近距离无线通信(NFC)技术介绍

1．NFC的定义：

近场通信（英语：Near Field Communication，NFC），又称近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输，在十厘米（3.9英吋）内交换数据。

这个技术由免接触式射频识别（RFID）演变而来，由飞利浦、诺基亚和索尼共同研制开发，其基础是RFID及互连技术。近场通信是一种短距高频的无线电技术，在13.56MHz频率运行于20厘米距离内[1]。其传输速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者424 Kbit/秒三种。目前近场通信已通过成为ISO/IEC IS 18092国际标准、EMCA-340标准与ETSI TS 102 190标准。NFC采用主动和被动两种读取模式。

NFC 芯片具有相互通信功能，并具有计算能力，在Felica标准中还含有加密逻辑电路，MIFARE的后期标准也追加了加密/解密模块(SAM)。

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

为了推动 NFC的发展和普及，业界创建了一个非营利性的标准组织——NFC Forum，促进 NFC技术的实施和标准化，确保设备和服务之间协同合作。目前，NFC Forum在全球拥有数百个成员，包括：SONY、　Philips、LG、摩托罗拉、NXP、NEC、三星、atoam、Intel、其中中国成员有中国移动、华为、中兴、上海同耀和台湾正隆等公司。

2.NFC工作模式

卡模式（Card emulation）：这个模式其实就是相当于一张采用RFID技术的IC卡。可以替代现在大量的IC卡（包括信用卡）场合商场刷卡、悠游卡、门禁管制，车票，门票等等。此种方式下，有一个极大的优点，那就是卡片通过非接触读卡器的 RF 域来供电，即便是寄主设备（如手机）没电也可以工作。

点对点模式（P2P mode）：这个模式和红外线差不多，可用于数据交换，只是传输距离较短，传输创建速度较快，传输速度也快些，功耗低（蓝牙也类似）。将两个具备NFC功能的设备链接，能实现数据点对点传输，如下载音乐、交换图片或者同步设备地址薄。因此通过NFC，多个设备如数位相机、PDA、计算机和手机之间都可以交换资料或者服务。

读卡器模式(Reader/writer mode)：作为非接触读卡器使用，比如从海报或者展览信息电子标签上读取相关信息。

3．NFC的技术原理：

支持NFC的设备可以在主动或被动模式下交换数据。在被动模式下，启动NFC通信的设备，也称为NFC发起设备(主设备)，在整个通信过程中提供射频场(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目标设备(从设备)，不必产生射频场，而使用负载调制(load modulation)技术，即可以相同的速度将数据传回发起设备。此通信机制与基于ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非接触式智能卡兼容，因此，NFC发起设备在被动模式下，可以用相同的连接和初始化过程检测非接触式智能卡或NFC目标设备，并与之建立联系。图为NFC主动通信模式

4．与蓝牙的比较

NFC和蓝牙（Bluetooth）都是短程通信技术，而且都被集成到移动电话。但NFC不需要复杂的设置程序。NFC也可以简化蓝牙连接。

NFC略胜蓝牙的地方在于设置程序较短，但无法达到低功率蓝牙（Bluetooth Low Energy）的速度。在两台NFC设备相互连接的设备识别过程中，使用NFC来替代人工设置会使创建连接的速度大大加快：少于十分之一秒。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在传输速度与距离比不上蓝牙 (小于 20 cm)，但相应可以减少不必要的干扰。这让NFC特别适用于设备密集而传输变得困难的时候。

相对于蓝牙，NFC兼容于现有的被动 RFID (13.56 MHz ISO/IEC 18000-3)设施。NFC的能量需求更低，与蓝牙 V4.0低能协议类似。当NFC在一台无动力的设备(比如一台关机的手机，非接触式智能信用卡，或是智能海报)上工作时，NFC的能量消耗会要大于低能蓝牙 V4.0。

对于移动电话或是行动消费性电子产品来说，NFC的使用比较方便。NFC的短距离通信特性正是其优点，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安全性，NFC有利于信用卡交易时避免被盗用。NFC的目标并非是取代蓝牙等其他无线技术，而是在不同的场合、不同的领域起到相互补充的作用。

5．与红外的对比：

6．NFC的应用：

1）NFC在企业中的应用

各种有意使用智能手机作为下一代门禁卡的机构正在对NFC进行技术测试，这是一种理想的企业应用。在2011年秋，黑莓手机制造商RIM和安全门禁卡、读卡器提供商HID Global宣布，RIM的一部分新产黑莓手机将配备HID Global的iCLASS数字证书。配置NFC的黑莓Bold和Curve型号的手机都能兼容HID Global的iCLASS读卡器，这些读卡器被广泛用于建筑门禁系统、学生ID读卡器、追踪员工签到和出勤。

员工还可以利用NFC智能手机和其它设备进入员工停车场或食堂并支付费用。NFC标签可以被放置在会议室内部，与会者就可以在标签前挥动自己的兼容手机使其静音或打开Wi-Fi。

2）NFC在政府部门的应用

政府还可以利用NFC来改善公共服务、提高运输系统及其它。一些城市和郊区已经开始使用NFC为居民提供更好的服务和改善生活质量。NFC技术的出现让用户可以用智能手机或移动设备支付车费、进入停车场及支付费用、进入游泳池或图书馆等公共设施。

法国移动非接触式协会(AFSCM)在NFC服务方面处于领先地位。据该组织称，法国是欧洲其中一个NFC手机用户最多的国家。AFCSM预计，到2012年底将会有250万法国公民使用NFC设备。法国的“Cityzi”服务使用该国某些地方的用户可以通过快速扫描手机进入火车站，还可以在随处可见的NFC标签上挥动设备获取地图、产品信息或服务。旧金山市目前有约3万个NFC兼容的停车计时器。澳大利亚悉尼使用NFC标签来引导岩石区的游客。

3）NFC与零售购物体验

NFC可以通过结合无线优惠券、会员卡和支付选择扩展和提升现代购物体验。消费者可以用个人应用程序扫描产品货架上的NFC标签，获得关于该产品更加个性化的信息。举个例子，如果你对坚果过敏，通过扫描产品，你的NFC设备能自动检测出该产品是否含有坚果并做出提醒。通过触碰NFC标签来获得信息、增加到购物篮、获得优惠券和其它新的用途将对零售业产生越来越大的影响。

关于NFC改变购物体验的一个奇特例子来自广告公司Razorfish的“数字口香糖机”。用户只需向里边投进硬币并用NFC兼容设备对它挥动一下，就能选择各种数字产品，包括歌曲下载、电影、电子书和用于特定场所的优惠券。

4）NFC与市场营销

NFC技术对于现代市场营销商有着深远的影响。例如，用户只需用NFC手机在NFC海报、广告、广告牌或电影海报上挥一挥就可以立即获得产品或服务的信息。

商家可以把NFC标签放在店门口，那么用户就可以自动登录Foursquare或者Facebook等社交网络、和朋友分享细节或好东西。比利时的Walibi游乐园最近推出了首个NFC系统，名为“Walibi Connect”，用户可以扫描NFC腕带来自动发送更新或关于喜欢的活动和景点到Facebook网页。在食品服务方面，酒吧和餐馆可以从一家名为RadipNFC的订购NFC杯垫和其它促销材料，让顾客可以扫描它们获得该店或广告商的更多信息。

5）设备之间共享协作

NFC还可以作为一种短程技术，当几部设备离得非常近的时候，文件和其它内容就可以在这些设备中传递。这项功能对于需要协作的场所非常有用，如需要分享文件或多个玩家进行游戏的时候。

三星推出了一款具有NFC功能的Galaxy S III，具有一个名为Android Beam的功能，其它一些新出现的NFC安卓手机也具有该功能。它可以通过NFC在几部兼容设备间传递数据。一款安卓虚拟扑克游戏Zynga就是利用基于NFC的Android Beam功能让用户将智能手机或设备互相接触实行多玩家在线游戏。

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