NFC技術(shù)詳細介紹

1.NFC標準

NFC技術(shù)由Philips、Nokia和Sony主推的一種近距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)(NFCIP-1)，并向ECMA國際組織提交標準草案。這項開(kāi)放技術(shù)規格NFCIP-1被認可為ECMA-340標準，并由ECMA向ISO/IEC提交標準，現在該技術(shù)被批準納入ISO/IEC18092。2003年NFCIP-1被ETSI批準為T(mén)S 102 190 v1.1.1。為了兼容非接觸式智能卡，2004年NFC論壇又推出了NFCIP-2規范，并被相關(guān)組織批準為ECMA-352、ISO/IEC 21481和ETSI TS 102 312 V1.1.1。

其中NFCIP-1標準詳細規定NFC設備的調制方案、編碼、傳輸速度與RF接口的幀格式，以及主動(dòng)與被動(dòng)NFC模式初始化過(guò)程中，數據沖突控制所需的初始化方案和條件。此外，這些標準還定義了傳輸協(xié)議，其中包括協(xié)議啟動(dòng)和數據交換方法等。

NFCIP-2則指定了一種靈活的網(wǎng)關(guān)系統，用來(lái)檢測和選擇三種操作模式之一：NFC卡模擬模式、讀寫(xiě)器模式和點(diǎn)對點(diǎn)通信模式。選擇既定模式以后，按照所選的模式進(jìn)行后續動(dòng)作。網(wǎng)關(guān)標準還具體規定了RF接口測試方法(ISO/IEC 22536和ECMA-356)和協(xié)議測試方法(ISO/IEC 23917和ECMA-362)。這意味著(zhù)符合NFCIP-2規范的產(chǎn)品將可以用作ISO/IEC 14443 A和B以及Felica(Proximity Cards)和ISO 15693(Vicinity Cards)的讀寫(xiě)器。

2.　NFC技術(shù)特點(diǎn)

NFC技術(shù)的要點(diǎn)有：

(1)在ISO/IEC 18092 NFCIP-1下進(jìn)行標準化;

(2)以13.56MHz RFID技術(shù)為基礎;

(3)通信距離為20cm;

(4)與現有的非接觸式智能卡國際標準相兼容;

(5)數據傳輸速率106kbit/s、212 kbit/s或424kbit/s。

2.1、近距離感應

NFC設備之間的極短距離接觸，主動(dòng)通信模式為20cm，被動(dòng)通信模式為10cm，讓信息能夠在NFC設備之間點(diǎn)對點(diǎn)快速傳遞。

2.2、安全的通信

除了極短距離通信先天的安全性;避免信息遭監控與竄改。NFC的安全機制也可通過(guò)加/解密系統來(lái)確保移動(dòng)裝置間的安全通信。數據安全方面除標簽的密碼保護外，數據部分可用一些算法實(shí)現安全管理，如DES、RSA、DSA、MD5等，讀卡機與卡之間也可相互認證，實(shí)現安全通信和存儲;

2.3、快速的處理速度

從NFC移動(dòng)設備偵測、身份確認到數據存取只需要約0.1s的時(shí)間即可完成。

2.4、服務(wù)的配對訪(fǎng)問(wèn)

通過(guò)NFC技術(shù)可在單一移動(dòng)設備上提供多種應用服務(wù)。這些應用服務(wù)一一對應到移動(dòng)設備上有，而啟用每一服務(wù)時(shí)必須輸入對應的密鑰才能訪(fǎng)問(wèn)，這樣的管理方式讓單一移動(dòng)設備上的多個(gè)服務(wù)能夠確保其安全性。

2.5、主被動(dòng)通信模式切換

手機內信息既能夠被讀卡器讀取，手機本身也能作為讀卡器，還能實(shí)現兩個(gè)手機間的近距通信。

3.　NFC設備

NFC設備是NFC通信的讀寫(xiě)設備，可作為發(fā)起設備或目標設備，集成于個(gè)人移動(dòng)通信終端的NFC多媒體手機是目前發(fā)展的主流。

NFC標簽是儲存數據的IC，可被NFC設備讀取，通常應用在被動(dòng)通信模式下。如符合ISO/IEC 14443規范的Philips公司的MIFARE卡和Sony公司的Felica卡。

4.　通信模式

NFC通信通常在發(fā)起設備和目標設備間發(fā)生，任何的NFC裝置都可以為發(fā)起設備或目標設備。兩者之間是以交流磁場(chǎng)方式相互耦合，并以ASK方式或FSK方式進(jìn)行載波調制，傳輸數字信號。發(fā)起設備產(chǎn)生無(wú)線(xiàn)射頻磁場(chǎng)來(lái)初始化NFCIP-1的通信(調制方案、編碼、傳輸速度與RF接口的幀格式)。目標設備則響應發(fā)起設備所發(fā)出的命令，并選擇由發(fā)起設備所發(fā)出的或是自行產(chǎn)生的無(wú)線(xiàn)射頻磁場(chǎng)進(jìn)行通信。

4.1、主動(dòng)模式

在主動(dòng)模式下，每臺設備要向另一臺設發(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。這是點(diǎn)對點(diǎn)通信的標準模式，可以獲得非?？焖俚倪B接設置。

4.2、被動(dòng)模式

在被動(dòng)模式下，NFC發(fā)起設備(也叫主設備，啟動(dòng)NFC通信的設備)，擰U饈塹愣緣閫ㄐ諾謀曜寄J劍可以獲得非?燜俚牧接設置

4.2、被動(dòng)模式

在被動(dòng)模式下，NFC發(fā)起設備(也叫主設備，啟動(dòng)NFC通信的設備)，在整個(gè)通信過(guò)程中提供射頻場(chǎng)(RF-field)，如圖2所示。它可以選擇106kbit/s、212kbit/s或424 kbit/s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(chēng)為NFC目標設備(從設備)，不必產(chǎn)生射頻場(chǎng)，利用感應的電動(dòng)勢提供工作所需的電源，使用負載調制(Load Modulation)技術(shù)進(jìn)行數據收發(fā)。

移動(dòng)設備主要以被動(dòng)模式操作，可以大幅降低功耗，并延長(cháng)電池壽命。在一個(gè)應用會(huì )話(huà)過(guò)程中，NFC設備可以在發(fā)起設備和目標設備之間切換自己的角色。利用這項功能，電池電量較低的設備可以要求以被動(dòng)模式充當目標設備，而不是發(fā)起設備。