NFC技术及其应用

A专题:近距离无线通信技术NFc技术及其应用韩露中国电子科技集团第七研究所桑亚檯重庆通信学院【摘要】文章介绍了NFC技术标准,探讨了NFC技术的原理,论述了其技术特点,并对此技术的应用模式作了分析。【关键词】NFC技术标准RF|D1概述兼容的设备彼此距离为十几厘米远时,它们之间就可进行通在射频识别(RFD)及互联互通技术发展的推动下信为了满足电子设备间近距离通信的需求,飞利浦、诺基亚NFC的最初设想是将RF|D技术和互联网络技术进行简索尼等著名厂商联合推出了的一项新的无线通信技术单的合并,随着这两项技术的发展和用户对此技术能力需求NFC,即近场通信技术。的增加,目前已经演变成一种具有相应标准的近距离无线通NFC是一种基于标准的近距离无线连接技术,能够在信技术。多个电子设备之间实现简单而安全的双向交互,当两台 NFC NFC的短距离交互大大简化了整个认证识别过程,使电子设备间互相访问更直接、更安全和更清楚。通过NFC,电收稿日期:2008年1月11日脑、数码相机、手机、PDA等多个设备之间可以很方便快捷参考文献【作者简介】[1]方波,李楠,高鵬.RFID技术现状及其在移动通信中方詖:工学博士,毕业于北京邮的应用[C].2006年度无线及移动通信委员会学术年电大学,北京通信信息协会高级会会论文集員。现就职于中国移动通信集团设[2]方波,李劼。移动增值业务现状及发展趋势[冂].移动通信,2007(6)计院有限公司,主要从事无线通3]李劼,宋俊德.国内移动终端产业面临的机遇[J信、移动增值业务相关技术研究移动通信,2006(4)曾作为主要技术方案设计者参与了4] Klaus Finkenzeller[德].射频识别技术].电子基于RFID技术的电信增值业务系工业出版社,2002统研发”等项目并获奖5]射频识别(RFID)技术研究[R].CCSA研究报告,SR04-2005[6]信息产业部无[2007]205号,关于发布800/900MHz频段射频识别(RFID)技术应用试行规定的通知[S中国煤化工2007.★CNMHG责任编辑:周霞zhouxia2006@gmail.com》>秒甄還信2008年3月(下)A专题:近距离无线通信技术NPC技术及其应用地进行无线连接,进而实现数据交换和服务;将NFC芯片装特数应该是8的倍数。在手机上,可以实现小额电子支付和读取其它NFC设备或标为了防止干扰正在工作的其它NFC设备(包括工作在此签的信息频段的其它电子设备),NFC标准规定任何NFC设备在呼叫前都要进行系统初始化以检測周围的射频场。当周围NFC频2技术标准段的射频场小于规定的门限值(01875Am)时,该NFC设随着短距离无线数据业务迅速膨胀,NFC于2004年4备才能呼叫。如果在NFC射频场范围内有两台以上NFC设备被批准为国际标准。NFC技术符合ECMA340与 ETSI TS同时开机的话,需要采用单用户检测来保证NFC设备点对点102190V1.11以及 SO/EC18092标准。这些标准详细规通信的正常进行,单用户识别主要是通过检测NFC设备识别定了物理层和数据链路层的组成,具体包括NFC设备的工作码或信号时隙完成的模式、传输速度、调制方案、编码等,以及主动与被动NFC模式初始化过程中,数据冲突控制机制所需的初始化方案和3工作原理条件。此外,这些标准还定义了传输协议,其中包括协议启NFC工作模式存在两种:主动模式和被动模式,其工作动和数据交换方法等。原理是有所区别的。在主动模式下,每台设备要向另一台设备标准规定NFC技术支持三种不同的应用模式:(1)卡发送数据时,都必须产生自己的射频场。如图1所示,发起设模式(如同FeCa和sO14443 AMIFARE卡的通信);(2)备和目标设备都要产生自己的射频场,以便进行通信。这是对读写模式(对FeCa或|SO14443A卡的读写);(3)NFC等网络通信的标准模式,可以获得非常快速的连接设置。模式(NFC芯片间的通信)。度可以选择102减c在连C后电产生发并的标备一主设音标准规定了NFC的工作频率是1356MHh,数据传输速主设“发若-初始命令一日标为数字处理还可切换其它高速通信方式。传输速度取决于工作距离,作距离最远可为20厘米,在大多数应用中,实际工作距离不会超过10厘米。主设NC2目标设备按相问的速目标设备一主没备应答一为数字处度应答标准中对于NFC高速传输(>424kb/s)的调制目前还没有作出具体的规定,在低速传输时都采用了ASK调制,但图1NFC主动工作模式对于不同的传输速率具体的调制参数是不同的标准规定了NFC编码技术包括信源编码和纠错编码两部在主动模式下,通讯双方收发器加电后,任何一方可以分。不同的应用模式对应的信源编码的规则也不一样。对于采用“发送前侦听”协议来发起。模式1,信源编码的规则类似于密勒(Mer)码。具体的编在被动模式下,启动NFC通信的设备,也称为NFC发码规则包括起始位、“1”、“0”、结束位和空位。对于起设备(主设备),在整个通信过程中提供射频场(模式2和模式3,起始位、结束位以及空位的编码与模式1相fied),如图2所示。它可以选择106kb/s、212kb/s和同,只是“0”和“1”采用曼彻斯特( Manchester)码进424kb/s任一种传输速度,将数据发送到另一台设备。另一行编码,或者可以采用反向的曼彻斯特码表示。纠错编码采台设备称为NFC目标设备(从设备),不必产生射频场,而用循环冗余校验法。所有的传输比特,包括数据比特、校验使用负载调制( Load Modulation)技术,即可以相同的速比特、起始比特、结束比特以及循环冗余校验比特都要参加度将中国煤化工与基于0144循环冗余校验。由于编码是按字节进行的,因此总的编码比MFACNMHG音,因此,NFC发起甄還信2008年3月(下<<<责任编辑:周霞zhouxia2006@gmail.comNFC技术及其应用∠专题:近距离无线通信技术丶设备在被动模式下,可以用相同的连接和初始化过程检测非(2)NFc更具安全性。NFC是一种近距离连接技术接触式智能卡或NFC目标设备,并与之建立联系。提供各种设备间距离较近的通信。与其它连接方式相比,1发起者按照选定的传输NFC是一种私密通信方式,加上其距离近、射频范围小的特速度开始通信点,其通信更加安全。NFC主设备发起者日标没备主设备(3)NFC与现有非接触智能卡技术兼容。NFC标准目供电以产2目标设备按相同的速度用负敕调制数据应答为数字处理前已经成为得到越来越多主要厂商支持的正式标准,很多非接触智能卡都能够与NFC技术相兼容图2NFC被动工作模式(4)传输速率较低。NFC标准规定了数据传输速率具备了三种传输速率,最高的仅为424kb/s,传输速率相对较在被动模式下,目标是一个被动设备。被动设备从发起低,不适合诸如音视频流等需要较高带宽的应用。者传输的磁场获得工作能量,然后通过调制磁场将数据传送NFC作为一种新兴的技术,它的目标并非是完全取代给发起者(后扫描调制,AM的一种)。蓝牙、W-F等其它无线技术,而是在不同的场合、不同的移动设备主要以被动模式操作,这样可以大幅降低功领域起到相互补充的作用。NFC作为一种面向消费者的交易耗,延长电池寿命。在一个具体应用过程中,NFC设备可机制,比其它通信更可靠而且简单得多。NFC面向近距离交以在发起设备和目标设备之间转换自己的角色,利用这项功易,适用于交换财务信息或敏感的个人信息等重要数据;但能,电池电量较低的设备可以要求以被动模式充当目标设是其它通信方式能够弥补NFC通信距离不足的缺点,适用于备,而不是发起设备。较长距离数据通信,因此,NFC与其它通信方式互为补充共同存在。4技术特点技术的发展在于用户的需求,NFC和其它短距离通信5NFc的应用技术一样都是满足用户一定的需求。其它短距离通信技术通过NFC手机,人们可以在任何地点、任何时间,通过/-Fi、UWB、 Buletooth等在某个领域都得到了相应的任何设备,与它们希望得到的娱乐服务与交易联系在一起,应用,W-F提供一种接入互联网的标准,可以看作是互联从而完成付款,获取海报信息等。NFC设备可以用作非接触网的无线延伸。UWB应用在家庭娱乐短距离的通信传输式智能卡、智能卡的读写器终端以及设备对设备的数据传输直接传输宽带视频数据流。蓝牙主要应用于短距离的电子设链路。备直接的组网或点对点信息传输,如耳机、电脑、手机等。标准规定NFC技术支持三种不同的应用模式,具体的应NFC技术是将RFD技术和互联网技术相融合,为了满足用用为以下几种:户包括移动支付与交易、对等式通信及移动中信息访问在内(1)NFC手机作为被读设备(卡模拟的多种应用。与其它近距离通信技术相比,NFC具有鲜明的特点,主PLMN要体现在以下几个方面(1)距离近、能耗低。NFC是一种能够提供安全、快捷通信的无线连接技术,但由于NFC采取了独特的信号衰减技术,其它通信技术的传输范围可以达到几米、甚至百米,通信距离不超过20cm;由于其传输距离较近,能耗相对较低TYH中国煤化工CNMH(卖设备责任编辑:周霞zhouxia2006@gmail.com》秒甄運信2008年3月(下∠A专题:近距离无线通信技术NFC技术及其应用如图3所示,在该应用模式中,NFC识读设备从具备在该应用模式中,NFC手机之间可以进行数据的交换,TAG能力的NFC手机中采集数据,然后通过有线网络将数据后续的关联应用是本地应用也可以是网络应用。该模式的典送到应用处理系统进行处理。基于该模式的典型应用有本地型应用是有建立蓝牙连接、交换手机名片等。支付、电子票应用。(2)NFC手机作为识读设备(读写器)6小结本文从技术的角度探讨了NFC的标准、原理和应用。随网络应用处理着RFD技术和互联网的技术的进一步发展,NFC存在的兼容性、安全性问题都会得到很好的解决,NFC技术将会越来本地应用处理应用处理系统越完善,但是技术发展的落脚点在于应用,在于如何满足消PLMN费者的需求。怎样才能更好的将技术普及应用下去,这需要具备TAG标很多相关行业的共同努力,目前,NFC技术在我国的发展和签的物品具有TAG功能的NFC手机应用还处于初期阶段,预计到2010年左右,我国的NFC技术将进入稳定快速的发展期,NFC技术将被广泛的应用。图4NFC手机作为识读设备-参考文献如图4所示,在该模式中,具备识读功能的NFC手机从1]邹涛.网络与无线通信技术[M].北京:人民邮电出版TAG中采集数据,然后根据应用的要求进行处理。有些应用社[w],2004可以直接在本地完成,而有些应用则需要通过与网络交互才2]NFC技术和应用专题[eb/ol].http://wwwrfidwor ld. com. cn/能完成[3]李伟IEEE802.11b标准简析[eb/ol].http://www基于该模式的典型应用有门禁控制或车票、电影院门票ccidnet. com/售卖等,使用者只需携带储存有票证或门控代码的设备靠近读取设备即可。它还能够作为简单的数据获取应用,比如公【作者简介】交车站站点信息、公园地图信息等韩露:中国电子科技集团第七研(3)NFC手机之间点对点通信应用究所项目主任,从事军工研究数年,主要研究方向为无线通信技术与应用,曾主持数项军事通信项目网络应用的论证、设计与研制PLMN应用处理桑亚模:重庆通信学院硕士研究生,研究方向为无线通信技术及数)同本地据链通信NFC手机NFC手机图5NFC手机作为点对点通信设备中国煤化工CNMHG酽動還信<<责任编辑:周霞zhouxia?006@gmail.com2008年3月(下