1、NFC技术原理简介及应用技术原理简介及应用12021/2/21 NFC技术近距离无线通信技术之二22021/2/21NFC技术简介NFC由免接触式射频识别（RFID）演变而来，并向下兼容RFID，最早由Sony和Philips各自开发成功，主要用于手机等移动设备中提供M2M(Machine to Machine)的通信。NFC 芯片是具有相互通信功能，并具有计算能力，NFC 就是把 RFID 读卡器与智能卡的功能整合在一起，可以直接利用各种现有的 RFID 基础设施，并且从设计之初就考虑到了不同 NFC 设备之间的交互（P2P），非常适合手机等移动设备。即近场通信（即近场通信（Near Fie
2、ld Communication，NFC），又），又称近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，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（在十厘米内）交换数据。米内）交换数据。32021/2/21NFC技术简介NFC与其他通信技术比较42021/2/21NFC技术简介Zigbeebluetoothuwbwifinfc价格4美元5美元20美元25美元3美元美元安全性中等高高低极高极高传输速率10-250Kbps1Mbps53-480Mbps54Mbps106,212,424kbps通讯距离
3、10-75m0-10m0-10m0-100m0-20cm工作频率2.4GHZ2.4GHZ3.1Ghz-10.6Ghz2.4GHZ13.56Mhz国际标准IEEE802.15.4IEEE802.15.1XIEEE802.11bIEEE802.11gISO18092(ECMA340)ISO21481(ECMA352)NFC与其他通信技术比较52021/2/21NFC技术简介NFC技术特点连接建立迅速连接建立迅速 常用短距离通信技术的连接速度：NFC小于0.1ms，蓝牙大约6s左右，红外小于0.5s，Zigbee小于6ms。NFC技术可以更为迅速地建立通信连接。相比RFID，具有高速率、高带宽和低消
4、耗高速率、高带宽和低消耗的特点。安全性高安全性高 NFC技术采用私密通信方式，并且射频范围较小。双向连接和识别双向连接和识别62021/2/21NFC技术的工作原理NFC技术技术能够快速自动地建立无线网络快速自动地建立无线网络，为蜂窝、蓝牙或WiFi设备提供一个“虚拟连接虚拟连接”使设备间在很短距离内通信，适合移动设移动设备备、消费电子产品、消费电子产品、PC和智能控件和智能控件间的通信工作。NFC通信通信在发起设备和目标设备间发生，任何的任何的NFC装置都可以装置都可以为发起设备或目标设备为发起设备或目标设备。两者之间是以交流磁场方式相互耦合，并以ASK方式或FSK方式进行载波调制，传输数字
5、信号。发起设备产发起设备产生无线射频磁场来初始化生无线射频磁场来初始化（调制方案、编码、传输速度与RF接口的帧格式）；目标设备则响应发起设备所发出的命令，并选择由目标设备则响应发起设备所发出的命令，并选择由发发起设备所发出的起设备所发出的或是或是自行产生的无线射频磁场自行产生的无线射频磁场进行通信进行通信。72021/2/21NFC技术的工作原理NFC的主动通信模式主动模式下，每台设备要向另一台设备发送数据时，都必须产生自己的射频场。如上所示，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。这是点对点通信的标准模式，可以获得非常快速的连接设置。82021/2/21NFC技术的工作原理NF
6、C的被动通信模式被动模式下，发起设备在整个通信过程中提供射频场，其可选择一种传输速度，将数据发送到目标设备，目标设备不必产生射频场，利用感应的电动势提供工作所需的电源，使用调制技术进行数据收发。移动设备主要使用被动模式，可以大幅降低功耗、延长电池寿命在应用会话过程中，设备可以在发起设备和目标设备之间切换角色。电量较低的设备可以要求以被动模式充当目标设备，而不是发起设备。92021/2/21NFC关键技术数据帧结构不同的传输速率具有不同的帧结构不同的传输速率具有不同的帧结构。在106kb/s的速率下的速率下存在三种帧结构：短帧短帧（通信初始化）、标准帧标准帧（数据交换）、检测帧检测帧（用于冲突检
7、测）在212kb/s和和424kb/s的速率中，帧结构是相同的的速率中，帧结构是相同的，由前同步码、同步码、载荷长度、载荷和校验码顺序组成。102021/2/21NFC关键技术调制方式采用ASK调制调制深度为100%数据速率数据速率为为106kb/sASK调制调制深度8%30%速率为速率为212kb/s或或424kb/s传输速率的选取是以工作距离的长短为界定的。工作距离最远可达20cm112021/2/21NFC的工作应用模式卡模式用于非接触移动支付，如商场、交通等应用，用户只需将手机靠用于非接触移动支付，如商场、交通等应用，用户只需将手机靠近读卡器，然后用户只需输入密码确认交易或者直接接收交
8、易即近读卡器，然后用户只需输入密码确认交易或者直接接收交易即可。例如门禁管制，车票，门票等。可。例如门禁管制，车票，门票等。卡片由读卡器供电，如卡片卡片由读卡器供电，如卡片携带设备电量耗尽，也可正常使用。携带设备电量耗尽，也可正常使用。122021/2/21NFC的工作应用模式读写模式即非接触采集数据（读取或写入均可实现），比如从海报或者展览即非接触采集数据（读取或写入均可实现），比如从海报或者展览信息电子标签上读取相关信息。信息电子标签上读取相关信息。132021/2/21NFC的工作应用模式点对点模式两个具备两个具备 NFC 功能的设备链接，实现数据点对点传输，如下载音功能的设备链接，实现
9、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。因此通过乐，交换图片或者同步设备地址薄。因此通过 NFC，个设备如数码，个设备如数码相机，计算机，手机之间，均可实现无线连接。相机，计算机，手机之间，均可实现无线连接。142021/2/21NFC的防冲突机制防冲突机制防冲突机制目的目的：防止干扰正坐在工作的其他NFC设备或者在同一频段工作的其他类型设备，先进行周围射频场的检测进行周围射频场的检测。在呼叫前，执行初始化操作，检测到的NFC频段小于规定的门限值时，NFC设备才能开始呼叫。如在NFC射频范围内，存在多台设备，则采用单用户检测。Ad-hocAd-hoc算法算法应用在212kb/s
10、、424kb/s二进制搜索算法二进制搜索算法应用在106kb/s速率下纯纯Ad-hocAd-hoc算法算法时隙时隙Ad-hocAd-hoc算法算法152021/2/21NFC技术的应用和发展消费应用电子优惠券电子优惠券 消费者通过NFC手机下载优惠券，商家即可看到消费者的完整信息，消费者通过手机可直接进行消费。电子钱包电子钱包 主要体现在支付时与读取设备之间的通信环节。162021/2/21NFC技术的应用和发展身份识别应用记录用户信息，对用户进行身份识别，主要应用于门禁、打卡等172021/2/21NFC技术的应用和发展应用于智能手机将NFC卡嵌入到手机的目的是快速获得需求的信息。182021/2/21NFC技术的应用和发展新型的NFC应用在NFC标签中输入手机密码。通过APP将上述密码写入手机。解锁时，手机充当读卡器，没有NFC标签，则手机无法解锁。NFC手机解锁手机解锁192021/2/21NFC技术的应用和发展新型的NFC应用蓝牙数据速率高，但配对匹配繁琐。NFC连接迅速通过NFC快速连接，通过蓝牙播放。NFC蓝牙音箱蓝牙音箱202021/2/21NFC技术的应用和发展新型的NFC应用NFC智能密码箱智能密码箱 NFC智能手环智能手环 212021/2/21222021/2/21
