NFC技术特征以及原理

NFC技术特征

与RFID一样，NFC信息也是通过频谱中无线频率部分的电磁感应耦合方式传递，但两者之间还是存在很大的区别。首先，NFC是一种提供轻松、安全、迅速的通信的无线连接技

术，其传输范围比RFID小。 其次，NFC与现有非接触智能卡技术兼容，已经成为得到越来越多主要厂商支持的正式标准。再次，NFC还是一种近距离连接协议，提供各种设备间

轻松、安全、迅速而自动的通信。与无线世界中的其他连接方式相比，NFC是一种近距离的私密通信方式。

NFC、红外线、蓝牙同为非接触传输方式，它们具有各自不同的技术特征，可以用于各种不同的目的，其技术本身没有优劣差别。

NFC手机内置NFC芯片，比原先仅作为标签使用的RFID更增加了数据双向传送的功能，这个进步使得其更加适合用于电子货币支付的；特别是RFID所不能实现的，相互认证和动态

加密和一次性钥匙(OTP)能够在NFC上实现。NFC技术支持多种应用，包括移动支付与交易、对等式通信及移动中信息访问等。通过NFC手机，人们可以在任何地点、任何时间，通

过任何设备，与他们希望得到的娱乐服务与交易联系在一起，从而完成付款，获取海报信息等。NFC设备可以用作非接触式智能卡、智能卡的读写器终端以及设备对设备的数据

传输链路，其应用主要可分为以下四个基本类型：用于付款和购票、用于电子票证、用于智能媒体以及用于交换、传输数据。

NFC技术原理

支持NFC的设备可以在主动或被动模式下交换数据

NFC主动通信模式

。在被动模式下，启动NFC通信的设备，也称为NFC发起设备(主设备)，在整个通信过

 

程中提供射频场(RF-field)，。它可以选择106kbps、212kbps或424kbps其中一种传输速度，将数据发送到另一台设备。另一台设备称

 

为NFC目标设备(从设备)，不必产生射频场，而使用负载调制(load modulation)技术，即可以相同的速度将数据传回发起设备。此通

 

信机制与基于ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非接触式智能卡兼容，因此，NFC发起设备在被动模式下，可以用相同的连接和初始化过

 

程检测非接触式智能卡或NFC目标设备，并与之建立联系。图为NFC主动通信模式：^[5]

NFC与RFID区别

第一、NFC将非接触读卡器、非接触卡和点对点功能整合进一块单芯片，而rfid必须有阅读器和标签组成。RFID只能实现信息的读取以及判定，而NFC技术则强调的是信息交互。

 

通俗的说NFC就是RFID的演进版本，双方可以近距离交换信息。NFC手机内置NFC芯片，组成RFID模块的一部分，可以当作RFID无源标签使用进行支付费用；也可以当作RFID读写

 

器，用作数据交换与采集，还可以进行NFC手机之间的数据通信。
　

 

　第二、NFC传输范围比RFID小，RFID的传输范围可以达到几米、甚至几十米，但由于NFC采取了独特的信号衰减技术，相对于RFID来说NFC具有距离近、带宽高、能耗低等特

 

点。
　　

 

第三、应用方向不同。NFC看更多的是针对于消费类电子设备相互通讯，有源RFID则更擅长在长距离识别。
　

 

　随着互联网的普及，手机作为互联网最直接的智能终端，必将会引起一场技术上的革命，如同以前蓝牙、USB、GPS等标配，NFC将成为日后手机最重要的标配，通过NFC技术，

 

手机支付、看电影、坐地铁都能实现，将在我们的日常生活中发挥更大的作用^[6]。

传统比较

NFC和蓝牙（Bluetooth）都是短程通信技术，而且都被集成到移动电话。但NFC不需要复杂的设置程序。NFC也可以简化蓝牙连接。

 

NFC略胜蓝牙的地方在于设置程序较短，但无法达到低功率蓝牙（Bluetooth Low Energy）的速度。在两台NFC设备相互连接的设备识别过程中，使用NFC来替代人工设置会使创

 

建连接的速度大大加快：少于十分之一秒。NFC的最大数据传输量 424 kbit/s 远小于 Bluetooth V2.1 (2.1 Mbit/s)。虽然NFC在传输速度与距离比不上蓝牙 (小于 20 cm)，

 

但相应可以减少不必要的干扰。这让NFC特别适用于设备密集而传输变得困难的时候。相对于蓝牙，NFC兼容于现有的被动 RFID (13.56 MHz ISO/IEC 18000-3) 设施。NFC的能

 

量需求更低，与蓝牙 V4.0低功耗协议类似。当NFC在一台无动力的设备(比如一台关机的手机，非接触式智能信用卡，或是智能海报)上工作时，NFC的能量消耗要小于低功耗蓝

 

牙 V4.0。对于移动电话或是移动消费性电子产品来说，NFC的使用比较方便。NFC的短距离通信特性正是其优点，由于耗电量低、一次只和一台机器链接，拥有较高的保密性与

 

安全性，NFC有利于信用卡交易时避免被盗用。NFC的目标并非是取代蓝牙等其他无线技术，而是在不同的场合、不同的领域起到相互补充的作用。^[7]

 

 

具体对比如下表：

　

NFC

蓝牙

红外

网络类型

点对点

单点对多点

点对点

使用距离

≤0.1m

≤10m

≤1m

速度

106、212、424、868、721、115Kbps

2.1 Mbps

~1.0 Mbps

建立时间

< 0.1s

6s

0.5s

安全性

具备， 硬件实现

具备，软件实现

不具备， 使用IRFM 时除外

通信模式

主动-主动/被动

主动－主动

主动－主动

成本

低

中

低

NFC天线

 

一种近场耦合天线，由于13.56Mhz波长很长，且读写距离很短，合适的耦合方式是磁场耦合，线圈是合适的耦合方式。由于手机之类的消费型产品有很高的外观要求，因此天线

 

一般需要内置。但是天线内置后，天线就必须贴近主板或电池（都含有金属导体成分）。这样设计的后果是，天线会在导体表面产生涡流来削弱天线的磁场。因此，业界在手机

 

中通常采用磁性薄膜（如TDK等公司生产）贴合FPC方式来做天线。一种新技术是磁性薄膜与FPC合一，也即磁性FPC。