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近距離無線通訊(NFC)技術介紹

1.NFC的定義:

近場通訊(英語:Near Field CommunicationNFC),又稱近距離無線通訊,是一種短距離的高頻無線通訊技術,允許電子裝置之間進行非接觸式點對點資料傳輸,在十釐米(3.9英吋)內交換資料。

這個技術由免接觸式射頻識別(RFID)演變而來,由飛利浦、諾基亞和索尼共同研製開發,其基礎是RFID及互連技術。近場通訊是一種短距高頻的無線電技術,在13.56MHz頻率運行於20釐米距離內[1]。其傳輸速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者424 Kbit/秒三種。目前近場通訊已通過成為ISO/IEC IS 18092國際標準、EMCA-340標準與ETSI TS 102 190

標準。NFC採用主動和被動兩種讀取模式。

NFC 晶片具有相互通訊功能,並具有計算能力,在Felica標準中還含有加密邏輯電路,MIFARE的後期標準也追加了加密/解密模組(SAM)

NFC標準相容了索尼公司的FeliCaTM標準,以及ISO 14443 AB,也就是使用飛利浦的MIFARE標準。在業界簡稱為TypeATypeBTypeF,其中A,BMifare標準,FFelica標準。

為了推動 NFC的發展和普及,業界建立了一個非營利性的標準組織——NFC Forum,促進 NFC技術的實施和標準化,確保裝置和服務之間協同合作。目前,NFC Forum在全球擁有數百個成員,包括:SONY

、 PhilipsLG、摩托羅拉、NXPNEC、三星、atoamIntel、其中中國成員有中國移動、華為、中興、上海同耀和臺灣正隆等公司。

2.NFC工作模式

卡模式(Card emulation):這個模式其實就是相當於一張採用RFID技術的IC卡。可以替代現在大量的IC卡(包括信用卡)場合商場刷卡、悠遊卡、門禁管制,車票,門票等等。此種方式下,有一個極大的優點,那就是卡片通過非接觸讀卡器的 RF 域來供電,即便是寄主裝置(如手機)沒電也可以工作。

點對點模式(P2P mode):這個模式和紅外線差不多,可用於資料交換,只是傳輸距離較短,傳輸建立速度較快,傳輸速度也快些,功耗低(藍芽也類似)。將兩個具備NFC功能的裝置連結,能實現資料點對點傳輸,如下載音樂、交換圖片或者同步裝置地址薄。因此通過NFC,多個裝置如數位相機、PDA、計算機和手機之間都可以交換資料或者服務。

讀卡器模式(Reader/writer mode):作為非接觸讀卡器使用,比如從海報或者展覽資訊電子標籤上讀取相關資訊。

3.NFC的技術原理:

支援NFC的裝置可以在主動或被動模式下交換資料。在被動模式下,啟動NFC通訊的裝置,也稱為NFC發起裝置(主裝置),在整個通訊過程中提供射頻場(RF-field),如圖2所示。它可以選擇106kbps212kbps424kbps其中一種傳輸速度,將資料傳送到另一臺裝置。另一臺裝置稱為NFC目標裝置(從裝置),不必產生射頻場,而使用負載調製(load modulation)技術,即可以相同的速度將資料傳回發起裝置。此通訊機制與基於ISO14443AMIFAREFeliCa的非接觸式智慧卡相容,因此,NFC發起裝置在被動模式下,可以用相同的連線和初始化過程檢測非接觸式智慧卡或NFC目標裝置,並與之建立聯絡。圖為NFC主動通訊模式

4.與藍芽的比較

NFC藍芽Bluetooth)都是短程通訊技術,而且都被整合到行動電話。但NFC不需要複雜的設定程式。NFC也可以簡化藍芽連線。

NFC略勝藍芽的地方在於設定程式較短,但無法達到低功率藍芽Bluetooth Low Energy)的速度。在兩臺NFC裝置相互連線的裝置識別過程中,使用NFC來替代人工設定會使建立連線的速度大大加快:少於十分之一秒。NFC的最大資料傳輸量 424 kbit/s遠小於 Bluetooth V2.1 (2.1 Mbit/s)。雖然NFC在傳輸速度與距離比不上藍芽 (小於 20 cm),但相應可以減少不必要的干擾。這讓NFC特別適用於裝置密集而傳輸變得困難的時候。

相對於藍芽,NFC兼容於現有的被動 RFID (13.56 MHz ISO/IEC 18000-3)設施。NFC的能量需求更低,與藍芽 V4.0低能協議類似。當NFC在一臺無動力的裝置(比如一臺關機的手機,非接觸式智慧信用卡,或是智慧海報)上工作時,NFC的能量消耗會要大於低能藍芽 V4.0

對於行動電話或是行動消費性電子產品來說,NFC的使用比較方便。NFC的短距離通訊特性正是其優點,由於耗電量低、一次只和一臺機器連結,擁有較高的保密性與安全性,NFC有利於信用卡交易時避免被盜用。NFC的目標並非是取代藍芽等其他無線技術,而是在不同的場合、不同的領域起到相互補充的作用。

5.與紅外的對比:

6NFC的應用:

1NFC在企業中的應用

各種有意使用智慧手機作為下一代門禁卡的機構正在對NFC進行技術測試,這是一種理想的企業應用。在2011年秋,黑莓手機制造商RIM和安全門禁卡、讀卡器提供商HID Global宣佈,RIM的一部分新產黑莓手機將配備HID GlobaliCLASS數字證書。配置NFC的黑莓BoldCurve型號的手機都能相容HID GlobaliCLASS讀卡器,這些讀卡器被廣泛用於建築門禁系統、學生ID讀卡器、追蹤員工簽到和出勤。

員工還可以利用NFC智慧手機和其它裝置進入員工停車場或食堂並支付費用。NFC標籤可以被放置在會議室內部,與會者就可以在標籤前揮動自己的相容手機使其靜音或開啟Wi-Fi

 2NFC在政府部門的應用

政府還可以利用NFC來改善公共服務、提高運輸系統及其它。一些城市和郊區已經開始使用NFC為居民提供更好的服務和改善生活質量。NFC技術的出現讓使用者可以用智慧手機或移動裝置支付車費、進入停車場及支付費用、進入游泳池或圖書館等公共設施。

法國移動非接觸式協會(AFSCM)NFC服務方面處於領先地位。據該組織稱,法國是歐洲其中一個NFC手機使用者最多的國家。AFCSM預計,到2012年底將會有250萬法國公民使用NFC裝置。法國的“Cityzi”服務使用該國某些地方的使用者可以通過快速掃描手機進入火車站,還可以在隨處可見的NFC標籤上揮動裝置獲取地圖、產品資訊或服務。舊金山市目前有約3萬個NFC相容的停車計時器。澳大利亞悉尼使用NFC標籤來引導岩石區的遊客。

3NFC與零售購物體驗

 NFC可以通過結合無線優惠券、會員卡和支付選擇擴充套件和提升現代購物體驗。消費者可以用個人應用程式掃描產品貨架上的NFC標籤,獲得關於該產品更加個性化的資訊。舉個例子,如果你對堅果過敏,通過掃描產品,你的NFC裝置能自動檢測出該產品是否含有堅果並做出提醒。通過觸碰NFC標籤來獲得資訊、增加到購物籃、獲得優惠券和其它新的用途將對零售業產生越來越大的影響。

關於NFC改變購物體驗的一個奇特例子來自廣告公司Razorfish數字口香糖機。使用者只需向裡邊投進硬幣並用NFC相容裝置對它揮動一下,就能選擇各種數字產品,包括歌曲下載、電影、電子書和用於特定場所的優惠券。

 4NFC與市場營銷

 NFC技術對於現代市場營銷商有著深遠的影響。例如,使用者只需用NFC手機在NFC海報、廣告、廣告牌或電影海報上揮一揮就可以立即獲得產品或服務的資訊。

商家可以把NFC標籤放在店門口,那麼使用者就可以自動登入Foursquare或者Facebook等社交網路、和朋友分享細節或好東西。比利時的Walibi遊樂園最近推出了首個NFC系統,名為“Walibi Connect”,使用者可以掃描NFC腕帶來自動傳送更新或關於喜歡的活動和景點到Facebook網頁。在食品服務方面,酒吧和餐館可以從一家名為RadipNFC的訂購NFC杯墊和其它促銷材料,讓顧客可以掃描它們獲得該店或廣告商的更多資訊。

5)裝置之間共享協作

 NFC還可以作為一種短程技術,當幾部裝置離得非常近的時候,檔案和其它內容就可以在這些裝置中傳遞。這項功能對於需要協作的場所非常有用,如需要分享檔案或多個玩家進行遊戲的時候。

三星推出了一款具有NFC功能的,具有一個名為Android Beam的功能,其它一些新出現的NFC安卓手機也具有該功能。它可以通過NFC在幾部相容裝置間傳遞資料。一款安卓虛擬撲克遊戲Zynga就是利用基於NFCAndroid Beam功能讓使用者將智慧手機或裝置互相接觸實行多玩家線上遊戲。