近场通信(NFC)是一种短程无线技术,用于距离小于10cm的两个装置之间的通信。不同装置之间使用NFC技术,通过无线射频识别变换器传输少量数据。NFC 是一种基于标准的连接技术,为多种非接触式设备提供了一种通用连接方式,使得其它新进展与未来物联网发展成为可能。
与感应卡技术类似,NFC利用的是两个环形天线之间的磁感应。两个环形天线处于互相形成的近磁场中,相当于形成了一个空心变压器。其运行于全球可用的、无许可的射频ISM(工业科学医疗)频段。智能手机或NFC功能设备与邻近的其它设备之所以可以相互连接,靠的就是这种通信模式。
使用NFC技术的一些常见装置
NFC设备应用于多种非接触式支付系统,类似于目前使用的信用卡与电子票智能卡,能让移动支付代替或补充这些支付系统。例如,消费者可以使用谷歌电子钱包将信用卡与购物卡信息储存在虚拟的钱包中,然后在终端使用一个NFC设备就可以进行信用卡支付交易。还有一些其它应用,如 (1) 监控、访问控制与安全 (2) 电子产品 (3) 自动化制造工作流程 (4) 医疗保健 (5) 支付系统 (5) 交通与汽车。
使用NFC技术的优点
只需简单的触摸就可以建立NFC通信,非常适合范围较广的工业、环境与其它应用。NFC实行通用标准,如ISO、ECMA、与 ETSI,适用于安全装置,可以快速建立无线连接,如蓝牙与WiFi等。内置NFC功能的设备可以给设备设计者与制造者带来下述几大优点:
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易用性: 与蓝牙或802.11设备不同,NFC设备不需要设置就可以互相工作。只需简单的触摸就可以建立连接。触摸连接动作简化了设备之间繁琐的连接过程,省去了大部分人机互动,消除了蓝牙与802.11设备产生的错误。
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智能对象: NFC 可用于类似的装置,如条形码。例如,可将NFC设备嵌入海报或展示柜,方便人们触摸手机获得更多的信息。这样的设备集成方式延伸出多种应用,广泛应用于广告业、控制系统与零售业等。
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经济、监测方便:监控工作流程,禁止监测与多种传感装置售价昂贵。NFC集成具有快捷、简单与便宜的特点。这样可以提高多种工业与商业过程控制功能,使制造过程效率更高。更重要的是,可以实时的、经济有效的监测所有阶段。
NFC 标准
ISO/IEC 18092定义了NFC标准。 ISO 18092 标准定义了NFC接口与协议的通信模式。NFC 工作频率为13.56 MHz ,符合现在的ISO/IEC 标准 14443 (类型 A/B/FeliCa) 与15693 (标签)。NFC 传输速度范围为 106kbit/s 到 424kbit/s ,符合ISO、 ECMA,与 ETSI 标准。这种数据吞吐量比蓝牙连接稍微低一点。ISO 14443 是用于非接触式智能卡的四部分国际标准,工作频率为13.56 MHz,非常靠近读取天线。
NFC 模式
NFC设备具有两种工作方式: 有源的, 由电池供电;无源的, 由射电能量供电。另外,NFC通常包含一个激发器与目标装置。激发器产生一个射频场,给无源目标装置供电。这样NFC目标装置无需电池就可工作,形状系数简单,如标签、贴纸、秘钥卡或卡片。
o 有源通信模式:激发器与目标装置通信时,交替产生射频场。等待接收数据的设备不产生射频场。这种模式下,两个设备一般都有电源。
o 无源通信模式: 激发器提供一个载波磁场,目标设备调节现有磁场作为响应。这种模式下,目标装置可以从激发器发射的电磁场获取运行动力,这样就使目标设备变成了一个变换器。
o 点对点模式: 用于设备与设备之间的对等连接。这种模式下,两台NFC设备可以共享资料。
o 卡模式: NFC手机可以用作标准的智能卡。这种模式是安全的,且支持非接触式通信API。NFC设备使用方法与非接触式卡一样,可用于基于MiFare、Calypso 或 FeliCa的交通费用支付系统,以及基于Visa payWave、 MasterCard PayPass或 American Express ExpressPay的银行支付系统。
o 读/写模式: 允许传输NFC论坛定义的资料。请注意这种模式并不安全。这种模式支持非接触式通信API。NFC设备是有源的,可以读取无源RFID标签;如读取并储存网址或在交互式广告海报中获取优惠券。
NFC 标签
NFC论坛强制NFC设备使用四种标签类型。NFC标签包含数据,常用的是只读模式的,也可以做成可重写式。可以由制造商进行定制化编码,或使用NFC论坛提供的规范,行业协会负责提升技术并设定关键标准。标签可以安全地储存个人资料,如借记卡与信用资料、会员程序资料、密码识别号(PIN)与网络联系以及其它信息。这是不同NFC标签供应商与NFC设备制造商之间可以互通的关键,实现完美的用户体验。
NFC 论坛类型1 标签运行规范:类型1标签是基于ISO/IEC 14443A标准。标签具有读写功能;用户可将标签设置为只读模式。内存空间为96b,可以扩展为2Kb。
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NFC论坛类型2标签运行规范:类型2标签是基于ISO/IEC 14443A标准。标签具有读写功能;用户可将标签设置为只读模式。内存空间为48b,可以扩展为2Kb。
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NFC 论坛类型3标签运行规范:类型3标签是基于日本工业标准(JIS) X 6319-4,也称作FeliCa。标签在制造时进行预配置,可配置为读写模式或只读模式。储存空间是可变的,每次理论储存容量为1MB。
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NFC 论坛类型4标签运行规范2.0(2010年12月):类型4标签与ISO/IEC 14443标准系列完全兼容。标签在制造时进行预配置,可配置为读写模式或只读模式。储存空间是可变的,每次最多32Kb;通信接口为类型A或类型B。