隨著手機(jī)日益成為人們?nèi)粘I钪斜貍涞囊豁楇S身工具,電信業(yè)者以及手機(jī)廠商開始思考,手機(jī)是否能夠不只是用來打電話,而且能夠進(jìn)行更多的日常生活服務(wù)?
想象一下,手機(jī)將取代現(xiàn)代人身上帶著的一些卡片,比如信用卡、積分卡、交通卡等,能幫助人們完成交通購票,支付賬單,積分購物等服務(wù),兩個手機(jī)之間可以交談,實現(xiàn)下載音樂,交換影像以及同步處理通訊等功能,手機(jī)還可以讀取智能海報,下載娛樂信息等等。這些功能不僅對消費(fèi)者來說很有吸引力,而且也將大大擴(kuò)展手機(jī)的應(yīng)用與銷售市場。而NFC-近場通信技術(shù)的誕生與應(yīng)用,將使這一切成為可能。
一、何為NFC?
大概在 2003 年左右,當(dāng)時的 philips 半導(dǎo)體和 Sony 公司計劃基于非接觸式卡技術(shù)發(fā)展一種與之兼容的無線通訊技術(shù)。飛利浦派了一個團(tuán)隊到日本和sony工程師一起閉關(guān)三個月,然后聯(lián)合對外發(fā)布關(guān)于一種兼容當(dāng)前 ISO14443 非接觸式卡協(xié)議的無線通訊技術(shù),取名NFC(Near Field Communication)。
NFC是短距離非接觸式的一種通信方式,它結(jié)合了非接觸式感應(yīng)(RFID)以及無線連接技術(shù),作用于13.56Mhz 頻帶,傳輸距離大約10CM 左右。NFC的傳輸速度目前為106Kbit/s、212Kbit/s 或者424Kbit/s,將來可提高至1Mb 左右。
它不僅符合ISO18092、ISO21481、ECMA(340,352 以及356)和ETSI TS 102 190 標(biāo)準(zhǔn),而且與采用ISO14443A、B 標(biāo)準(zhǔn)廣泛應(yīng)用的非接觸智能卡基礎(chǔ)設(shè)備兼容。如飛利浦的MIFARE 技術(shù)以及索尼的Felica 技術(shù)。
與其它短距離無線通信技術(shù)相比,NFC 更安全,反應(yīng)時間更短,因此非常適合作為無線傳輸環(huán)境下的電子錢包技術(shù),交易快速且具有安全性。
由于NFC 與現(xiàn)有非接觸智能卡技術(shù)兼容,目前已經(jīng)得到越來越多的廠商支持并成為正式標(biāo)準(zhǔn)。
除了支付功能,NFC 技術(shù)還可以提供各種設(shè)備間輕松,安全,迅速而自動的通信。例如NFC 可以幫助人們在不同的設(shè)備間交換信息,例如音樂、信息、照片、視頻剪輯等,還可以購買新的信息內(nèi)容。
二、NFC 應(yīng)用場景
NFC技術(shù)在手機(jī)上應(yīng)用
三、NFC 工作原理
支持NFC的設(shè)備可以在主動或被動模式下交換數(shù)據(jù)。
• 主動模式下:每臺設(shè)備要向另一臺設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時,都必須產(chǎn)生自己的射頻場。如圖1所示,發(fā)起設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備都要產(chǎn)生自己的射頻場,以便進(jìn)行通信。這是對等網(wǎng)絡(luò)通信的標(biāo)準(zhǔn)模式,可以獲得非??焖俚倪B接設(shè)置。
如圖2所示,移動設(shè)備主要以被動模式操作,可以大幅降低功耗,并延長電池壽命。在一個應(yīng)用會話過程中,NFC設(shè)備可以在發(fā)起設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備之間切換自己的角色。利用這項功能,電池電量較低的設(shè)備可以要求以被動模式充當(dāng)目標(biāo)設(shè)備,而不是發(fā)起設(shè)備。
• 被動模式下:啟動NFC通信的設(shè)備,也稱為NFC發(fā)起設(shè)備(主設(shè)備),在整個通信過程中提供射頻場(RF-field),如圖2所示。它可以選擇106kbps、212kbps或424kbps其中一種傳輸速度,將數(shù)據(jù)發(fā)送到另一臺設(shè)備。另一臺設(shè)備稱為NFC目標(biāo)設(shè)備(從設(shè)備),不必產(chǎn)生射頻場,而使用負(fù)載調(diào)制(load modulation)技術(shù),即可以相同的速度將數(shù)據(jù)傳回發(fā)起設(shè)備。此通信機(jī)制與基于ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非接觸式智能卡兼容,因此,NFC發(fā)起設(shè)備在被動模式下,可以用相同的連接和初始化過程檢測非接觸式智能卡或NFC目標(biāo)設(shè)備,并與之建立聯(lián)系。
負(fù)載調(diào)制
假設(shè)有一個電壓源,不管它是直流的或交流的、低頻的或高頻的,它有個基本指標(biāo)就是電壓。 當(dāng)這個電壓源帶負(fù)載時,負(fù)載的大小將會對電源的電壓產(chǎn)生或多或少的影響。利用負(fù)載的變動而使電壓源的電壓產(chǎn)生變動,這就是負(fù)載調(diào)制的基本方法。 上面是用電壓源來舉例的,源也可以是電流源、頻率、相位、溫度等等類型的,當(dāng)通過改變源的負(fù)載(大小、頻率等等),而使源本身的頻率、相位、溫度等等產(chǎn)生相應(yīng)的變動的方法,都可以稱為負(fù)載調(diào)制。 負(fù)載調(diào)制就是利用負(fù)載的某些差異或負(fù)載的變動而使源的某種或某些參數(shù)發(fā)生相應(yīng)改變的過程或效應(yīng)。 負(fù)載調(diào)制被利用在射頻卡(或標(biāo)簽)識別系統(tǒng)中。射頻卡的天線(或線圈)是讀寫器發(fā)射天線(或線圈)的負(fù)載,射頻卡通過改變天線回路的參數(shù)(比如諧振和失諧),使讀寫器端被調(diào)制,從而實現(xiàn)了以微弱的能量從射頻卡到讀寫器的數(shù)據(jù)傳輸。
四、NFC 的三種工作模式
1、卡模式:是指用于非接觸移動支付,如商場、交通等應(yīng)用中,用戶只需要將手機(jī)靠近讀卡器,然后用戶只需輸入密碼確認(rèn)交易或者直接接收交易即可。例如門禁管制,車票,門票等等。此種方式下,卡片通過非接觸讀卡器的RF 域來供電,即便是手機(jī)沒電也可以工作。
2、點對點通信模式:即實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)交換,將兩個具備NFC 功能的設(shè)備鏈接,能實現(xiàn)數(shù)據(jù)點對點傳輸,如下載音樂,交換圖片或者同步設(shè)備地址薄。因此通過NFC,多個設(shè)備如數(shù)字相機(jī),PDA,計算機(jī),手機(jī)之間,都可以進(jìn)行無線胡同,交換資料或者服務(wù)。
3、讀卡器模式:即作為非接觸讀卡器使用,比如從海報或者展覽信息電子標(biāo)簽上讀取相關(guān)信息。