nfc是什么 手机里的NFC到底是什么鬼？

来源:传感器技术

作者:毛福利

NFC是短距离无线通信技术。这项技术由非接触式射频识别(RFID)发展而来，由飞利浦半导体(现恩智浦半导体)、诺基亚和索尼共同开发。它基于射频识别和互连技术。近场通信是一种短距离高频无线电技术，工作在13.56MHz的10 cm范围内，传输速度为106Kbit/ s、212Kbit/ s或424Kbit/ s。

NFC将感应读卡器、感应卡和点对点功能结合在一个芯片上，可以在短距离内识别兼容设备并与之交换数据。工作频率为13.56MHz，但使用该移动支付方案的用户必须更换专用手机。这项技术在日本和韩国应用广泛，他们的手机可以用作机场登机验证、楼宇门禁钥匙、交通卡、信用卡、支付卡等。

NFC的起源

大约在2003年，飞利浦半导体和索尼公司计划开发一种基于非接触卡技术的兼容无线通信技术。飞利浦公司派了一个团队到日本与索尼公司的工程师进行为期三个月的合作，然后共同发布了一种与目前ISO14443非接触式卡协议兼容的无线通信技术，名为NFC(近场通信)。

本技术规范定义了两个NFC设备之间基于13.56MHz频率的无线通信模式，在NFC的世界里，没有读卡器，没有卡，只有NFC设备。本规范定义了NFC设备通信的两种模式:主动模式和被动模式。进而分别定义了两种模式的选择，射频场的防碰撞方法和设备的防碰撞方法，定义了不同波特率通信速率下的最低通信模式和编码模式、调制解调模式等协议。说白了就是解决了数据流如何交换的问题。

该规范最终提交给国际标准化组织标准组织批准，并成为正式的国际标准，即ISO18092标准。后来加入了ISO15693的兼容性，形成了新的NFC国际标准IP2，即ISO21481。同时，ECMA(欧洲计算机制造协会)也颁布了NFC的标准，即ECMA340和ECMA352，分别对应ISO18092[2]和ISO21481。其实两个标准的内容差不多，只是ECMA是免费的，可以在线下载，ISO标准是收费的。幸运的是，为了促进标准化，ISO/IEC 18092: 2013和ISO/IEC 21481: 2012版本可以下载到ISO官方网站的免费电子版。

为了加快NFC产业的发展，飞利浦、索尼和诺基亚当时共同发起成立NFC论坛，旨在推动产业应用的发展，并定义基于NFC应用的相关中间层规范，包括NDEF的一些数据交换通信协议，包括几个基于非接触式标签的NFC标签规范，其中主要涉及卡内部数据结构的定义。NFC设备(手机)的目的是使不同的NFC设备能够互联互通，比如如何识别一个标准的NFC论坛兼容标签，如何分析具体的应用数据等等。比如不同手机之间如何交换数据，如何识别同一个电子海报等等。

NFC技术的工作原理

NFC技术可以快速自动建立无线网络，为蜂窝、蓝牙或WiFi设备提供“虚拟连接”，实现短距离通信，适用于移动设备、消费类电子产品、PC和智能控件之间的通信。

NFC通信发生在发起设备和目标设备之间，任何NFC设备可以是发起设备，也可以是目标设备。它们以交流磁场的方式相互耦合，以ASK或FSK的方式进行载波调制，传输数字信号。发起设备产生射频磁场进行初始化(调制方案、编码、传输速度、射频接口的帧格式)；目标设备响应发起设备发送的命令，选择发起设备发送的或自身产生的射频磁场进行通信。

NFC有三种工作模式:主动模式、被动模式和双向模式。

在主动模式下，当向另一台设备发送数据时，每台设备必须产生自己的射频场。如上所示，发起设备和目标设备都需要生成它们自己的射频场来进行通信。

这是点对点通信的标准模式，可以获得非常快速的连接设置。

被动沟通模式和主动模式正好相反。这时候NFC终端模拟成一个卡，只在其他设备发送的射频场中被动响应，读取/写入信息。

在双向模式下，两个NFC终端主动发出射频场，建立点对点通信。相当于两个NFC设备处于活动模式。

NFC与RFID的区别

射频识别，也称为电子标签。顾名思义，射频识别的工作原理是将包括射频识别射频部分和天线环的射频识别电路附着到货物上。

携带标签的物品进入人工设定的特定磁场后，会发出特定频率的信号，阅读器可以获得之前物品的书写信息。

有点像挂在工作人员脖子上的徽章，你是他的主管。当他进入你的视线，你可以知道他的名字、职业等信息，重写他徽章的内容。

如果说RFID是指一个人佩戴一个徽章以方便别人理解他，那么NFC是指两个人都佩戴一个徽章，可以任意改变徽章上的内容，改变对方看到对方后收到的信息。

NFC和RFID在物理上类似，但实际上是两个完全不同的领域，因为RFID本质上是一种识别技术，而NFC是一种通信技术。

首先，NFC将非接触式读卡器、非接触式卡和点对点功能集成到单个芯片中，而rfid必须由读卡器和标签组成。RFID只能读取和判断信息，NFC技术强调信息交互。一般来说，NFC是RFID的演进版，双方可以近距离交换信息。NFC手机内置NFC芯片，构成RFID模块的一部分，可以作为RFID无源标签支付；也可以作为RFID阅读器，用于数据交换和采集，用于NFC手机之间的数据通信。

其次，NFC的传输范围比RFID小，RFID的传输范围可以达到几米甚至几十米。然而，由于其独特的信号衰减技术，NFC与RFID相比具有距离短、带宽高、能耗低的特点。

第三，应用方向不同。NFC更侧重于消费类电子设备之间的通信，而有源RFID更擅长远距离识别。

随着互联网的普及，手机作为互联网上最直接的智能终端，必将引发一场技术革命。像过去的蓝牙、USB、GPS等标准一样，NFC将成为未来手机最重要的标准。有了NFC技术，可以实现移动支付、看电影、坐地铁。

NFC的技术特点

NFC信息和RFID一样，都是在频谱的射频部分通过电磁感应耦合来传输的，但是两者还是有很大的区别的。

首先，NFC是一种提供轻松、安全、快速通信的无线连接技术，传输范围比RFID小。

其次，NFC与现有的非接触式智能卡技术兼容，已经成为越来越多的主要厂商支持的正式标准。

再次，NFC也是一种短距离连接协议，提供各种设备之间简单、安全、快速、自动的通信。与无线世界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、蓝牙都是非接触式的传输方式，技术特点不同，用途也各不相同，它们的技术没有优劣之分。

NFC手机内置NFC芯片，相比原本只作为标签使用的RFID，增加了双向数据传输的功能。这个进步让它更适合电子货币支付；尤其是RFID无法实现的，双向认证、动态加密、一次性密钥(OTP)都可以在NFC上实现。NFC技术支持多种应用，包括移动支付和交易、对等通信和移动信息访问。通过NFC手机，人们可以在任何地点、任何时间、通过任何设备连接到自己想要的娱乐服务和交易，从而完成支付，获取海报信息。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之间的数据传输链路。它们的应用可以分为以下四种基本类型:支付与购票、电子客票、智能媒体和数据交换与传输。

NFC的工作应用模式

卡片状态

对于非接触式移动支付，如商场、交通等应用，用户只需将手机靠近读卡器，然后用户只需输入密码确认交易或直接接收交易即可。比如门禁，票，票等。该卡由读卡器供电，如果载卡设备没电，可以正常使用。

读写模式

即非接触式数据采集(读写均可实现)，如从海报或展会信息电子标签中读取相关信息。

点对点模式

两个支持NFC的设备链接，实现点对点的数据传输，如下载音乐、交换图片或同步设备通讯录等。所以通过NFC，数码相机、电脑、手机等所有设备都可以无线连接。

NFC技术的主要应用

财务支付

NFC在金融支付中的应用最为繁荣。各大银行巨头推的支付钱包也给人一种NFC只用于支付的错觉。不管褒贬，NFC对金融支付行业的颠覆是可以理解的。未来，人们将通过NFC和移动钱包的合作进行日常支付。更何况不仅会淘汰信用卡，还会淘汰现金。

交通

交通可以说是NFC应用最基本的功能。用NFC设备触摸大门的读卡区，可以自动开启网关。这是通过将城市交通卡的功能集成到NFC设备上，进行卡模拟实现的。实际案例中，国产手机深圳通虽然使用了2.4G技术，在技术实现上与NFC不同，但使用方法是一样的，NFC技术在地铁公交微支付环境中也能显示出它的巨大威力。

业内人士认为，“公交服务和交通服务是NFC在亚洲发展的重要推动力。”NFC可以帮助运输系统的效率提高一个数量级，运输系统对NFC的支持也会助推NFC，使其完成良好生态系统的初始和基本框架。

广告

NFC标签可以反复读写，可以记录阅读的次数，这也将带来广告业的一场革命。在深圳地铁，二维码在自动扶梯上随处可见，但很少有人会扫描阅读。这是因为二维码需要对齐读取，动态扶梯中人很难对齐。从人性化设计的角度来说，自动扶梯上的二维码是非常无味的。在这种情况下，NFC可以弥补二维码相关功能的不足。在动态状态下，NFC更有利于阅读。

书目

对于书籍来说，电子书是否会取代纸质书一直存在争议，现在NFC技术的到来也将改变书籍出版的原有模式。

通过NFC设备可以浏览多媒体，可以加入交互性、信息娱乐性、个性化、社交媒体，可以带来不同的阅读体验，尤其是加入视频、游戏、社交功能后，纸质书变得丰富多彩。

出版不仅可以是书，NFC也可以应用在光盘上。首先是防止盗版。二维码虽然具有一定的防伪功能，但其可复制性太强，安全性无法与NFC媲美。索尼试图利用NFC进行游戏防伪，防止二手游戏流通。游戏的CD里会内置NFC标签，程序被游戏主机读取后会被激活。而且，光盘只能在链接到特定的播放设备或用户帐户后才能运行，这样其他设备和用户将无法使用光盘。视频音效和防伪相结合，可以丰富图书出版的形式，在一定程度上增加可读性。随着NFC标签成本的逐渐降低，NFC在图书出版中的应用也会增加。

通信

NFC继承了RFID应有的人机交互、机对机交互等功能，将走出专业工厂应用，走向人们的日常家电，实现人们简单可控的家电。

目前有很多NFC家电，如NFC蓝牙音箱、NFC使能笔记本、NFC数码相机、NFC智能电视等。NFC手机不用说已经成为人们日常生活中最常用的电子设备。随着物联网概念的兴起，NFC将逐渐进入人们的生活。

给予医疗

医疗行业需要的是简化的技术，数据管理很重要。最近，哈佛大学也试图通过NFC来跟踪和管理药物。追踪系统使用谷歌Nexus 7 NFC设备，可以运行最新的应用程序，存储每个患者的医疗数据和用药状态。整个系统使用的NFC标签可以作为腕带使用，可以贴在患者手上，也可以贴在医疗包和员工卡上。需要用药管理时，护士使用NFC设备，用NFC标签触摸上述物品。设备中的应用程序将检查药物的类型和剂量是否使用得当，并记录用药情况和用户，从而确保医务人员对用药的责任审查。

一家英国公司通过NFC管理医护人员，在每个需要医疗的家庭都安装了NFC标签。医护人员到达和离开时必须阅读一次。同时后台会实时传送合适的任务(比如在附近工作)，并将相关信息发送到工作人员的手机上。当然，接受医疗的家庭也可以实时查询医疗情况。

识别

NFC本身通信距离短，因此其传输范围可能无法与蓝牙、红外等通信手段相媲美，但其安全性是与生俱来的，特别是借助SE安全组件，NFC卡模拟功能成为身份识别的重要手段。

NFC汽车钥匙是NFC卡模拟的经典应用，也是身份识别领域的前沿应用。对于身份识别涉及的安全问题，国外厂商已经通过NFC将离线物理证书与在线社交账户结合起来，完成安全的身份识别登录。

NFC技术在手机中的主要应用

1.走走停停，比如门禁管理，门票和门票等。，用户可以在读卡器附近存储设备的票证或门禁密码，也可以用于物流管理。

2.触摸支付，例如非接触式移动支付，用户靠近内嵌NFC模块的POS机进行支付并确认交易。

3.Touch and Connect，比如连接两个NFC设备进行对等数据传输，比如下载音乐，交换图片，交换通讯录。

4.触摸并探索。用户可以将NFC手机连接到智能公用电话或街道上具有NFC功能的海报上，浏览交通信息。

5.加载和触摸，用户可以通过GPRS网络接收或下载信息，用于支付或访问控制功能。如上所述，用户可以向家政人员的手机发送特定格式的短信，以控制家政人员进出房屋的权限。