大咖詳談NFC及其原理
什么是NFC
本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/201801/374797.htmNFC(NearFieldCommunicaTIon)是一種采用13.56MHz頻帶的近距離無線通信技術。雖然通信距離僅為10cm左右,不過和非接觸式IC卡技術一樣,“只需碰一下”,便可在不同的電子產品間交換數據。
與非接觸式IC卡不同,NFC可進行雙向通信。只要是支持NFC的產品和IC卡,就可以讀出或寫入數據。還可在手機等便攜產品間進行通信。數據傳輸速度不高,有106kbit/秒、212kbit/秒、424kbit/秒以及848kbit/秒四種速度可供選擇。
NFC標準只對通信部分進行了規(guī)定,包括“FeliCa”、“TypeA”以及“TypeB”三種方式。沒有規(guī)定數據的加密處理方式。NFC標準與索尼開發(fā)的“FeliCa”以及荷蘭恩智浦半導體(NXPSemiconductors)的“Mifare”所采用的非接觸式IC卡技術,在物理層上具有兼容性。
例如,東日本旅客鐵路公司(JR東日本)的交通卡“Suica”和日本BitWallet的電子貨幣“Edy”,均采用了FeliCa的物理層和加密處理方式。FeliCa的無線部分采用NFC的標準規(guī)格之一“ISO18092”,負責加密處理等工作的高端中間件為索尼規(guī)定的自主產品。

NFC有什么功能
NFC具有“卡模擬”、“讀寫器模擬”以及“產品間通信(P2P)”三種功能。
首先是卡模擬功能,正如其名稱一樣,這是一種可用作IC卡和標簽的功能?!板X包手機”就是其應用實例,可用手機來代替現金、車票以及演唱會門票等。此外,還可用作購物積分卡(PointCard)。
其次是讀寫器模擬功能。將支持NFC的手機對準海報上貼的標簽掃描一下,就會獲得URL等信息,并顯示Web網站。還有用NFC手機掃描一下標簽,便可獲得餐廳優(yōu)惠券的使用方法。
最后是產品間通信(P2P)功能,使用該功能可以在支持NFC的手機間輕松交換郵件地址。不僅是手機,還可與個人電腦、電視機以及數碼相機各種產品交換數據。因此,也有人將NFC叫做“無線USB”。

NFC終端主要有三種工作模式
1.主動模式
在主動模式下NFC終端可以作為一個讀卡器,發(fā)出射頻場去識別和讀/寫別的NFC設備信息。
2.被動模式
這個模式正好和主動模式相反,此時NFC終端則被模擬成一張卡,它只在其他設備發(fā)出的射頻場中被動響應,被讀/寫信息。
3.雙向模式
在此模式下NFC終端雙方都主動發(fā)出射頻場來建立點對點的通信。相當于兩個NFC設備都處于主動模式。
NFC原理介紹
使用NFC的設備均可以在主動或被動模式下進行交換數據。在被動模式下,啟動NFC通信的設備,在整個通信過程中提供射頻場,它可以選擇106kbps、212kbps或424kbps其中一種傳輸速度,將數據發(fā)送到另一臺設備。另一臺設備稱為NFC目標設備,不必產生射頻場,而使用負載調制技術,即可以相同的速度將數據傳回發(fā)起設備。如下圖所示:

在主動模式下,發(fā)起設備和目標設備都要產生自己的射頻場,以便進行通信。這是對等網絡通信的標準模式,可以獲得非常快速的連接設置。
如何讓手機支持NFC
首先,需要控制無線通信功能的IC(NFC通信控制IC)和天線。另外,配備“安全元件(SE)”后,可利用電子貨幣結算等服務。安全元件可以安裝在便攜產品內、SIM卡或是SD存儲卡中。
兩個S的概念
SE(SecureElements,安全元件)
這個區(qū)域中存儲了像“錢包手機”一樣用手機進行電子結算時所需要的機密信息,配備了帶有密鑰信息的存儲器以及進行加密處理的處理器等。加密處理的步驟等方面,FeliCa由索尼規(guī)定,Mifare由恩智浦半導體規(guī)定。
SWP(SingleWireProtocol,單線協議)
手機內NFC通信控制IC與SIM卡間的接口標準。主要面向結算等要求數據通信具有高安全性的用途。歐洲電信領域的標準化團體ETSI已對其實施了標準化。

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