1. 產(chǎn)品技術(shù)背景

NFC是Near Field Communication的縮寫，即近距離無線通訊技術(shù)。最初是由飛利浦公司和索尼公司共同開發(fā)的NFC是一種非接觸式識別和互聯(lián)技術(shù)，可以在移動設(shè)備、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、PC 和智能控件工具間進(jìn)行近距離無線通信。NFC 提供了一種簡單、觸控式的解決方案，可以讓消費(fèi)者簡單直觀地交換信息、訪問內(nèi)容與服務(wù)。 國內(nèi)外現(xiàn)狀，瑞典飯店已經(jīng)實際應(yīng)用了 Assa Abloy 所推出了相應(yīng)的 NFC 門鎖，主要是應(yīng)用NFC手機(jī)的不同識別碼作為Mac ID以及對應(yīng)程序的加密機(jī)制，從而開啟門鎖。在NFC 技術(shù)的RFID電子鎖方面，國內(nèi)基本還處于技術(shù)空白。 在去年的Cedia EXPO展會上，Yale Lock & Hardware 展出 NFC 功能的居家門鎖系統(tǒng)，并希望能順利進(jìn)軍NFC國際市場。通過此系統(tǒng)，以后回家將只需把您的智能型手機(jī)靠近門鎖 ，就可以輕松開啟 Yale所設(shè)計的電動門鎖了，當(dāng)然前提是你必須擁有開鎖的權(quán)限。在今年CEDIA展覽中所展示的新穎門鎖系統(tǒng)，亦支持 Zigbee 與Z‐Wave 規(guī)格的居家自動化通訊技術(shù)，也可經(jīng)由 Assa Abloy（APP軟件）的行動鑰匙軟件，讓用戶可輕松裝載數(shù)字鑰匙于行動裝置上。 基于技術(shù)團(tuán)隊對RFID的數(shù)字以及底層應(yīng)用設(shè)計的研發(fā)經(jīng)驗，公司始終以NFC為技術(shù)導(dǎo)向，在硬件和軟件方便作深入的研發(fā)。下面簡要介紹我們自主研發(fā)的基于NFC技術(shù)的RFID門禁讀頭。

2.產(chǎn)品功能

基于NFC技術(shù)的RFID門禁讀頭采用模塊化設(shè)計，實現(xiàn)NFC手機(jī)和門禁讀頭之間的通信。讀頭配備標(biāo)準(zhǔn)Wiegand26接口，且兼容傳統(tǒng)的非接觸式門禁讀頭功能。相比傳統(tǒng)門禁讀頭只能作為讀卡器來讀取非接觸式卡片，基于NFC技術(shù)的RFID門禁讀頭可以和符合NFC標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備如手機(jī)、非接觸式卡、讀卡器等直接通訊，大大拓展了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。電路板在升級優(yōu)化之后，能夠具有數(shù)據(jù)存儲，轉(zhuǎn)發(fā)功能，以及記錄不同NFC設(shè)備的特征碼，存儲并授權(quán)，當(dāng)NFC設(shè)備進(jìn)入有效場后，即開啟門鎖。

3.產(chǎn)品特點

基于NFC技術(shù)，兼容ISO14443A標(biāo)準(zhǔn)，可與快速發(fā)展的符合NFC標(biāo)準(zhǔn)的各設(shè)備例如智 能手機(jī)、平板電腦等進(jìn)行通訊

采用近場通訊，避免遠(yuǎn)場通訊技術(shù)如WIFI，藍(lán)牙，Zigbee等通訊技術(shù)信號可能被截獲 和破解等安全問題，非常適合私密性要求嚴(yán)格的各應(yīng)用場合

標(biāo)準(zhǔn)Wiegand26接口，兼容各種門禁控制板

標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計，尺寸小，成本低，功耗小

4.技術(shù)參數(shù)

NFC介紹

NFC近場通信技術(shù)是由非接觸式射頻識別（RFID）及互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來，在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點對點的功能，能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識別和數(shù)據(jù)交換。工作頻率為13.56MHz，但是使用這種手機(jī)支付方案的用戶必須更換特制的手機(jī)。目前這項技術(shù)在日韓被廣泛應(yīng)用。手機(jī)用戶憑著配置了支付功能的手機(jī)就可以行遍全國：他們的手機(jī)可以用作機(jī)場登機(jī)驗證、大廈的門禁鑰匙、交通一卡通、信用卡、支付卡等

技術(shù)

這個技術(shù)由非接觸式射頻識別（RFID）演變而來，由飛利浦半導(dǎo)體（現(xiàn)恩智浦半導(dǎo)體）、諾基亞和索尼共同研制開發(fā)，其基礎(chǔ)是RFID及互連技術(shù)。近場通信是一種短距高頻的無線電技術(shù)，在13.56MHz頻率運(yùn)行于20厘米距離內(nèi)。其傳輸速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者424 Kbit/秒三種。近場通信已通過成為ISO/IEC IS 18092國際標(biāo)準(zhǔn)、EMCA-340標(biāo)準(zhǔn)與ETSI TS 102 190標(biāo)準(zhǔn)。NFC采用主動和被動兩種讀取模式。

NFC 芯片是具有相互通信功能，并具有計算能力，在Felica標(biāo)準(zhǔn)中還含有加密邏輯電路，MIFARE的后期標(biāo)準(zhǔn)也追加了加密/解密模塊(SAM)。

NFC標(biāo)準(zhǔn)兼容了索尼公司的FeliCaTM標(biāo)準(zhǔn)，以及ISO 14443 A，B，也就是使用飛利浦的MIFARE標(biāo)準(zhǔn)。在業(yè)界簡稱為TypeA，TypeB和TypeF，其中A，B為Mifare標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)為Felica標(biāo)準(zhǔn)。

為了推動 NFC 的發(fā)展和普及，業(yè)界創(chuàng)建了一個非營利性的標(biāo)準(zhǔn)組織——NFC Forum，促進(jìn) NFC 技術(shù)的實施和標(biāo)準(zhǔn)化，確保設(shè)備和服務(wù)之間協(xié)同合作。NFC Forum在全球擁有數(shù)百個成員，包括：NOKIA、SONY、Philips、LG、摩托羅拉、NXP、NEC、三星、atoam、Intel、其中中國成員有魅族、步步高vivo、OPPO、小米、中國移動、華為、中興通訊、上海同耀和***正隆等公司。

工作模式

編輯

卡模式（Card emulation）：這個模式其實就是相當(dāng)于一張采用RFID技術(shù)的IC卡。可以替代大量的IC卡（包括信用卡）場合商場刷卡、公交卡、門禁管制，車票，門票等等。此種方式下，有一個極大的優(yōu)點，那就是卡片通過非接觸讀卡器的 RF 域來供電，即便是寄主設(shè)備（如手機(jī)）沒電也可以工作。

點對點模式（P2P mode）：這個模式和紅外線差不多，可用于數(shù)據(jù)交換，只是傳輸距離較短，傳輸創(chuàng)建速度較快，傳輸速度也快些，功耗低（藍(lán)牙也類似）。將兩個具備NFC功能的設(shè)備鏈接，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)點對點傳輸，如下載音樂、交換圖片或者同步設(shè)備地址薄。因此通過NFC，多個設(shè)備如數(shù)碼相機(jī)、PDA、計算機(jī)和手機(jī)之間都可以交換資料或者服務(wù)。

技術(shù)特征

編輯

與RFID一樣，NFC信息也是通過頻譜中無線頻率部分的電磁感應(yīng)耦合方式傳遞，但兩者之間還是存在很大的區(qū)別。首先，NFC是一種提供輕松、安全、迅速的通信的無線連接技術(shù)，其傳輸范圍比RFID小。 其次，NFC與現(xiàn)有非接觸智能卡技術(shù)兼容，已經(jīng)成為得到越來越多主要廠商支持的正式標(biāo)準(zhǔn)。再次，NFC還是一種近距離連接協(xié)議，提供各種設(shè)備間輕松、安全、迅速而自動的通信。與無線世界中的其他連接方式相比，NFC是一種近距離的私密通信方式。

NFC、紅外線、藍(lán)牙同為非接觸傳輸方式，它們具有各自不同的技術(shù)特征，可以用于各種不同的目的，其技術(shù)本身沒有優(yōu)劣差別。

NFC手機(jī)內(nèi)置NFC芯片，比原先僅作為標(biāo)簽使用的RFID更增加了數(shù)據(jù)雙向傳送的功能，這個進(jìn)步使得其更加適合用于電子貨幣支付的；特別是RFID所不能實現(xiàn)的，相互認(rèn)證和動態(tài)加密和一次性鑰匙(OTP)能夠在NFC上實現(xiàn)。NFC技術(shù)支持多種應(yīng)用，包括移動支付與交易、對等式通信及移動中信息訪問等。通過NFC手機(jī)，人們可以在任何地點、任何時間，通過任何設(shè)備，與他們希望得到的娛樂服務(wù)與交易聯(lián)系在一起，從而完成付款，獲取海報信息等。NFC設(shè)備可以用作非接觸式智能卡、智能卡的讀寫器終端以及設(shè)備對設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸鏈路，其應(yīng)用主要可分為以下四個基本類型：用于付款和購票、用于電子票證、用于智能媒體以及用于交換、傳輸數(shù)據(jù)。

原理信息

編輯

NFC技術(shù)原理

支持NFC的設(shè)備可以在主動或被動模式下交換數(shù)據(jù)

NFC主動通信模式

。在被動模式下，啟動NFC通信的設(shè)備，也稱為NFC發(fā)起設(shè)備(主設(shè)備)，在整個通信過程中提供射頻場(RF-field)，。它可以選擇106kbps、212kbps或424kbps其中一種傳輸速度，將數(shù)據(jù)發(fā)送到另一臺設(shè)備。另一臺設(shè)備稱為NFC目標(biāo)設(shè)備(從設(shè)備)，不必產(chǎn)生射頻場，而使用負(fù)載調(diào)制(load modulation)技術(shù)，即可以相同的速度將數(shù)據(jù)傳回發(fā)起設(shè)備。此通信機(jī)制與基于ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非接觸式智能卡兼容，因此，NFC發(fā)起設(shè)備在被動模式下，可以用相同的連接和初始化過程檢測非接觸式智能卡或NFC目標(biāo)設(shè)備，并與之建立聯(lián)系。圖為NFC主動通信模式：

NFC與RFID區(qū)別

第一、NFC將非接觸讀卡器、非接觸卡和點對點功能整合進(jìn)一塊單芯片，而rfid必須有閱讀器和標(biāo)簽組成。RFID只能實現(xiàn)信息的讀取以及判定，而NFC技術(shù)則強(qiáng)調(diào)的是信息交互。通俗的說NFC就是RFID的演進(jìn)版本，雙方可以近距離交換信息。NFC手機(jī)內(nèi)置NFC芯片，組成RFID模塊的一部分，可以當(dāng)作RFID無源標(biāo)簽使用進(jìn)行支付費(fèi)用；也可以當(dāng)作RFID讀寫器，用作數(shù)據(jù)交換與采集，還可以進(jìn)行NFC手機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信。第二、NFC傳輸范圍比RFID小，RFID的傳輸范圍可以達(dá)到幾米、甚至幾十米，但由于NFC采取了獨(dú)特的信號衰減技術(shù)，相對于RFID來說NFC具有距離近、帶寬高、能耗低等特點。第三、應(yīng)用方向不同。NFC看更多的是針對于消費(fèi)類電子設(shè)備相互通訊，有源RFID則更擅長在長距離識別。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，手機(jī)作為互聯(lián)網(wǎng)最直接的智能終端，必將會引起一場技術(shù)上的革命，如同以前藍(lán)牙、USB、GPS等標(biāo)配，NFC將成為日后手機(jī)最重要的標(biāo)配，通過NFC技術(shù)，手機(jī)支付、看電影、坐地鐵都能實現(xiàn)，將在我們的日常生活中發(fā)揮更大的作用

傳統(tǒng)比較

NFC和藍(lán)牙（Bluetooth）都是短程通信技術(shù)，而且都被集成到移動電話。但NFC不需要復(fù)雜的設(shè)置程序。NFC也可以簡化藍(lán)牙連接。

NFC略勝藍(lán)牙的地方在于設(shè)置程序較短，但無法達(dá)到低功率藍(lán)牙（Bluetooth Low Energy）的速度。在兩臺NFC設(shè)備相互連接的設(shè)備識別過程中，使用NFC來替代人工設(shè)置會使創(chuàng)建連接的速度大大加快：少于十分之一秒。NFC的最大數(shù)據(jù)傳輸量 424 kbit/s 遠(yuǎn)小于 Bluetooth V2.1 (2.1 Mbit/s)。雖然NFC在傳輸速度與距離比不上藍(lán)牙 (小于 20 cm)，但相應(yīng)可以減少不必要的干擾。這讓NFC特別適用于設(shè)備密集而傳輸變得困難的時候。相對于藍(lán)牙，NFC兼容于現(xiàn)有的被動 RFID (13.56 MHz ISO/IEC 18000-3) 設(shè)施。NFC的能量需求更低，與藍(lán)牙 V4.0低功耗協(xié)議類似。當(dāng)NFC在一臺無動力的設(shè)備(比如一臺關(guān)機(jī)的手機(jī)，非接觸式智能信用卡，或是智能海報)上工作時，NFC的能量消耗要小于低功耗藍(lán)牙 V4.0。對于移動電話或是移動消費(fèi)性電子產(chǎn)品來說，NFC的使用比較方便。NFC的短距離通信特性正是其優(yōu)點，由于耗電量低、一次只和一臺機(jī)器鏈接，擁有較高的保密性與安全性，NFC有利于信用卡交易時避免被盜用。NFC的目標(biāo)并非是取代藍(lán)牙等其他無線技術(shù)，而是在不同的場合、不同的領(lǐng)域起到相互補(bǔ)充的作用。