一个使用会话进程中，NFC设备可以在发起设备和目的设备之间切换本人的角色。应用这项功用，电池电量较低的设备可以要求以主动形式充任目的设备，而不是发起设备。

　　NFC技术的开展

　　2004年3月18日为了推进 NFC 的开展和普及，NXP(原飞利浦半导体)、索尼和诺基亚创立了一个非赢利性的行业协会&mdash&mdashNFC 论坛，旨在促进 NFC 技术的施行和规范化，确保设备和效劳之间协同协作。截止2007年，NFC 论坛在全球拥有超越100个成员，包括：万事达卡国际组织、松下电子工业无限公司、微软公司、摩托罗拉公司、NEC 公司、瑞萨科技公司、三星公司、德州仪器制造公司和 Visa 国际组织。2006年7月复旦微电子成为首家参加NFC联盟的中国企业，之后清华同方微电子也参加了NFC论坛。

　　NFC logo很好地表达了该技术的通讯方式

　　2006年6月 NXP、诺基亚、中国挪动厦门分公司与&ldquo厦门易通卡&rdquo在厦门展开NFC测试，该项协作是中国初次NFC手机领取的测试。2006年8月Nokia与银联商务公司宣布在上海启动新的NFC测试，这是继厦门之后在中国的第二个NFC试点项目，也是全球范围初次停止NFC空中下载实验。参与测试运用的NFC手机均为NOKIA 3220。

　　2007年3月，由欧盟委员会及信息社会技术(IST)项目共同投资，多家公司、大学和用户共同组织成立了泛欧联盟，旨在开发开放式架构，以进一步开发和部署近间隔无线通讯(NFC)技术，并推进其在手机中的使用。该项目名为&ldquoNFC在仓储物流及领取范畴的使用(StoLPaN)&rdquo，旨在为使用于挪动设备、基于NFC的效劳开发一个开放式的商用和技术框架。这些架构将逾越手机类型及效劳性质的限制，推进基于NFC的挪动使用在众多行业市场中的部署。

　　在NXP、诺基亚、SONY这些巨头的推进下，全球范围展开了诸多的NFC实验，进一步促进了NFC产业的商业化运作及产业链的上下联动，但在中国市场的推行与开展依然面临着诸多的壁垒，对NFC在中国的市场我们持慎重看好观念，当然国际曾经有局部企业开端积极关注NFC产业的开展，中国挪动成立了专门的NFC任务小组，并且中国挪动与中国银结合资成立的联动优势有着与日本NTT DoCoMo相似的集运营商和金融机构的双重优势，NFC在中国一旦取得政策的支持与消费者认可，市场将大规模开展，但这个至多需求到3年左右的工夫。

　　将NFC集成到挪动电话平台

　　1.挪动电话集成NFC的益处

　　拥有NFC的挪动电话将会安慰消费者发生消费，为无线运营商、批发商和手机厂商带来商机。装备NFC的电话经过让消费者体验直观的衔接方式，进而改动信息和效劳的分配、付费和拜访方式。NFC电话可以停止平安的挪动领取和买卖，还可以在挪动进程中，方便地停止点对点通讯以及轻松获取信息。越来越多的消费者都在用挪动电话下载付费内容，例如为其电话下载铃声(以后，挪动运营商10%到15%的支出都来自于下载铃声或基于Java的小游戏)。NFC提供的下一代规范化衔接，将使消费者可以拜访海报、杂志和报刊亭等项目中的数字内容(铃声、歌曲、游戏、Web链接、地址和优惠券等)，还支持装备NFC的手机之间的点对点传输。现今的大少数手机都装备了蓝牙(当前还有WiFi)相关功用，所以NFC可以充任启动设备，使电话之间的数据交流传输愈加便捷。NFC还支持多台手机间停止多人游戏。当今市场上的设备界面一点都不直观，从而很难应用这项技术(例如，经过滚动菜单来选择特定的蓝牙设备)。NFC允许用户与环境交互，无需阅读复杂的菜单或执行复杂的设置顺序。

　　2.确保平安性的架构方式

　　将NFC集成到挪动电话平台思索过各种架构。上面是已有或正在施行的几个架构示例：NFC器件可以集成到电话功用盖中，这与诺基亚为其3220机型开发的处理方案分歧NFC器件可以集成到电话主印刷电路板上，例如NFC器件可以集成到Wireless Dynamics公司最近发布的Secure Digital(SD)卡中。

　　为了支持像领取这样的平安使用，NFC可以和一个平安芯片配合(后面引见的智能卡仿真形式)。在这方面，该范畴的几大厂商也都在思索上面不同的选项：

　　NFC+SIM(用户标识模块)平安形式：用一条或几条线路将SIM卡衔接到契合NFC技术规范的非接触式芯片。在这种状况下，SIM将托管挪动商务使用顺序和平安密钥。天线直接衔接到NFC芯片。飞利浦目前制造的NFC和智能卡IC都支持双线数字接口。NFC芯片和平安芯片之间的这个接口(S2C)与现有的非接触式规范完全兼容，并已提交给ECMA停止规范化。绕过SIM保证NFC的平安：在这种状况下，将特定的智能卡器件装置到电话功用盖、电话主PCB或许甚至是SD卡中。领取/票证使用顺序和相关的平安密钥则要存储在智能卡IC中。将NFC和智能卡IC组合在单一封装或芯片中，其单位本钱最具吸引力，也可作为候选方案。还能够最终思索将NFC与SIM卡和公用智能卡IC结合在一同，由前面二者提供平安功能。实践上，最终选择哪种NFC和平安施行方案将受许多要素的影响。平安使用的一切权、不同参与者(挪动运营商、金融效劳提供商和手机厂商等)之间构成的业务同伴关系，以及这些平安使用实践的特性化进程都将在定义最佳施行方案时起重要的作用。

　　NFC与RFID区别

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　　第一、NFC将非接触读卡器、非接触卡和点对点功用整合进一块单芯片，而rfid必需有阅读器和标签组成。RFID只能完成信息的读取以及断定，而NFC技术则强调的是信息交互。浅显的说NFC就是RFID的演进版本，单方可以近间隔交流信息。NFC手机内置NFC芯片，组成RFID模块的一局部，可以当作RFID无源标签运用停止领取费用也可以当作RFID读写器，用作数据交流与采集，还可以停止NFC手机之间的数据通讯。

　　第二、NFC传输范围比RFID小，RFID的传输范围可以到达几米、甚至几十米，但由于NFC采取了共同的信号衰减技术，绝对于RFID来说NFC具有间隔近、带宽高、能耗高等特点。

　　第三、使用方向不同。NFC目前来看更多的是针关于消费类电子设备互相通讯，有源RFID则更擅长在长间隔辨认。

　　随着互联网的普及，手机作为互联网最直接的智能终端，必将会惹起一场技术上的反动，好像以前蓝牙、USB、GPS等标配，NFC将成为日先手机最重要的标配，经过NFC技术，手机领取、看电影、坐地铁都能完成，将在我们的日常生活中发扬更大的作用。

　　NFC与蓝牙的区别

　　NFC和蓝牙(Bluetooth)都是短程通讯技术，而且都被集成到挪动电话。但NFC不需求复杂的设置顺序。NFC也可以简化蓝牙衔接。

　　NFC略胜蓝牙的中央在于设置顺序较短，但无法到达低功率蓝牙(Bluetooth Low Energy)的速度。在两台NFC设备互相衔接的设备辨认进程中，运用NFC来替代人工设置会使创立衔接的速度大大放慢：少于非常之一秒。NFC的最大数据传输量 424 kbit/s 远小于 Bluetooth V2.1 (2.1 Mbit/s)。

　　虽然NFC在传输速度与间隔比不上蓝牙 (小于 20 cm)，但相应可以增加不用要的搅扰。这让NFC特别适用于设备密集而传输变得困难的时分。绝对于蓝牙，NFC兼容于现有的主动 RFID (13.56 MHzISO/IEC 18000-3) 设备。NFC的能量需求更低，与蓝牙 V4.0低能协议相似。当NFC在一台无动力的设备(比方一台关机的手机，非接触式智能信誉卡，或是智能海报)上任务时，NFC的能量耗费会要大于低能蓝牙 V4.0。关于挪动电话或是挪动消费性电子产品来说，NFC的运用比拟方便。NFC的短间隔通讯特性正是其优点，由于耗电量低、一次只和一台机器链接，拥有较高的保密性与平安性，NFC有利于信誉卡买卖时防止被盗用。NFC的目的并非是取代蓝牙等其他无线技术，而是在不同的场所、不同的范畴起到互相补充的作用。

　　详细比照如下表：

NFC 蓝牙红外
网络类型点对点单点对多点点对点
运用间隔 &le0.1m &le10m &le1m
速度 106, 212, 424 kbps
规划速率可达868 kbps
721 kbps 115kbps 2.1 Mbps ~1.0 Mbps
树立工夫 < 0.1s 6s 0.5s
平安性具有，硬件完成具有，软件完成不具有，运用IRFM时除外
通讯形式自动-自动/主动自动－自动自动－自动
本钱低中低

　　NFC的使用

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　　NFC作为设备对设备的数据传输链路。其使用普遍，NFC使用可以分为四个根本类型。1. NFC用于智能媒体关于装备NFC的电话，应用其读写器功用，用户只需接触智能媒体即可获取丰厚的信息或下载相关内容。此智能媒体带有一个本钱很低的RFID(嵌入或附加在海报中)标签，可以经过挪动电话读取，借此发现以后环境下丰厚多样的效劳项目。并且手机可以启动挪动网络效劳恳求，并立刻按比例添加运营商的网络流量。运营商可以投资这个&ldquo即时满足&rdquo工具，经过铃声下载、挪动游戏和其他免费的增值效劳来添加支出。

　　2. NFC用于付款和购票等最早在挪动电话上运用非接触式智能卡，只是将卡粘到电话中。也并未经过非接触式卡提供任何增值效劳，而且也不应用挪动电话的功用或挪动电话网络。之后经过改良，虽将非接触式智能卡集成到电话中，但依然是基于传统智能卡部署的封锁零碎。我们如今正见证向NFC电话开展的趋向，这种电话充沛应用挪动电话功用和挪动电话网络，还提供卡读写器和设备对于互联网金融P2P企业来说，支付市场完善的标准和管理系统将彻底改变互联网金融行业的格局，不仅给从业者提供了的巨大的发展机遇，也带来了全新的挑战。对设备衔接功用。

　　运用非接触式智能卡的领取方式在美国和亚太地域开展势头良好。Visa、MasterCard和美国运通等信誉卡的内置领取顺序可以平安地存储在设备上的平安IC内。这样，NFC电话就可以充沛应用现有的领取根底架构，并可以支持挪动电话公司的新效劳项目。 3. NFC用于电子票证电子票证是以电子方式存储的拜访权限，消费者可以购置此权限以取得文娱场所的入场权。整个电子票证购置进程只需几秒钟，抵消费者而言十分复杂便捷。在搜集并确认了消费者的领取信息后，电子票证将自动传输到消费者的挪动电话或平安芯片中。用户将挪动电话接近自动售票终端，即开端买卖。用户与效劳设备充沛交互，然后经过在挪动电话上确认买卖，完成购置进程。到文娱场所时，用户只需将本人的挪动电话接近装置在入口转栅上的阅读器即可，阅读器在反省了票证的无效性后允许进入。 4. NFC用于衔接和作为无线启动设备