三分钟了解nfc原理

屈育成 2018-01-19 76628

RF/无线

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描述

　　什么是NFC

　　NFC（NearFieldCommunication）是一种采用13.56MHz频带的近距离无线通信技术。虽然通信距离仅为10cm左右，不过和非接触式IC卡技术一样，“只需碰一下”，便可在不同的电子产品间交换数据。

　　与非接触式IC卡不同，NFC可进行双向通信。只要是支持NFC的产品和IC卡，就可以读出或写入数据。还可在手机等便携产品间进行通信。数据传输速度不高，有106kbit/秒、212kbit/秒、424kbit/秒以及848kbit/秒四种速度可供选择。

　　NFC标准只对通信部分进行了规定，包括“FeliCa”、“TypeA”以及“TypeB”三种方式。没有规定数据的加密处理方式。NFC标准与索尼开发的“FeliCa”以及荷兰恩智浦半导体（NXPSemiconductors）的“Mifare”所采用的非接触式IC卡技术，在物理层上具有兼容性。

　　例如，东日本旅客铁路公司（JR东日本）的交通卡“Suica”和日本BitWallet的电子货币“Edy”，均采用了FeliCa的物理层和加密处理方式。FeliCa的无线部分采用NFC的标准规格之一“ISO18092”，负责加密处理等工作的高端中间件为索尼规定的自主产品。

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　　NFC有什么功能

　　NFC具有“卡模拟”、“读写器模拟”以及“产品间通信（P2P）”三种功能。

　　首先是卡模拟功能，正如其名称一样，这是一种可用作IC卡和标签的功能。“钱包手机”就是其应用实例，可用手机来代替现金、车票以及演唱会门票等。此外，还可用作购物积分卡（PointCard）。

　　其次是读写器模拟功能。将支持NFC的手机对准海报上贴的标签扫描一下，就会获得URL等信息，并显示Web网站。还有用NFC手机扫描一下标签，便可获得餐厅优惠券的使用方法。

　　最后是产品间通信（P2P）功能，使用该功能可以在支持NFC的手机间轻松交换邮件地址。不仅是手机，还可与个人电脑、电视机以及数码相机各种产品交换数据。因此，也有人将NFC叫做“无线USB”。

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　　NFC终端主要有三种工作模式

　　1.主动模式

　　在主动模式下NFC终端可以作为一个读卡器，发出射频场去识别和读/写别的NFC设备信息。

　　2.被动模式

　　这个模式正好和主动模式相反，此时NFC终端则被模拟成一张卡，它只在其他设备发出的射频场中被动响应，被读/写信息。

　　3.双向模式

　　在此模式下NFC终端双方都主动发出射频场来建立点对点的通信。相当于两个NFC设备都处于主动模式。

　　NFC原理介绍

　　使用NFC的设备均可以在主动或被动模式下进行交换数据。在被动模式下，启动NFC通信的设备，在整个通信过程中提供射频场，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目标设备，不必产生射频场，而使用负载调制技术，即可以相同的速度将数据传回发起设备。如下图所示：

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　　在主动模式下，发起设备和目标设备都要产生自己的射频场，以便进行通信。这是对等网络通信的标准模式，可以获得非常快速的连接设置。

　　如何让手机支持NFC

　　首先，需要控制无线通信功能的IC（NFC通信控制IC）和天线。另外，配备“安全元件（SE）”后，可利用电子货币结算等服务。安全元件可以安装在便携产品内、SIM卡或是SD存储卡中。

　　两个S的概念

　　SE（SecureElements，安全元件）

　　这个区域中存储了像“钱包手机”一样用手机进行电子结算时所需要的机密信息，配备了带有密钥信息的存储器以及进行加密处理的处理器等。加密处理的步骤等方面，FeliCa由索尼规定，Mifare由恩智浦半导体规定。

　　SWP（SingleWireProtocol，单线协议）

　　手机内NFC通信控制IC与SIM卡间的接口标准。主要面向结算等要求数据通信具有高安全性的用途。欧洲电信领域的标准化团体ETSI已对其实施了标准化。

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