NFC技術(shù)詳細(xì)介紹

1.NFC標(biāo)準(zhǔn)

NFC技術(shù)由Philips、Nokia和Sony主推的一種近距離無線通信技術(shù)(NFCIP-1)，并向ECMA國(guó)際組織提交標(biāo)準(zhǔn)草案。這項(xiàng)開放技術(shù)規(guī)格NFCIP-1被認(rèn)可為ECMA-340標(biāo)準(zhǔn)，并由ECMA向ISO/IEC提交標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在該技術(shù)被批準(zhǔn)納入ISO/IEC18092。2003年NFCIP-1被ETSI批準(zhǔn)為TS 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(guī)范，并被相關(guān)組織批準(zhǔn)為ECMA-352、ISO/IEC 21481和ETSI TS 102 312 V1.1.1。

其中NFCIP-1標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定NFC設(shè)備的調(diào)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模式初始化過程中，數(shù)據(jù)沖突控制所需的初始化方案和條件。此外，這些標(biāo)準(zhǔn)還定義了傳輸協(xié)議，其中包括協(xié)議啟動(dòng)和數(shù)據(jù)交換方法等。

NFCIP-2則指定了一種靈活的網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，用來檢測(cè)和選擇三種操作模式之一：NFC卡模擬模式、讀寫器模式和點(diǎn)對(duì)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(xù)動(dòng)作。網(wǎng)關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還具體規(guī)定了RF接口測(cè)試方法(ISO/IEC 22536和ECMA-356)和協(xié)議測(cè)試方法(ISO/IEC 23917和ECMA-362)。這意味著符合NFCIP-2規(guī)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(biāo)準(zhǔn)化;

(2)以13.56MHz RFID技術(shù)為基礎(chǔ);

(3)通信距離為20cm;

(4)與現(xiàn)有的非接觸式智能卡國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相兼容;

(5)數(shù)據(jù)傳輸速率106kbit/s、212 kbit/s或424kbit/s。

2.1、近距離感應(yīng)

NFC設(shè)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(shè)備之間點(diǎn)對(duì)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(jiān)控與竄改。NFC的安全機(jī)制也可通過加/解密系統(tǒng)來確保移動(dòng)裝置間的安全通信。數(shù)據(jù)安全方面除標(biāo)簽的密碼保護(hù)外，數(shù)據(jù)部分可用一些算法實(shí)現(xiàn)安全管理，如DES、RSA、DSA、MD5等，讀卡機(jī)與卡之間也可相互認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)安全通信和存儲(chǔ);

2.3、快速的處理速度

從NFC移動(dòng)設(shè)備偵測(cè)、身份確認(rèn)到數(shù)據(jù)存取只需要約0.1s的時(shí)間即可完成。

2.4、服務(wù)的配對(duì)訪問

通過NFC技術(shù)可在單一移動(dòng)設(shè)備上提供多種應(yīng)用服務(wù)。這些應(yīng)用服務(wù)一一對(duì)應(yīng)到移動(dòng)設(shè)備上有，而啟用每一服務(wù)時(shí)必須輸入對(duì)應(yīng)的密鑰才能訪問，這樣的管理方式讓單一移動(dòng)設(shè)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(jī)內(nèi)信息既能夠被讀卡器讀取，手機(jī)本身也能作為讀卡器，還能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)手機(jī)間的近距通信。

3.　NFC設(shè)備

NFC設(shè)備是NFC通信的讀寫設(shè)備，可作為發(fā)起設(shè)備或目標(biāo)設(shè)備，集成于個(gè)人移動(dòng)通信終端的NFC多媒體手機(jī)是目前發(fā)展的主流。

NFC標(biāo)簽是儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的IC，可被NFC設(shè)備讀取，通常應(yīng)用在被動(dòng)通信模式下。如符合ISO/IEC 14443規(guī)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(shè)備和目標(biāo)設(shè)備間發(fā)生，任何的NFC裝置都可以為發(fā)起設(shè)備或目標(biāo)設(shè)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(diào)制，傳輸數(shù)字信號(hào)。發(fā)起設(shè)備產(chǎn)生無線射頻磁場(chǎng)來初始化NFCIP-1的通信(調(diào)制方案、編碼、傳輸速度與RF接口的幀格式)。目標(biāo)設(shè)備則響應(yīng)發(fā)起設(shè)備所發(fā)出的命令，并選擇由發(fā)起設(shè)備所發(fā)出的或是自行產(chǎn)生的無線射頻磁場(chǎng)進(jìn)行通信。

4.1、主動(dòng)模式

在主動(dòng)模式下，每臺(tái)設(shè)備要向另一臺(tái)設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，都必須產(chǎn)生自己的射頻場(chǎng)。如圖1所示，發(fā)起設(shè)備和目標(biāo)設(shè)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(duì)點(diǎn)通信的標(biāo)準(zhǔn)模式，可以獲得非?？焖俚倪B接設(shè)置。

4.2、被動(dòng)模式

在被動(dòng)模式下，NFC發(fā)起設(shè)備(也叫主設(shè)備，啟動(dòng)NFC通信的設(shè)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(shè)置

4.2、被動(dòng)模式

在被動(dòng)模式下，NFC發(fā)起設(shè)備(也叫主設(shè)備，啟動(dòng)NFC通信的設(shè)備)，在整個(gè)通信過程中提供射頻場(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(shù)據(jù)發(fā)送到另一臺(tái)設(shè)備。另一臺(tái)設(shè)備稱為NFC目標(biāo)設(shè)備(從設(shè)備)，不必產(chǎn)生射頻場(chǎng)，利用感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)提供工作所需的電源，使用負(fù)載調(diào)制(Load Modulation)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。

移動(dòng)設(shè)備主要以被動(dòng)模式操作，可以大幅降低功耗，并延長(zhǎng)電池壽命。在一個(gè)應(yīng)用會(huì)話過程中，NFC設(shè)備可以在發(fā)起設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備之間切換自己的角色。利用這項(xiàng)功能，電池電量較低的設(shè)備可以要求以被動(dòng)模式充當(dāng)目標(biāo)設(shè)備，而不是發(fā)起設(shè)備。