NFC技术原理简介及应用

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1、 NFC技术近距离无线通信技术之二NFC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（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

2、，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。NFC技术简介NFC与其他通信技术比较NFC技术简介Zigbeebluetoothuwbwifinfc价格4美元5美元20美元25美元3美元安全性中等高高低极高传输速率10- 250Kbps1Mbps53- 480Mbps54Mbps106, 212, 4 24 kbps通讯距离10-75m0-10m0-10m0-100m0-20cm工作频率2.4GHZ2.4GHZ3.1Ghz- 10.6Ghz2.4GHZ13.56Mhz国际标准IEEE802.15. 4IEEE802.15.1 XIEEE802.11 b IEEE802.1

3、1 gISO18092(ECMA340)ISO21481(ECMA352)NFC与其他通信技术比较NFC技术简介NFC技术特点连接建立迅速 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、高带宽和低消耗的特点。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NFC技术的工作原理NFC技术能够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”使设备间在很短距离内通信，适合移动设备 、消费电子产品、PC和智能控件间的通信工作。

4、NFC通信在发起设备和目标设备间发生，任何的NFC装置都可以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，传输数字信号。发起设备产 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，并选择由发 起设备所发出的或是自行产生的无线射频磁场进行通信。NFC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 。NFC技术的工

5、作原理NFC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。NFC关键技术数据帧结构不同的传输速率具有不同的帧结构。在106kb/s的速率下存在三种帧结构：短帧（通信初始化）、标准帧 （数据交换）、检测帧（用于冲突检测）在212kb/s和424kb/s的速率中，帧结构是

6、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。NFC关键技术调制方式采用ASK调制调制深度为 100%数据速率 为106kb/sASK调制调制深度8% 30%速率为 212kb/s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20cmNFC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 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。 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。NFC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

7、或者展览 信息电子标签上读取相关信息。NFC的工作应用模式点对点模式两个具备 NFC 功能的设备链接，实现数据点对点传输，如下载音 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 相机，计算机，手机之间，均可实现无线连接。NFC的防冲突机制防冲突机制目的：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。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-hoc算法 应用在212kb/s、424kb/s二进制搜索算法 应用在106

8、kb/s速率下纯Ad-hoc算法时隙Ad-hoc算法NFC技术的应用和发展消费应用电子优惠券 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 主要体现在支 付时与读取设备之间的通信 环节。NFC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NFC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。NFC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NFC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NFC技术的应用和发展新型的NFC应用NFC智能密码箱 NFC智能手环