解析手机NFC技术

近场通信（Near Field Communication，NFC），又称近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输（在十厘米内）交换数据。这个技术由免接触式射频识别（RFID）演变而来，并向下兼容RFID，最早由Sony和Philips各自开发成功，主要用于手机等手持设备中提供M2M(Machineto Machine)的通信。由于近场通讯具有天然的安全性，因此，NFC技术被认为在手机支付等领域具有很大的应用前景。

NFC标准兼容了索尼公司的FeliCaTM标准，以及ISO 14443 A，B，也就是使用飞利浦的MIFARE标准。在业界简称为TypeA，TypeB和TypeF，其中A，B为Mifare标准，F为Felica标准。

为了推动 NFC 的发展和普及，业界创建了一个非营利性的标准组织——NFC Forum，促进 NFC 技术的实施和标准化，确保设备和服务之间协同合作。目前，NFC Forum在全球拥有数百个成员，包括：SONY、　Phlips、LG、摩托罗拉、NXP、NEC、三星、atoam、Intel、其中中国成员有中国移动、华为、中兴、和台湾正隆等公司。

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，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。 其次，NFC与现有非接触智能卡技术兼容，目前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。最后，RFID更多的被应用在生产、物流、跟踪、资产管理上，而NFC则在门禁、公交、手机支付等领域内发挥着巨大的作用。

NFC、红外、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。

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。

传统近距通信比较

和传统的近距通讯相比，近场通讯（NFC）就有天然的安全性，以及连接建立的快速性，具体对比如下表：

 

NFC天线

一种近场耦合天线，由于13.56Mhz波长很长，且读写距离很短，合适的耦合方式是磁场耦合，线圈是合适的耦合方式。 业界在手机中通常采用磁性薄膜（如TDK等公司生产）贴合FPC方式来做天线。一种新技术是磁性薄膜与FPC合一，也即磁性FPC。

发展前景

NFC具有成本低廉、方便易用和更富直观性等特点，这让它在某些领域显得更具潜力——NFC通过一个芯片、一根天线和一些软件的组合，能够实现各种设备在几厘米范围内的通信，而费用仅为2~3欧元。据ABIReasearch有关NFC有最新研究，NFC市场可能发迹于移动手持设备。ABI估计，到2005年以后，市场会出现采用NFC芯片的智能手机和增强型手持设备。到2009年，这种手持设备将占一半以上的市场。研究机构Strategy Analytics预测，至2011年全球基于移动电话的非接触式支付额将超过360亿美元。如果NFC技术能得到普及，它将在很大程度上改变人们使用许多电子设备的方式，甚至改变使用信用卡、钥匙和现金的方式。 NFC作为一种新兴的技术，大致总结了蓝牙技术协同工作能力差的弊病。不过，它的目标并非是完全取代蓝牙、Wi-Fi等其他无线技术，而是在不同的场合、不同的领域起到相互补充的作用。因为NFC的数据传输速率较低，仅为212Kbps，不适合诸如音视频流等需要较高带宽的应用。

而所谓RFID标准和NFC标准的冲突，是对NFC的一种误解。NFC和RFID在物理层有相似之处，但其本身和RFID是两个领域的技术，RFID仅仅是一种通过无线对标签进行识别技术，而NFC是一种无线通信方式，这种通信方式是交互的。

NFC 在全球的试验地点

* 美国，菲利浦斯球馆（Philips Arena） 从2005年12月起，在美国的乔治亚州的亚特兰大菲利浦斯球馆，Visa和飞利浦就开始合作进行主要的NFC测试--球迷们可以很轻松地在特许经营店和服装店里买东西。另外，将具有NFC功能的手机放在嵌有NFC标签的海报前，他们还可以下载电影内容，比如手机铃声，壁纸，屏保和最喜欢的明星及艺术家的剪报。另外的合作伙伴还包括诺基亚、Cingular、Visa，Atlanta Spirit，Chase，ViVOTech。

* 法国，卡昂 2005年10月，在法国诺曼底的卡昂，飞利浦同法国电信，Orange，三星，LaSer零售集团以及Vinci公园合作进行了主要的多应用NFC测试。在六个月的测试中，200位卡昂居民将使用嵌有飞利浦NFC芯片的三星D500手机在选定的零售点，公园设备进行支付，并可下载著名旅游景点的信息，电影宣传片以及汽车班次表。

* 台湾，台湾近端移动电话服务 从2005年7月起，飞利浦就同台湾近端移动交易服务计划联盟(Proximity Mobile Transaction ServiceAlliance； PMTSA)合作展示了一个可以利用NFC进行安全支付的BenQ手机。在推动NFC手机进入台湾公交网络的过程中这可以说是一个里程碑了。

2007年NFC在中国大陆可谓是“应用启动”之年，从8月开始，内置NFC芯片的诺基亚6131i在包括北京、厦门、广州在内的数个城市公开发售。这款手机预下载了一项可以在市政交通系统使用的交通卡，使用该手机，用户只需开设一个预付费账户就可以购买车票和在某些商场购物。中国市场潜力巨大，NFC在中国商用无疑是个激动人心的消息。目前，中国有成百上千万人在公共交通中使用了非接触式的市政交通“一卡通”，其中北京发售了1300万张，广州发售了600万张，厦门发售了110万张。诺基亚与上述三地公交部门的应用，在真正意义上拉开了NFC商用的序幕。

NFC标签种类

NFC的基本标签类型有四种，以1至4来标识，各有不同的格式与容量。这些标签类型格式的基础是：ISO 14443的A与B类型、Sony FeliCa，前者是非接触式智能卡的国际标准，而后者符合ISO 18092被动式通讯模式标准。　保持NFC标签尽可能简单的优势是：在很多场合，标签可为一次性使用，例如在海报中寿命较短的场合。

第1类标签（Tag1 Type）：此类型基于ISO14443A标准。此类标签具有可读、重新写入的能力，用户可将其配置为只读。存储能力为96字节，用来存网址URL或其他小量数据富富有余。然而，内存可被扩充到2k字节。此类NFC标签的通信速度为106 kbit/s。此类标签简洁，故成本效益较好，适用于许多NFC应用。

第2类标签（Tag2 Type）：此类标签也是基于ISO14443A，具有可读、重新写入的能力，用户可将其配置为只读。其基本内存大小为48字节，但可被扩充到2k字节。通信速度也是106 kbit/s。

第3类标签（Tag3 Type）：此类标签基于Sony FeliCa体系。目前具有2k字节内存容量，数据通讯速度为212 kbit/s。故此类标签较为适合较复杂的应用，尽管成本较高。

第4类标签（Tag4 Type）：此类标签被定义为与ISO14443A、B标准兼容。制造时被预先设定为可读/可重写、或者只读。内存容量可达32k字节，通信速度介于106 kbit/s和424 kbit/s之间。

从上述不同标签类型的定义可以看出，前两类与后两类在内存容量、构成方面大不相同。故它们的应用不太可能有很多重叠。

第1与第2类标签是双态的，可为读/写或只读。第3与第4类则是只读，数据在生产时写入或者通过特殊的标签写入器来写入。

NFC标签设计与制造

标签设计与制造需要考虑很多方面。标签是为了大量、极低成本制造，同时保持性能。在设计标签时，下面是需要考虑的几个关键的性能参数与要素：

读取速度：因为需要在两个NFC装置接近时传输标签所含的所有数据，故速度很重要。如果标签传数据较慢，就有不能完全传输、可靠性差的危险。结果影响到用户，不明白该技术的用户，假如不得不重复多次才能奏效就会对其丧失信心。第一类NFC标签允许所有数据整块（block）传输，保持了标签的读取性能。

晶片尺寸：在标签设计中，晶片尺寸（die size）具有特别的重要性。尺寸较小，则成本较低、标签也不那么显眼（对在海报中使用较为重要）。内存较小自然导致晶片尺寸较小。

单元价格：鉴于NFC标签的目标应用是极低成本的（例如用于智能海报），单位价格是标签设计极其重要的一个因素。在这里，成本至为关键。标签成本受一系列因素影响，包括内存大小和所含附加特征带来的集成电路复杂性。把内存与特征尽可能简化，成本就能压低。　当NFC体系真正起飞时，标签生产量可能达到数十亿的规模；需要精心设计，以在成本与性能之间取得正确的平衡。

NFC技术最新应用

NFC设备目前被很多手机厂商应用，目前NFC技术在手机上应用主要有以下四类。

luna无线充电NFC耳机

（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（如图1中手机和笔记本电脑），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。

最新推出的诺基亚Lumia920/800中对NFC技术的应用比较成熟，不仅有传统的NFC技术应用，还开发了基于NFC技术的外部设备，如NFC无线耳机。

内置NFC的设备

目前内置NFC功能的设备主要以手机为主，也有不少平板电脑内置了NFC功能。从2006年诺基亚推出第一部NFC手机开始，其后陆续有不少手机加入了NFC功能，其中大部分手机搭载Android系统。这些手机如下：

Nokia 6131

Nokia N9

Nokia Lumia 900

Nokia Lumia 820

Nokia Lumia 920

Blackberry Bold 9900

HTC One X

LG Prada 3.0

LG Optimus Vu

Samsung Galaxy Nexus

Samsung Galaxy Note

Samsung Galaxy S IIHD LTE

Samsung Galaxy S III

Samsung Galaxy S IIILTE

Sony Xperia S

Sony Xperia acro S

Sony Xperia P

Sony Xperia sola

Sony Xperia ion

Asus Nexus 7

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