NFC技術(shù)及其應用

A專(zhuān)題:近距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)NFc技術(shù)及其應用韓露中國電子科技集團第七研究所桑亞檯重慶通信學(xué)院【摘要】文章介紹了NFC技術(shù)標準,探討了NFC技術(shù)的原理,論述了其技術(shù)特點(diǎn),并對此技術(shù)的應用模式作了分析?！娟P(guān)鍵詞】NFC技術(shù)標準RF|D1概述兼容的設備彼此距離為十幾厘米遠時(shí),它們之間就可進(jìn)行通在射頻識別(RFD)及互聯(lián)互通技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下信為了滿(mǎn)足電子設備間近距離通信的需求,飛利浦、諾基亞NFC的最初設想是將RF|D技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)索尼等著(zhù)名廠(chǎng)商聯(lián)合推出了的一項新的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)單的合并,隨著(zhù)這兩項技術(shù)的發(fā)展和用戶(hù)對此技術(shù)能力需求NFC,即近場(chǎng)通信技術(shù)。的增加,目前已經(jīng)演變成一種具有相應標準的近距離無(wú)線(xiàn)通NFC是一種基于標準的近距離無(wú)線(xiàn)連接技術(shù),能夠在信技術(shù)。多個(gè)電子設備之間實(shí)現簡(jiǎn)單而安全的雙向交互,當兩臺 NFC NFC的短距離交互大大簡(jiǎn)化了整個(gè)認證識別過(guò)程,使電子設備間互相訪(fǎng)問(wèn)更直接、更安全和更清楚。通過(guò)NFC,電收稿日期:2008年1月11日腦、數碼相機、手機、PDA等多個(gè)設備之間可以很方便快捷參考文獻【作者簡(jiǎn)介】[1]方波,李楠,高鵬.RFID技術(shù)現狀及其在移動(dòng)通信中方詖:工學(xué)博士,畢業(yè)于北京郵的應用[C].2006年度無(wú)線(xiàn)及移動(dòng)通信委員會(huì )學(xué)術(shù)年電大學(xué),北京通信信息協(xié)會(huì )高級會(huì )會(huì )論文集員?，F就職于中國移動(dòng)通信集團設[2]方波,李劼。移動(dòng)增值業(yè)務(wù)現狀及發(fā)展趨勢[冂].移動(dòng)通信,2007(6)計院有限公司,主要從事無(wú)線(xiàn)通3]李劼,宋俊德.國內移動(dòng)終端產(chǎn)業(yè)面臨的機遇[J信、移動(dòng)增值業(yè)務(wù)相關(guān)技術(shù)研究移動(dòng)通信,2006(4)曾作為主要技術(shù)方案設計者參與了4] Klaus Finkenzeller[德].射頻識別技術(shù)].電子基于RFID技術(shù)的電信增值業(yè)務(wù)系工業(yè)出版社,2002統研發(fā)”等項目并獲獎5]射頻識別(RFID)技術(shù)研究[R].CCSA研究報告,SR04-2005[6]信息產(chǎn)業(yè)部無(wú)[2007]205號,關(guān)于發(fā)布800/900MHz頻段射頻識別(RFID)技術(shù)應用試行規定的通知[S中國煤化工2007.★CNMHG責任編輯:周霞zhouxia2006@gmail.com》>秒甄還信2008年3月(下)A專(zhuān)題:近距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)NPC技術(shù)及其應用地進(jìn)行無(wú)線(xiàn)連接,進(jìn)而實(shí)現數據交換和服務(wù);將NFC芯片裝特數應該是8的倍數。在手機上,可以實(shí)現小額電子支付和讀取其它NFC設備或標為了防止干擾正在工作的其它NFC設備(包括工作在此簽的信息頻段的其它電子設備),NFC標準規定任何NFC設備在呼叫前都要進(jìn)行系統初始化以檢測周?chē)纳漕l場(chǎng)。當周?chē)鶱FC頻2技術(shù)標準段的射頻場(chǎng)小于規定的門(mén)限值(01875Am)時(shí),該NFC設隨著(zhù)短距離無(wú)線(xiàn)數據業(yè)務(wù)迅速膨脹,NFC于2004年4備才能呼叫。如果在NFC射頻場(chǎng)范圍內有兩臺以上NFC設備被批準為國際標準。NFC技術(shù)符合ECMA340與 ETSI TS同時(shí)開(kāi)機的話(huà),需要采用單用戶(hù)檢測來(lái)保證NFC設備點(diǎn)對點(diǎn)102190V1.11以及 SO/EC18092標準。這些標準詳細規通信的正常進(jìn)行,單用戶(hù)識別主要是通過(guò)檢測NFC設備識別定了物理層和數據鏈路層的組成,具體包括NFC設備的工作碼或信號時(shí)隙完成的模式、傳輸速度、調制方案、編碼等,以及主動(dòng)與被動(dòng)NFC模式初始化過(guò)程中,數據沖突控制機制所需的初始化方案和3工作原理條件。此外,這些標準還定義了傳輸協(xié)議,其中包括協(xié)議啟NFC工作模式存在兩種:主動(dòng)模式和被動(dòng)模式,其工作動(dòng)和數據交換方法等。原理是有所區別的。在主動(dòng)模式下,每臺設備要向另一臺設備標準規定NFC技術(shù)支持三種不同的應用模式:(1)卡發(fā)送數據時(shí),都必須產(chǎn)生自己的射頻場(chǎng)。如圖1所示,發(fā)起設模式(如同FeCa和sO14443 AMIFARE卡的通信);(2)備和目標設備都要產(chǎn)生自己的射頻場(chǎng),以便進(jìn)行通信。這是對讀寫(xiě)模式(對FeCa或|SO14443A卡的讀寫(xiě));(3)NFC等網(wǎng)絡(luò )通信的標準模式,可以獲得非?？焖俚倪B接設置。模式(NFC芯片間的通信)。度可以選擇102減c在連C后電產(chǎn)生發(fā)并的標備一主設音標準規定了NFC的工作頻率是1356MHh,數據傳輸速主設“發(fā)若-初始命令一日標為數字處理還可切換其它高速通信方式。傳輸速度取決于工作距離,作距離最遠可為20厘米,在大多數應用中,實(shí)際工作距離不會(huì )超過(guò)10厘米。主設NC2目標設備按相問(wèn)的速目標設備一主沒(méi)備應答一為數字處度應答標準中對于NFC高速傳輸(>424kb/s)的調制目前還沒(méi)有作出具體的規定,在低速傳輸時(shí)都采用了ASK調制,但圖1NFC主動(dòng)工作模式對于不同的傳輸速率具體的調制參數是不同的標準規定了NFC編碼技術(shù)包括信源編碼和糾錯編碼兩部在主動(dòng)模式下,通訊雙方收發(fā)器加電后,任何一方可以分。不同的應用模式對應的信源編碼的規則也不一樣。對于采用“發(fā)送前偵聽(tīng)”協(xié)議來(lái)發(fā)起。模式1,信源編碼的規則類(lèi)似于密勒(Mer)碼。具體的編在被動(dòng)模式下,啟動(dòng)NFC通信的設備,也稱(chēng)為NFC發(fā)碼規則包括起始位、“1”、“0”、結束位和空位。對于起設備(主設備),在整個(gè)通信過(guò)程中提供射頻場(chǎng)(模式2和模式3,起始位、結束位以及空位的編碼與模式1相fied),如圖2所示。它可以選擇106kb/s、212kb/s和同,只是“0”和“1”采用曼徹斯特( Manchester)碼進(jìn)424kb/s任一種傳輸速度,將數據發(fā)送到另一臺設備。另一行編碼,或者可以采用反向的曼徹斯特碼表示。糾錯編碼采臺設備稱(chēng)為NFC目標設備(從設備),不必產(chǎn)生射頻場(chǎng),而用循環(huán)冗余校驗法。所有的傳輸比特,包括數據比特、校驗使用負載調制( Load Modulation)技術(shù),即可以相同的速比特、起始比特、結束比特以及循環(huán)冗余校驗比特都要參加度將中國煤化工與基于0144循環(huán)冗余校驗。由于編碼是按字節進(jìn)行的,因此總的編碼比MFACNMHG音,因此,NFC發(fā)起甄還信2008年3月(下<<<責任編輯:周霞zhouxia2006@gmail.comNFC技術(shù)及其應用∠專(zhuān)題:近距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)丶設備在被動(dòng)模式下,可以用相同的連接和初始化過(guò)程檢測非(2)NFc更具安全性。NFC是一種近距離連接技術(shù)接觸式智能卡或NFC目標設備,并與之建立聯(lián)系。提供各種設備間距離較近的通信。與其它連接方式相比,1發(fā)起者按照選定的傳輸NFC是一種私密通信方式,加上其距離近、射頻范圍小的特速度開(kāi)始通信點(diǎn),其通信更加安全。NFC主設備發(fā)起者日標沒(méi)備主設備(3)NFC與現有非接觸智能卡技術(shù)兼容。NFC標準目供電以產(chǎn)2目標設備按相同的速度用負敕調制數據應答為數字處理前已經(jīng)成為得到越來(lái)越多主要廠(chǎng)商支持的正式標準,很多非接觸智能卡都能夠與NFC技術(shù)相兼容圖2NFC被動(dòng)工作模式(4)傳輸速率較低。NFC標準規定了數據傳輸速率具備了三種傳輸速率,最高的僅為424kb/s,傳輸速率相對較在被動(dòng)模式下,目標是一個(gè)被動(dòng)設備。被動(dòng)設備從發(fā)起低,不適合諸如音視頻流等需要較高帶寬的應用。者傳輸的磁場(chǎng)獲得工作能量,然后通過(guò)調制磁場(chǎng)將數據傳送NFC作為一種新興的技術(shù),它的目標并非是完全取代給發(fā)起者(后掃描調制,AM的一種)。藍牙、W-F等其它無(wú)線(xiàn)技術(shù),而是在不同的場(chǎng)合、不同的移動(dòng)設備主要以被動(dòng)模式操作,這樣可以大幅降低功領(lǐng)域起到相互補充的作用。NFC作為一種面向消費者的交易耗,延長(cháng)電池壽命。在一個(gè)具體應用過(guò)程中,NFC設備可機制,比其它通信更可靠而且簡(jiǎn)單得多。NFC面向近距離交以在發(fā)起設備和目標設備之間轉換自己的角色,利用這項功易,適用于交換財務(wù)信息或敏感的個(gè)人信息等重要數據;但能,電池電量較低的設備可以要求以被動(dòng)模式充當目標設是其它通信方式能夠彌補NFC通信距離不足的缺點(diǎn),適用于備,而不是發(fā)起設備。較長(cháng)距離數據通信,因此,NFC與其它通信方式互為補充共同存在。4技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)的發(fā)展在于用戶(hù)的需求,NFC和其它短距離通信5NFc的應用技術(shù)一樣都是滿(mǎn)足用戶(hù)一定的需求。其它短距離通信技術(shù)通過(guò)NFC手機,人們可以在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間,通過(guò)/-Fi、UWB、 Buletooth等在某個(gè)領(lǐng)域都得到了相應的任何設備,與它們希望得到的娛樂(lè )服務(wù)與交易聯(lián)系在一起,應用,W-F提供一種接入互聯(lián)網(wǎng)的標準,可以看作是互聯(lián)從而完成付款,獲取海報信息等。NFC設備可以用作非接觸網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)延伸。UWB應用在家庭娛樂(lè )短距離的通信傳輸式智能卡、智能卡的讀寫(xiě)器終端以及設備對設備的數據傳輸直接傳輸寬帶視頻數據流。藍牙主要應用于短距離的電子設鏈路。備直接的組網(wǎng)或點(diǎn)對點(diǎn)信息傳輸,如耳機、電腦、手機等。標準規定NFC技術(shù)支持三種不同的應用模式,具體的應NFC技術(shù)是將RFD技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合,為了滿(mǎn)足用用為以下幾種:戶(hù)包括移動(dòng)支付與交易、對等式通信及移動(dòng)中信息訪(fǎng)問(wèn)在內(1)NFC手機作為被讀設備(卡模擬的多種應用。與其它近距離通信技術(shù)相比,NFC具有鮮明的特點(diǎn),主PLMN要體現在以下幾個(gè)方面(1)距離近、能耗低。NFC是一種能夠提供安全、快捷通信的無(wú)線(xiàn)連接技術(shù),但由于NFC采取了獨特的信號衰減技術(shù),其它通信技術(shù)的傳輸范圍可以達到幾米、甚至百米,通信距離不超過(guò)20cm;由于其傳輸距離較近,能耗相對較低TYH中國煤化工CNMH(賣(mài)設備責任編輯:周霞zhouxia2006@gmail.com》秒甄運信2008年3月(下∠A專(zhuān)題:近距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)NFC技術(shù)及其應用如圖3所示,在該應用模式中,NFC識讀設備從具備在該應用模式中,NFC手機之間可以進(jìn)行數據的交換,TAG能力的NFC手機中采集數據,然后通過(guò)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將數據后續的關(guān)聯(lián)應用是本地應用也可以是網(wǎng)絡(luò )應用。該模式的典送到應用處理系統進(jìn)行處理?；谠撃Ｊ降牡湫蛻糜斜镜匦蛻檬怯薪⑺{牙連接、交換手機名片等。支付、電子票應用。(2)NFC手機作為識讀設備(讀寫(xiě)器)6小結本文從技術(shù)的角度探討了NFC的標準、原理和應用。隨網(wǎng)絡(luò )應用處理著(zhù)RFD技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,NFC存在的兼容性、安全性問(wèn)題都會(huì )得到很好的解決,NFC技術(shù)將會(huì )越來(lái)本地應用處理應用處理系統越完善,但是技術(shù)發(fā)展的落腳點(diǎn)在于應用,在于如何滿(mǎn)足消PLMN費者的需求。怎樣才能更好的將技術(shù)普及應用下去,這需要具備TAG標很多相關(guān)行業(yè)的共同努力,目前,NFC技術(shù)在我國的發(fā)展和簽的物品具有TAG功能的NFC手機應用還處于初期階段,預計到2010年左右,我國的NFC技術(shù)將進(jìn)入穩定快速的發(fā)展期,NFC技術(shù)將被廣泛的應用。圖4NFC手機作為識讀設備-參考文獻如圖4所示,在該模式中,具備識讀功能的NFC手機從1]鄒濤.網(wǎng)絡(luò )與無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)[M].北京:人民郵電出版TAG中采集數據,然后根據應用的要求進(jìn)行處理。有些應用社[w],2004可以直接在本地完成,而有些應用則需要通過(guò)與網(wǎng)絡(luò )交互才2]NFC技術(shù)和應用專(zhuān)題[eb/ol].http://wwwrfidwor ld. com. cn/能完成[3]李偉IEEE802.11b標準簡(jiǎn)析[eb/ol].http://www基于該模式的典型應用有門(mén)禁控制或車(chē)票、電影院門(mén)票ccidnet. com/售賣(mài)等,使用者只需攜帶儲存有票證或門(mén)控代碼的設備靠近讀取設備即可。它還能夠作為簡(jiǎn)單的數據獲取應用,比如公【作者簡(jiǎn)介】交車(chē)站站點(diǎn)信息、公園地圖信息等韓露:中國電子科技集團第七研(3)NFC手機之間點(diǎn)對點(diǎn)通信應用究所項目主任,從事軍工研究數年,主要研究方向為無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)與應用,曾主持數項軍事通信項目網(wǎng)絡(luò )應用的論證、設計與研制PLMN應用處理桑亞模:重慶通信學(xué)院碩士研究生,研究方向為無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)及數)同本地據鏈通信NFC手機NFC手機圖5NFC手機作為點(diǎn)對點(diǎn)通信設備中國煤化工CNMHG釅動(dòng)還信<<責任編輯:周霞zhouxia?006@gmail.com2008年3月(下