NFC (Near Field Communication, 近场通信) , 是一种工作频率为13.56MHz, 通信距
离只有0~20cm (实际产品大部分都在10cm 以内) 的近距离无线通信技术。 具有 NFC 功
能的电子设备通过简单触碰的方式就可以完成信息交换及内容与服务的访问。
工作模式
(1) 卡模拟模式
将具有 NFC 功能的电子设备, 如智能手机等, 模拟成一张非接触智能 (IC) 卡, 如银
行卡、 公交卡、 门禁卡等。 以 NFC 智能手机模拟成银行卡为例, 用户只需要将该手机靠近
银行 POS 机, 就可以像使用银行卡一样完成支付交易。
(2) 读写模式
具有 NFC 功能的电子设备, 如智能手机, 作为一个读卡器, 可以读写IC 卡、 NFC 标
签以及工作在卡模拟模式下的 NFC 电子设备中的内容。 例如, 工作在读写模式下的电子设
备充当一台 POS 机的角色, 可以读取银行卡信息, 从而完成金融交易。
(3) 点对点通信模式
在两个具有 NFC 功能的电子设备间进行点对点通信, 完成信息交换, 如 Android Beam
中两部手机通过触碰, 就完成了手机联系人信息或图片信息的交换。
通讯方式
(1) 被动通信
被动通信方式是指由 NFC 通信的一方产生射频场, 另一方从射频场中获取能量, 并通
过负载调制的方式与产生射频场的一方通信。 被动通信方式经常用于卡模拟模式和读写模式
中。 这里需要强调一点, 通信方式与 NFC 的工作模式没有必然的关系。 在传统的读卡器和
IC 卡通信过程中, IC 卡是无源的, 需要从读卡器产生的射频场中获取能量。 因此当 NFC 设
备模拟成一张卡的时候, 绝大部分情况下都采用被动通信方式。 NFC 设备一般情况下都是
有源的, 因此工作在卡模拟模式下的 NFC 设备是可以产生自己的射频场进行主动通信的,
这种情况比较少见, 但不代表卡模拟模式只能采用被动通信方式。
(2) 主动通信
主动通信方式是指射频场由 NFC 通信双方交替产生, 即通信双方在需要通信时产生自
己的射频场, 这就要求通信的双方都是有源设备。 当通信的一方产生射频场进行通信时, 另
一方处于侦听模式, 不会产生射频场。 主动通信方式主要用于 NFC 点对点通信中。 正如上
面提到的, 并不是点对点通信模式只能采用主动通信方式。 关于主动通信和被动通信方式的
详细内容将在1.3 节介绍。
NFC 工 作 频 率 为 13.56MHz, 通 信 距 离 为 0 ~20cm, 目 前 有 106Kbps、 212Kbps、
424Kbps、 848Kbps 四种数据传输速率。 NFC 与其他无线通信技术在通信距离和传输速率
上的区别如图1-2 所示。
NFC 技术起源于 RFID, 但是与 RFID 不同。 本章首先介绍了 NFC 的概念及其与 RFID
之间的区别; 然后介绍了 NFC 的基本原理, 如近场通信原理、 负载调制、 主被动通信等;
最后详细介绍了 NFC 的应用及应用领域。 NFC 技术不仅用于数据传输、 手机配置、 辅助
WiFi/蓝牙配对、 移动 支 付 等 场 景, 而 且 在 医 疗、 航 空、 汽 车 等 领 域 有 着 非 常 好 的 应 用
前景
NFC 相关的标准化组织
ISO/IEC 制定了
ISO 14443、 ISO 15693、 ISO 18092 及 ISO
21848 等国际标准。
ISO 14443 是 非 接 触 智 能 卡 规 范, 即
PICC (ProximityIntegrated Circuit Card) 规范。 ISO 14443 包括四个部分, 第一部分规定
了卡的物理特性, 第二部分规定了射频功率及信号接口, 第三部分规定了卡的初始化和防冲
突特性, 第四部分规定了卡片的数据传输协议。 ISO 14443 标准中的非接触式智能卡分为
Type A 和 Type B 两种类型。 Type A 是由飞利浦 (恩智浦) 等公司主导的产品, 如 Mifare
系列产品。 Type A 技术和产品在世界上, 特别是亚洲占据了很大的市场份额, 被广泛应用
于银行卡、 公交卡、 门禁等领域。 Type B 是由摩托罗拉等公司主导的产品, 在世界上也有
一定规模的应用。
ISO 15693 也是非接触智能卡标准, 即 VICC (VicinityIntegrated Circuit Card) 标准。
ISO15693 包括四个部分, 分别是物理特性、 射频接口和初始化、 防冲突和传输协议、 扩展
命令集和安全 特 性。 ISO 15693 的 工 作 距 离 比ISO 14443 远, 但 是 目 前 市 场 上 支 持ISO
15693 的产品较少, 它主要应用于个人身份识别、 会议签到、 图书馆管理、 门禁控制、 物品
跟踪、 物品防伪、 仓储物流等领域。
ISO 18092 全称为 Near Field CommunicationInterface and Protocol (NFCIP-1) , 即近
距离通信接口和协议。 该规范定义了工作频率为13.56MHz 的电感耦合装置的近距离通信
接口和协议, 包括主动通信模式和被动通信模式、 射频接口的调制方式、 编码、 传输速度和
帧格式, 以及在初始化过程中的防冲突机制、 协议协商和数据交换的传输协议。
ISO 21481 全称为 Near Field CommunicationInterface and Protocol-2 (NFCIP-2) 。 该
规范的目的是将ISO 14443、 ISO 15693 以及ISO 18092 融合在一起, 通过一个标准的流程
对这三种协议进行选择, 使产品同时支持这三种协议并协同工作。
NFC Forum 与其他标准化组织的区别主要在于: NFC Forum 制定了
一套支持点对点模式和读写模式的协议栈以及相关的上层参考应用, 而在底层的规范完全纳
入了ISO 14443/ISO 15693/ISO 18092/ISO 21481/JIS X6319-4。 对 于 ISO 15693 和 ISO
21481, NFC Forum 正在把这两个标准融合进 NFC Forum 的 Digital 规范和 Analog 规范中,
目前工作还在进行中, 因此图中用虚线来表示。
NFC Forum 的 Digital、 Ac-tivity、 Analog 这三层标准完全来自于ISO 标准, 而 NFC Forum 的主要工作是解决兼容性及互操作性的问题。