针对创新工业应用的先进 NFC 解决方案

汽车、医疗、健康和健身、可穿戴设备、物联网、消费电子和工业空间等领域的应用不断与 NFC 集成。据估计，NFC IC 的出货量到 2018 年预计将达到 10 亿个单元。

NFC 有多个独一无二的特性，因而会让人们在新的创新用例中考虑它，并且它向所服务的许多应用提供了极大的易用性和便利性。如今支持 NFC 的设备数量已超过 5 亿，它们支持大量不同的应用。并且，随着新的终端设备和产品纷纷加入使用 NFC 的行列，基础设施会继续扩展并将变得更加强大。

NFC 是什么？

NFC 是一种通过传统高频 (HF) 无线电频率识别 (RFID) 非接触式卡标准开发的短程双向无线通信技术。NFC 向现有的 RFID 标准添加了额外的工作模式。它在 13.56 MHz 工作并提供几厘米的读取范围，这为其服务的应用提供了专门的读取区域和特有的安全性。ISO14443A/B、ISO15693 是 NFC 的一些关键数据通信协议。NFC 论坛是 NFC 技术的一个行业组织，它为 NFC 设备指定了三种工作模式：

1. 点对点：此模式在两个设备之间提供了一种通信模式，在这种模式下两个设备都能在需要时启动通信。

2. 读取器/写入器：在这种模式下，NFC 设备能够从 NFC/RFID 标签和非接触式智能卡中读取和写入数据。

3. 卡模拟：在这种模式下，NFC 设备的行为方式类似于一个标签或非接触式智能卡

根据支持的工作模式，NFC IC 大致分为以下几类：

1. 标签又称转发器：存储数据的设备。标签可以是活跃或休眠的，具体取决于它们是否经过主动激活。它们也可以分为静态或动态的，具体取决于存储的数据如何更新：是一次编程还是动态更新。双界面动态标签允许主机控制器（通过 SPI 或 I2C 连接）更新标签存储器中的数据，随后这些数据可以通过 NFC 接口进行读取。

2. 读取器/写入器：通过空中传输使用 NFC 接口从标签中进行读取或写入的设备。读取器/写入器设备可向标签发起射频通信并产生标签负载调制数据的电磁场。

3. NFC 设备：支持所有三种工作模式（NFC 论坛所指定的“读取器/写入器”、“点对点”和“卡模拟”模式）的收发器 IC。

NFC 可为许多消费电子、医疗、健康和健身以及物联网应用带来便利性和易用性。因而 NFC 技术的范围并不局限于工业应用，本文的重点是明确这项技术在工业领域的一些用例。

支持广泛的工业应用

工业领域的应用可以极大地得益于 NFC 的一些关键特性：无线连接、低功耗、无源（无电池）操作能力和安全性。根据一项业内估计，此领域 NFC IC 的出货量预计到 2018 年将超过 2 亿个单元。

将节点与网关进行配对：在连接的工业环境中，有许多设备（节点）通过 Bluetooth®、Wi-Fi、802.15.4、Zigbee 等经由中央网关连接到另一个设备（节点）。通过 NFC，只需简单的点击即可对这些设备进行安全便捷的配对。嵌入在节点中的 NFC 标签可以将配置设置传递到智能手机上的读取器或者网关，以便轻松将其配对到一起。随着系统中节点数的增加，对它们进行配对的复杂性可以使用 NFC 得到简化。

服务接口：NFC 设备可以用作数据进出工业设备的双向渠道。双接口动态转发器可从支持 NFC 的设备（如智能手机、平板电脑）无线接收数据，并通过 I2C/SPI 或其他数字接口将其传递到嵌入式主机控制器。此实施可用于固件更新、维护和检索诊断数据，同时摆脱了接线束缚，也无需设备的专用终端屏幕，从而降低成本。

访问控制：利用其邻近的安全连接，NFC/RFID 标签和读取器/写入器设备可用于访问控制。NFC 读取器设备可嵌入设备或设施的特定区域，以便控制授权人员能否使用其 RFID 卡或支持 NFC 的手机获得访问权，并进行相应记录。

产品认证和资产跟踪：NFC 标签可嵌入设备中以防止伪造和资产跟踪。存储在 NFC 标签上的数据可以使用标签的唯一标识符 (UID) 进行加密。

无线传感器：NFC 标签可以启用无线传感器应用，在这些应用中，NFC 接口不但可以用于数据传输，还可通过从读取器的射频场中获取能量来为传感器供电。此类应用是全封闭的（密封）玻璃封装传感器节点。封装允许在严苛的工作条件下进行操作，而且 NFC 提供了无线连接和无源（无电池）操作。即使在电池供电的节点中，也需要延长电池寿命；NFC 的低功耗特性可以实现这一点。

远程传感器网络：NFC 在与 Bluetooth® 或 Wi-Fi 搭配时，可用于创建远程传感器网络，在此类网络中节点可以使用 NFC 轻松配对/配置以实现简单的点击和连接。NFC 接口还可用于通过智能手机等 NFC 读取器设备从各个节点访问数据。