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手机里的NFC与RFID到底有哪些区别?

2021-08-05 EDN China 阅读:
NFC是Near Field Communication缩写,即近距离无线通讯技术。NFC是由非接触式射频识别(RFID)演变而来,那么手机里的NFC功能有什么用呢?与RFID具体有哪些区别?

NFC是Near Field Communication缩写,即近距离无线通讯技术。03Wednc

众所周知,NFC是由非接触式射频识别(RFID)演变而来,由飞利浦半导体(现恩智浦半导体公司)、诺基亚和索尼共同研制开发,其基础是RFID及互连技术。03Wednc

NFC技术的工作原理

NFC技术能够快速自动地建立无线网络,为蜂窝、蓝牙或WiFi设备提供一个“虚拟连接”使设备间在很短距离内通信,适合移动设备、消费电子产品、PC和智能控件间的通信工作。03Wednc

NFC通信在发起设备和目标设备间发生,任何的NFC装置都可以为发起设备或目标设备。两者之间是以交流磁场方式相互耦合,并以ASK方式或FSK方式进行载波调制,传输数字信号。发起设备产生无线射频磁场来初始化(调制方案、编码、传输速度与RF接口的帧格式);目标设备则响应发起设备所发出的命令,并选择由发起设备所发出的或是自行产生的无线射频磁场进行通信。03Wednc

NFC有三种工作模式:主动模式、被动模式和双向模式。03Wednc

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主动模式下,每台设备要向另一台设备发送数据时,都必须产生自己的射频场。如上所示,发起设备和目标设备都要产生自己的射频场,以便进行通信。03Wednc

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。03Wednc

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被动通信模式正好和主动模式相反,此时NFC终端则被模拟成一张卡,它只在其他设备发出的射频场中被动响应,被读/写信息。03Wednc

双向模式下NFC终端双方都主动发出射频场来建立点对点的通信。相当于两个NFC设备都处于主动模式。03Wednc

那么手机里的NFC功能有什么用呢?

其实NFC提供了一种简单、触控式的解决方案,可以让消费者简单直观地交换信息、访问内容与服务。NFC技术允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输,在十厘米(3.9英吋)内,交换数据,其传输速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三种。03Wednc

NFC工作模式有卡模式(Card emulation)、点对点模式(P2P mode)和读卡器模式(Reader/writer mode)。NFC和蓝牙都是短程通信技术,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 Bluetooth 的地方在于设置程序较短,但无法达到Blutooth的低功率。NFC的最大数据传输量是 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BlueTooth,但是NFC技术不需要电源,对于移动电话或是行动消费性电子产品来说,NFC的使用比较方便。03Wednc

这项技术在日韩被广泛应用,他们的手机可以用作机场登机验证、大厦的门禁钥匙、交通一卡通、信用卡、支付卡等。03Wednc

NFC与RFID区别

RFID,Radio Frequency Identification,即射频识别,又名电子标签。顾名思义,RFID的工作原理就是给一件件物品上贴上一个包含RFID射频部分和天线环路的RFID电路。03Wednc

携带该标签的物品进入人为设置的特定磁场后,会发出特定频率的信号,阅读器就可获得之前该物品被写入的信息。03Wednc

这有点像工作人员脖子上挂的胸牌,而你就是他的主管,当他进入你的视线,你就可以知道他的姓名职业等信息,还可以改写他胸牌的内容。03Wednc

如果说RFID是一个人戴着胸牌方便别人了解他,那么NFC就是两个人都戴着胸牌,而且他们可以在看到对方后任意更改胸牌上的内容,改变对方接收到的信息。03Wednc

NFC与RFID在物理层面看上去很相似,但实际上是两个完全不同的领域,因为RFID本质上属于识别技术,而NFC属于通信技术。03Wednc

首先,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。03Wednc

其次,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。03Wednc

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。03Wednc

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 。03Wednc

NFC的技术特征

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。03Wednc

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。03Wednc

NFC还优于红外和蓝牙传输方式。作为一种面向消费者的交易机制,NFC比红外更快、更可靠而且简单得多,不用向红外那样必须严格的对齐才能传输数据。与蓝牙相比,NFC面向近距离交易,适用于交换财务信息或敏感的个人信息等重要数据;蓝牙能够弥补NFC通信距离不足的缺点,适用于较长距离数据通信。因此,NFC和蓝牙互为补充,共同存在。事实上,快捷轻型的NFC协议可以用于引导两台设备之间的蓝牙配对过程,促进了蓝牙的使用。03Wednc

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。03Wednc

NFC的工作应用模式

卡模式03Wednc

该模式就是将具有NFC功能的设备模拟成一张非接触卡,如门禁卡、银行卡等。卡模拟模式主要用于商场、交通等非接触移动支付应用中,用户只要将手机靠近读卡器,并输入密码确认交易或者直接接收交易即可。此种方式下,卡片通过非接触读卡器的RF域来供电,即便是NFC设备没电也可以工作。在该应用模式中,NFC识读设备从具备TAG能力的NFC手机中采集数据,然后将数据传送到应用处理系统进行处理,如图1所示。基于该模式的典型应用包括本地支付、门禁控制、电子票应用等等。03Wednc

在andriod4.4 之后,可以支持HCE(host card emulation)的方式,通过手机端软件模拟卡实现卡模式,而不象以前一样仅仅由SE控制卡模式。03Wednc

读卡模式03Wednc

即作为非接触读卡器使用,比如从海报或者展览信息电子标签上读取相关信息。在该模式中,具备读写功能的NFC手机可从TAG中采集数据,然后根据应用的要求进行处理。有些应用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能完成。 基于该模型的典型应用包括电子广告读取和车票、电影院门票售卖等。比如,如果在电影海报或展览信息背后贴有TAG标签,用户可以利用支持NFC协议的手机获得有关详细信息,或是立即联机使用信用卡购票。读卡器模式还能够用于简单的数据获取应用,比如公交车站站点信息、公园地图等信息的获取等。03Wednc

点对点模式03Wednc

即将两个具备NFC功能的设备链接,实现点对点数据传输。基于该模式,多个具有NFC功能的数字相机、PDA 计算机、手机之间,都可以进行无线互联,实现数据交换,后续的关联应用,既可以是本地应用,也可以是网络应用。该模式的典型应用有协助快速建立蓝牙连接、交换手机名片和数据通信等。03Wednc

NFC技术在手机上主要应用

NFC设备已被很多手机厂商应用,NFC技术在手机上应用主要有以下五类。03Wednc

  1. 接触通过(Touch and Go),如门禁管理、车票和门票等,用户将储存着票证或门控密码的设备靠近读卡器即可,也可用于物流管理。
  2. 接触支付(Touch and Pay),如非接触式移动支付,用户将设备靠近嵌有NFC模块的POS机可进行支付,并确认交易。
  3. 接触连接(Touch and Connect),如把两个NFC设备相连接,进行点对点(Peer-to-Peer)数据传输,例如下载音乐、图片互传和交换通讯录等。
  4. 接触浏览(Touch and Explore),用户可将NFC手机接靠近街头有NFC功能的智能公用电话或海报,来浏览交通信息等。
  5. 下载接触(Load and Touch),用户可通过GPRS网络接收或下载信息,用于支付或门禁等功能,如前述,用户可发送特定格式的短信至家政服务员的手机来控制家政服务员进出住宅的权限。

综合整理自百度百科,知乎,传感器技术03Wednc

责编:Demi03Wednc

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