基于NFC技術(shù)的分析與研究

謝佳訊+楊丁+陳詩(shī)瑤+王京

摘要：近場(chǎng)無(wú)線通信技術(shù)（NFC）是由非接觸式射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）演變而來(lái)，具有三種工作模式，主動(dòng)、被動(dòng)、雙向，分別對(duì)應(yīng)讀寫(xiě)模式、卡模擬模式、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式。此技術(shù)在移動(dòng)支付與交易，對(duì)等式通信，移動(dòng)中的信息訪問(wèn)等方面應(yīng)用廣泛。本文通過(guò)對(duì)NFC技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的原理闡述，對(duì)其自身優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了一定的分析研究，對(duì)NFC技術(shù)在未來(lái)發(fā)展的方向和趨勢(shì)進(jìn)行了相應(yīng)的探究。

關(guān)鍵詞：NFC技術(shù)；近場(chǎng)通信；自身優(yōu)勢(shì)；發(fā)展前景

1 引言

隨著現(xiàn)代科技的不斷的更新，許多高新的信息技術(shù)落入大眾視野，其中近些年發(fā)展很快的NFC技術(shù)，切切實(shí)實(shí)為人民生活帶來(lái)了改變，NFC作為一種近距離高頻無(wú)線通信技術(shù)即近場(chǎng)通信，它可以在幾厘米之間的距離進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，在很多方面都有及其快捷高效方便的作用，可以進(jìn)行登記驗(yàn)證，門(mén)禁鑰匙，移動(dòng)支付等等，現(xiàn)如今NFC技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，在2003年時(shí)候，它最先由飛利浦公司發(fā)起，由諾基亞與索尼等著名廠商聯(lián)合主推，在2004年這幾家廠商又開(kāi)始建立和推廣其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在2006年NFC技術(shù)第一次與手機(jī)結(jié)合，在2012年我國(guó)開(kāi)始旗艦產(chǎn)品搭載NFC，時(shí)至今日其技術(shù)已經(jīng)有了很大規(guī)模應(yīng)用。例如在今年2017年，我國(guó)華為公司與共享單車(chē)方面公司共同引入NFC技術(shù)進(jìn)行解鎖服務(wù)，北京地鐵系統(tǒng)宣布全面支持手機(jī)NFC近場(chǎng)支付，這些都意味著NFC技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，也顯示出NFC技術(shù)背后巨大的應(yīng)用空間，越來(lái)越給人們的生活帶來(lái)快捷和方便。

2 NFC技術(shù)的原理

NFC技術(shù)是通過(guò)RFID即無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)發(fā)展出來(lái)的，它的底層通信協(xié)議兼容RFID，且具有完整的上層協(xié)議，是一種高效安全的近距離的高頻無(wú)線通信技術(shù)。其工作原理是先通過(guò)NFC設(shè)備產(chǎn)生頻率為13.56MHz的無(wú)線射頻信號(hào)，若存在NFC標(biāo)簽在磁場(chǎng)擾動(dòng)范圍內(nèi)，則該標(biāo)簽由磁場(chǎng)耦合獲得能量，產(chǎn)生原正弦波反頻率或改變頻率屬性的波[1]，這種改變被NFC讀取器探測(cè)到，知道附近有標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)，此時(shí)讀取標(biāo)簽，通過(guò)編碼把讀寫(xiě)器將要發(fā)送的信息加載到高頻載波信號(hào)上，由天線向外發(fā)送；接下來(lái)當(dāng)進(jìn)入到讀寫(xiě)器工作區(qū)域的電子標(biāo)簽接收到此信號(hào)時(shí)，其內(nèi)部芯片的有關(guān)電路會(huì)對(duì)此信號(hào)進(jìn)行整流、調(diào)制、解碼等，然后對(duì)命令請(qǐng)求、密碼、權(quán)限等進(jìn)行判斷；最后讀取器讀取信息并解碼后進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

3 NFC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

絕大部分人對(duì)NFC技術(shù)研究存在一定的誤解，普遍認(rèn)為NFC技術(shù)和目前市面上使用比較普遍的藍(lán)牙技術(shù)相差無(wú)幾。雖然NFC技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)都屬于短程通信技術(shù)，而且大多都被集成鏈接到移動(dòng)電話上，但是在很多方面這兩者都是具有很大差別的。

（1）NFC通信距離為0-10cm，藍(lán)牙為0-10m；二者相比較，NFC適用于近距離通信，例如交換財(cái)務(wù)信息又或敏感的個(gè)人信息等重要數(shù)據(jù)，這樣更加安全，而藍(lán)牙適合在較長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)通信方面。

（2）NFC傳輸速度為424Kbps，而藍(lán)牙在1Mbps，藍(lán)牙比NFC快，所以我們可以把NFC作為藍(lán)牙前導(dǎo)引擎，不存在誰(shuí)代替誰(shuí)的局面。

（3）NFC技術(shù)相比藍(lán)牙技術(shù)簡(jiǎn)單，不用多的設(shè)置程序，在很大程度上簡(jiǎn)化了藍(lán)牙技術(shù)在移動(dòng)電話上的鏈接。相比較與它功能類(lèi)似的藍(lán)牙技術(shù)來(lái)說(shuō)，NFC技術(shù)采用的是短距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息交流，一次只和一臺(tái)機(jī)器鏈接，擁有較高的保密性與安全性，就數(shù)據(jù)信息保密方面來(lái)說(shuō)還是NFC技術(shù)更為安全可靠，NFC和藍(lán)牙技術(shù)優(yōu)勢(shì)不一樣，應(yīng)用場(chǎng)合不同，互為補(bǔ)充促進(jìn)發(fā)展。

4 NFC技術(shù)的應(yīng)用

NFC的應(yīng)用領(lǐng)域基本可以分為五類(lèi)：

（1）接觸一通過(guò)（Touch and Go）：包括門(mén)禁控制、交通關(guān)卡、會(huì)議入場(chǎng)和賽事門(mén)票這些方面，用戶只要把儲(chǔ)存了門(mén)票信息或存取碼的設(shè)備靠近讀卡器就可實(shí)現(xiàn)。

（2）接觸一確認(rèn)/支付（Touch and Confirm/Pay）：主要有手機(jī)錢(qián)包、移動(dòng)支付和公交刷卡等應(yīng)用；用戶輸入密碼進(jìn)行確定即可實(shí)現(xiàn)。

（3）接觸一連接（Touch and Connect）：這種應(yīng)用是把兩個(gè)載有NFC技術(shù)的裝置進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸[2]，例如NFC手機(jī)電子名片互相交換等。

（4）接觸一瀏覽（Touch and Explore）：有智能看板和電影海報(bào)下載等應(yīng)用，消費(fèi)者可以通過(guò)NFC手機(jī)了解和使用系統(tǒng)所能提供的功能和服務(wù)，例如將具有NFC的手機(jī)在有NFC功能的智能海報(bào)輕輕揮動(dòng)，即可來(lái)獲取和瀏覽相關(guān)訊息。

（5）下載一接觸（kad and Touch）：用戶可通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)接收或下載相關(guān)信息，用于支付或用于門(mén)禁等功能，例如用戶可以把特定格式的短信發(fā)給家政人員，從而可以設(shè)置家政人員進(jìn)出相關(guān)地方的權(quán)限。

5 NFC技術(shù)的前景

除了上述五類(lèi)方向的應(yīng)用，隨著NFC技術(shù)的不斷更新，NFC在其他領(lǐng)域依然有著許多重要的作用，下面列舉NFC還有可能的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域：

5.1 NFC在企業(yè)中前景

企業(yè)可以利用NFC設(shè)備進(jìn)行員工的打卡和出勤情況的查詢，也可進(jìn)行停車(chē)服務(wù)，食堂支付，也可以用有NFC的終端在NFC廣告、海報(bào)等前揮動(dòng)即可獲得相應(yīng)的產(chǎn)品介紹。此外，更重要的是NFC還能夠完成許多公司希望的在單一憑證上得到多重功能的融合技術(shù)，例如開(kāi)啟門(mén)禁的時(shí)候同時(shí)完成打卡的工作，這也為系統(tǒng)集成商、工程商、經(jīng)銷(xiāo)商拓展了新的行業(yè)市場(chǎng)。

5.2 NFC在政府部門(mén)中前景

政府部門(mén)可以利用NFC的優(yōu)勢(shì)，安全性來(lái)改善公共服務(wù)與提高運(yùn)輸系統(tǒng)的效率等[3]。我國(guó)一些城市已經(jīng)開(kāi)始采用NFC技術(shù)來(lái)為市民提供更好的公共服務(wù)和生活質(zhì)量。例如智能設(shè)備支付車(chē)費(fèi)、進(jìn)出停車(chē)場(chǎng)及小額費(fèi)用支付，進(jìn)出圖書(shū)館、游泳館、體育館等場(chǎng)所，而不用攜帶各種各樣的門(mén)禁卡，可以減少很多不必要的麻煩。

5.3 NFC 在安防領(lǐng)域中的應(yīng)用

NFC應(yīng)用于安防領(lǐng)域主要是在門(mén)禁系統(tǒng)方面，在硬件方面，在門(mén)禁系統(tǒng)讀卡端添加NFC芯片，當(dāng)具有NFC標(biāo)簽的設(shè)備在前揮動(dòng)時(shí)，內(nèi)置NFC芯片會(huì)傳信號(hào)至門(mén)禁系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)門(mén)或關(guān)門(mén)操作；在軟件方面，把NFC的門(mén)禁指令存入人們常用的手機(jī)當(dāng)中，從而達(dá)到空中授權(quán)門(mén)禁權(quán)限、門(mén)禁信息查詢、預(yù)約訪問(wèn)這些功能的實(shí)現(xiàn)，這項(xiàng)技術(shù)的完成能夠避免頻繁的實(shí)體卡的操作。

6 總結(jié)

綜上所述，NFC技術(shù)日漸成熟，目前已經(jīng)在國(guó)內(nèi)和國(guó)外諸多領(lǐng)域嶄露頭角，并且發(fā)揮著獨(dú)一無(wú)二的作用，特別在通訊、移動(dòng)支付、交通、安防等領(lǐng)域前途一片光明，雖然目前NFC技術(shù)的發(fā)展或多或少受到了一些因素的制約，對(duì)于一個(gè)新興技術(shù)還面臨著諸多解決的問(wèn)題，但應(yīng)該相信NFC技術(shù)的時(shí)代即將來(lái)臨，它是信息行業(yè)發(fā)展的又一個(gè)高峰，NFC技術(shù)還有廣大的潛能等待我們?nèi)ネ诰?，在不久的將?lái)，NFC技術(shù)將會(huì)真正走近尋常人家，真真切切的為人民生活帶來(lái)改變。

參考文獻(xiàn)

[1]汪亮.基于NFC近場(chǎng)通信技術(shù)的門(mén)禁系統(tǒng)研究和設(shè)計(jì)[D].湖南大學(xué)，2013.

[2]劉浩.基于NFC技術(shù)的近場(chǎng)通信應(yīng)用探索[J].中國(guó)無(wú)線電，2010，（12）：34-35.

[3]錢(qián)安娜，宗鵬.基于NFC技術(shù)的應(yīng)用拓展和展望[J].科技致富向?qū)В?015，（14）：187-189.