NFC技術(shù)簡介與原理

NFC技術(shù)簡介與原理第一頁，共24頁。一、NFC技術(shù)概述二、NFC中的連接與傳輸技術(shù)三、NFC技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展第二頁，共24頁。一、NFC技術(shù)概述1.1基本概念

NFC英文全稱NearFieldCommunication，即近距離無線通信，是一種短距離的高頻無線通信技術(shù)，允許在多個電子設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)簡單而安全的雙向交互。第三頁，共24頁。一、NFC技術(shù)概述1.1基本概念近場：指無線電波的臨近電磁場。在發(fā)射天線周圍10個波長以內(nèi)，電磁場是相互獨(dú)立的，近場內(nèi)電場沒有多大意義，但磁場可用于短距離通訊。第四頁，共24頁。一、NFC技術(shù)概述1.1基本概念

NFC技術(shù)的基本功能是：允許某種設(shè)備（通常是手機(jī)）在限定范圍內(nèi)從另一種設(shè)備或NFC標(biāo)簽中收集數(shù)據(jù)。

從某種程度上講，該技術(shù)與藍(lán)牙(Bluetooth)技術(shù)很類似。但NFC技術(shù)無需對相連接的兩款設(shè)備都加以設(shè)置，而只需通過簡單的設(shè)備接觸，就可建立起無線連接。第五頁，共24頁。一、NFC技術(shù)概述1.2技術(shù)演變

NFC是由Philips公司和Sony公司在2002年共同聯(lián)合開發(fā)的新一代無線通信技術(shù)，并被ECMA和ISO/IEC接收為標(biāo)準(zhǔn)。2004年，Nokia、Philips、Sony公司成立NFC論壇，共同制定了行業(yè)應(yīng)用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，推廣近場通信技術(shù)。

第六頁，共24頁。一、NFC技術(shù)概述1.2技術(shù)演變

NFC技術(shù)由非接觸式射頻識別(RFID)及互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來,在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點(diǎn)對點(diǎn)的功能，能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識別和數(shù)據(jù)交換。這項(xiàng)技術(shù)最初只是RFID技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的簡單合并,現(xiàn)在已經(jīng)演變成一種短距離無線通信技術(shù),發(fā)展態(tài)勢相當(dāng)迅速。與RFID不同的是，NFC技術(shù)具有雙向連接和識別的特點(diǎn)，工作于13.56MHz頻率范圍，作用距離10厘米左右。第七頁，共24頁。一、NFC技術(shù)概述1.3系統(tǒng)組成NFC芯片：具有相互通信功能、計算能力，并具有加密/解密模塊(SAM)。NFC天線：一種近場耦合天線,耦合方式是線圈磁場耦合。第八頁，共24頁。一、NFC技術(shù)概述1.4技術(shù)特點(diǎn)近距離無線通訊技術(shù)（NearFieldCommunication）短距離無線通信（使用范圍：一般1-4cm，理論最大10cm）較低的傳輸速率（106kbps~414kbps）非接觸式點(diǎn)對點(diǎn)連接（無需發(fā)現(xiàn)，無需配對）多以被動連接方式（反應(yīng)時間只需0.1s，幾乎不消耗電量）第九頁，共24頁。一、NFC技術(shù)概述1.4技術(shù)特點(diǎn)NFC藍(lán)牙紅外網(wǎng)絡(luò)類型點(diǎn)對點(diǎn)單點(diǎn)對多點(diǎn)點(diǎn)對點(diǎn)使用距離≤0.1m≤10m≤1m速度106,212,424kbps2.1Mbps1.0Mbps建立時間<0.1s6s0.5s安全性具備硬件實(shí)現(xiàn)具備軟件實(shí)現(xiàn)不具備通信模式主動-主動/被動主動－主動主動－主動成本低中低第十頁，共24頁。二、NFC中的連接與傳輸技術(shù)

NFCIP-1標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了調(diào)制機(jī)制、編碼、傳輸速率、幀結(jié)構(gòu)、射頻接口，還有初始化過程、沖突檢測和傳輸協(xié)議等規(guī)則。第十一頁，共24頁。二、NFC中的連接與傳輸技術(shù)2.1幀結(jié)構(gòu)不同的傳輸速率具有不同的幀結(jié)構(gòu)。在106kb/s的速率下存在三種幀結(jié)構(gòu)：短幀、標(biāo)準(zhǔn)幀、檢測幀；速率212kb/s和424kb/s的幀結(jié)構(gòu)相同，由前同步碼、同步碼、載荷長度、載荷和校驗(yàn)碼順序組成。第十二頁，共24頁。二、NFC中的連接與傳輸技術(shù)2.2沖突檢測沖突避免：即防止干擾其他正在通信的NFC設(shè)備和同樣也工作在此頻段的電子設(shè)備。單設(shè)備檢測：用于區(qū)分和選擇發(fā)起設(shè)備射頻場內(nèi)存在的多個目標(biāo)設(shè)備。第十三頁，共24頁。二、NFC中的連接與傳輸技術(shù)2.3初始化過程

NFC設(shè)備的默認(rèn)狀態(tài)均為目標(biāo)狀態(tài)。目標(biāo)設(shè)備不產(chǎn)生射頻場，保持靜默以等待來自于發(fā)起者的指令。應(yīng)用程序能夠控制設(shè)備主動從目標(biāo)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為發(fā)起狀態(tài)。設(shè)備進(jìn)入發(fā)起狀態(tài)后開始沖突檢測，只有在沒有檢測到外部射頻場時，才激活自身的磁場。應(yīng)用程序確定通信模式和傳輸速率后，開始建立連接傳輸數(shù)據(jù)第十四頁，共24頁。二、NFC中的連接與傳輸技術(shù)2.3初始化過程開始檢測到RF？否是沖突檢測選擇通信模式及傳輸速率激活協(xié)議協(xié)議關(guān)閉參數(shù)選擇數(shù)據(jù)交換協(xié)議結(jié)束初始化傳輸協(xié)議圖1初始化過程第十五頁，共24頁。二、NFC中的連接與傳輸技術(shù)2.4傳輸過程傳輸協(xié)議包含以下三個主要過程：(1)協(xié)議激活。負(fù)責(zé)發(fā)起設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備間屬性請求和參數(shù)選擇的協(xié)商。(2)數(shù)據(jù)交換協(xié)議。半雙工工作方式，以數(shù)據(jù)塊為單位進(jìn)行傳輸，包含錯誤處理機(jī)制。(3)協(xié)議關(guān)閉。在數(shù)據(jù)交換完成后，發(fā)起設(shè)備執(zhí)行協(xié)議關(guān)閉過程，包括撤消選中和釋放連接。第十六頁，共24頁。二、NFC中的連接與傳輸技術(shù)2.5通信模式

圖2NFC主動通信模式第十七頁，共24頁。二、NFC中的連接與傳輸技術(shù)2.5通信模式

圖3NFC被動通信模式第十八頁，共24頁。三、NFC技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展3.1NFC業(yè)務(wù)應(yīng)用模式基于NFC技術(shù)的業(yè)務(wù)支持三種工作模式：(1)卡模式：將具有NFC功能的設(shè)備模擬成一張非接觸卡。如門禁卡、銀行卡等。(2)讀卡器模式：即作為非接觸讀卡器使用。比如從海報或者展覽信息電子標(biāo)簽上讀取相關(guān)信息。(3)點(diǎn)對點(diǎn)模式：即將兩個具備NFC功能的設(shè)備鏈接，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸。第十九頁，共24頁。三、NFC技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展3.2業(yè)務(wù)分析基于以上的三種應(yīng)用模型，可以終結(jié)歸納出右邊的表格第二十頁，共24頁。三、NFC技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展3.3NFC應(yīng)用實(shí)例視頻：電子錢包第二十一頁，共24頁。三、NFC技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展3.1發(fā)展前景NFC將會成為智能手機(jī)、平板這些移動設(shè)備的標(biāo)配功能，此外，未來數(shù)字電視、智能手機(jī)、耳機(jī)、手表、計步器、汽車中都會加入NFC功能。NFC會加速物聯(lián)網(wǎng)的形成，未來在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)控、智能交通、智能家居、智能醫(yī)療、健康監(jiān)測等領(lǐng)域都會用到NFC技術(shù)。第二十二頁，共24頁。三、NFC技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展3.1發(fā)展機(jī)遇

由于整套NFC的發(fā)布、清算、審