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NFC无线近场通讯技术的过去与未来2011级通信1班摘要 :简要介绍并分析了NFC技术的发展历史，概括了NFC技术的主要应用。分析表明，NFC技术的主要发展方向包括电子支付与安全传输与访问数据关键词 :电子支付 NFC无线近场通讯技术 RFID 1.什么是NFC技术？NFC是Near Field Communication缩写，即近距离无线通讯技术。由飞利浦公司和索尼公司共同开发的NFC是一种非接触式识别和互联技术，可以在移动设备、消费类电子产品、PC 和智能控件工具间进行近距离无线通信。NFC 提供了一种简单、触控式的解决方案，可以让消费者简单直观地交换信息、访问内容与服务。2.NFC无线近场通讯技术的概述近场通信（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Philips、Nokia和Sony主推，主要可能用于手机等手持设备中。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 将非接触读卡器、非接触卡和点对点（Peer-to-Peer）功能整合进一块单芯片，为消费者的生活方式开创了不计其数的全新机遇。这是一个开放接口平台，可以对无线网络进行快速、主动设置，也是虚拟连接器，服务于现有蜂窝状网络、蓝牙和无线 802.11 设备。 2.1 NFC技术的工作模式卡模式(Card emulation)：这个模式其实就是相当于一张采用RFID技术的IC卡（个人理解）。可以替代现在大量的IC卡（包括信用卡）场合商场刷卡、公交卡、门禁管制，车票，门票等等。此种方式下，有一个极大的优点，那就是卡片通过非接触读卡器的 RF 域来供电，即便是寄主设备（如手机）没电也可以工作。 点对点模式(P2P mode):这个模式和红外差不多，可用于数据交换，只是传输距离比较短，传输建立速度快很多，传输速度也快些，功耗低（蓝牙也类似）。将两个具备 NFC 功能的设备链接，能实现数据点对点传输，如下载音乐，交换图片或者同步设备地址薄。因此通过NFC,多个设备如数字相机，PDA，计算机，手机之间，都可以交换资料或者服务。 读卡器模式(Reader/writer mode)：作为非接触读卡器使用，比如从海报或者展览信息电子标签上读取相关信息。3.NFC无线近场通讯技术的发展历史3.1 NFC技术的起源2004年，NFC 技术由飞利浦和索尼联合研发。为了推动 NFC 的发展和普及，飞利浦、索尼和诺基亚创建了一个非赢利性的行业协会NFC 论坛，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 论坛在全球拥有 70 多个成员，包括：万事达卡国际组织、松下电子工业有限公司、微软公司、摩托罗拉公司、NEC 公司、瑞萨科技公司、三星公司、德州仪器制造公司和 Visa 国际组织。3.2 NFC的初试牛刀2006年4月19日，飞利浦、诺基亚、Vodafone公司及德国法兰克福美因茨地区的公交网络运营商美因茨交通公司宣布，在成功地进行为期10个月的现场试验后，近距离无线通信（NFC）技术即将投入商用。目前，Nokia 3220手机已集成了NFC技术，可以用作电子车票，还可在当地零售店和旅游景点作为折扣忠诚卡使用。哈瑙市的大约95.000位居民现在只需轻松地刷一下兼容手机，就能享受NFC式公交移动售票带来的便利3.3 NFC与诺基亚合作的失败 日本可能是 NFC/RFID 发展最顺利的地区，在手机厂商、运营商、商家、银行的联合推广下，日本的手机早几年就集成了公交卡、小额支付甚至是信用卡功能。但 NFC 在日本基本上也只能用于各种支付相关的服务，远没有发挥这种技术的全部潜力。 NFC 在日本以外地区的发展就很难看了，主要责任恐怕应该归于诺基亚。其实诺基亚从一开始就意识到了 NFC 技术在手机上的潜力，他们不但是发起 NFC 论坛的三家公司之一，也早在 2004 年就拿出了全世界第一款 NFC 产品诺基亚 3220 NFC 外壳，可以让 3220 支持部分地区的手机钱包业务。2007 年年初开卖的诺基亚 6131 NFC 手机(左图)不但可以通过内置的 NFC 芯片进行付款，还可以碰一下街头宣传窗自动获取商家电话号码一键拨出;可以碰一下名片自动获取信息一键存为联系人;可以碰一下打印机自动蓝牙上传照片一键打印但部分研发人员的远见不能改变整个公司的战略性失误。2004-2008 年这五年间，诺基亚在全球特别是欧洲手机市场占据绝对主导，但他们的 NFC 手机都采用 S30 或 S40 平台。没有任何一款 Symbian 手机集成 NFC。开发方面仅诺基亚 NFC SDK 的一份授权就要 800 欧元、租用诺基亚本地交互服务器至少还需 400 欧元、诺基亚论坛对开发者的支持也很有问题。如果诺基亚当初抓住机会，在自己的智能手机平台全线推广 NFC，降低离谱的开发门槛，让自己的手机与亚欧各国基础设建立紧密联系，今天 Symbian 市场份额的流逝速度恐怕也不会那么快。3.4 NFC与谷歌合作的复兴现在越来越多的智能手机厂商开始看好 NFC，最先发力的是 Google。Android 自 2.3 开始支持 NFC，相关软件栈与 API 由 Google 和恩智浦共同开发。Google 力推的 Nexus S（上图） 也理所当然的采用了恩智浦的 PN544 NFC 芯片。Google 没有重复诺基亚之前的错误，他们和恩智浦共同开发的软件栈完全开源。Android 平台的第一款 NFC 手机是定位高端的 Nexus S，它的用户在尝试新技术方面往往比 S40 用户更加积极。在应用环境上，Google 也更有野心。Google 新近推出的 Google Hotspot 服务为 Google Places 增加了评分和评论功能。可以预见，Hotspot 会对 Yelp、大众点评这样的服务造成不小冲击。NFC 也在 Hotspot 服务里扮演了重要角色。Nexus S 发布之后，Google 在波特兰市开始一项试点活动，任何在 Google Place 注册的商家都可以免费领取一张招贴(右图)。招贴内嵌 NFC 芯片，Nexus S 用户只要用手机在店家的招贴上碰一下就能完成自己在 Google Places 的签到，比打开 FourSquare 之类的程序签到省事多了。当然，FourSquare 自己也可以发放类似的招贴。除了之前提到的各种功能以外，NFC 在手机应用上还大有可为，例如两个手机碰一下自动互相交换电子名片、手机碰一下路由器自动完成 WiFi 设置。一家瑞典酒店已经在尝试通过手机替代传统的 RFID 门卡酒店将信息发送给支持 NFC 技术的手机，客人直接用手机开门。目前已经在三星 S5230 上通过测试3.5 NFC技术的现状恩智浦表示，除了 Google 以外，自己也在和诺基亚与 RIM 合作，明年也将在各自的平台上大力推广 NFC 技术。诺基亚 C7 已经集成恩智浦的 NFC 芯片，需要等待软件更新才能使用相关功能。外界普遍猜测苹果也将在 iPhone 5 以及其它设备中集成 NFC 芯片。但目前来看，手机厂商里似乎只有 Android 准备的最为充分。PC 厂商里，联想的 ThinkPad T410、T510、W510 也已经集成 NFC 芯片。4.NFC无线近场通讯技术的技术优势与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。 同时，NFC还优于红外和蓝牙传输方式。作为一种面向消费者的交易机制，NFC比红外更快、更可靠而且简单得多，不用向红外那样必须严格的对齐才能传输数据。与蓝牙相比，NFC面向近距离交易，适用于交换财务信息或敏感的个人信息等重要数据；蓝牙能够弥补NFC通信距离不足的缺点，适用于较长距离数据通信。因此，NFC和蓝牙互为补充，共同存在。事实上，快捷轻型的NFC协议可以用于引导两台设备之间的蓝牙配对过程，促进了蓝牙的使用。 NFC手机内置NFC芯片，组成RFID模块的一部分，可以当作RFID无源标签使用用来支付费用；也可以当作RFID读写器用作数据交换与采集。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。5.NFC无线近场通讯技术面临的挑战与其发展前景5.1 NFC技术所面临的挑战NFC 的前景很美好，可是挑战依然存在。首先是商家。目前手机厂商和运营商已经积极行动起来，但 NFC 必须要有商家的支持。当初 NTT Docomo 在日本为了推广 RFID 支付，大范围补贴商家。世界其它地区目前似乎还没有多少这样的措施。其次是统一的标准。短信、红外、蓝牙发送名片早已有之，但最终都没有得到推广，各平台之间不兼容是一大挑战。NFC 虽然极大地简化了传输的操作步骤，但如果没有一套得到各方认可的统一标准，这类跨平台应用依然遥不可及。最后是平台内部的分裂。诺基亚目前的三款 Symbian3 手机只有 C7 集成 NFC 芯片，N8 和 C6-01 都没有，对手机之间的交互应用有很大影响。Android 这里也一样，不但 Nexus S 之前的手机不支持 NFC，未来其它 Android 厂商是不是一定会选择集成 NFC 芯片还是个未知数。5.2 NFC技术的发展前景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23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。 需要密切关注的是，中国政府正在制定自己的RFID标准，而飞利浦的NFC技术是否完全兼容并得到中国政府的认可对消费者相当重要。中国国家标准化管理委员会成立了国家标准工作组，负责起草、制定中国有关RFID的国家标准，据称这样将使中国获得相关的自主知识产权，又能将RFID发展纳入标准化、规范化的轨道。整个认证过程很可能需要飞利浦等公司公开一些关键的技术，这可能成为NFC在中国推广应用的绊脚石。其实现在已经出现了很多基于NFC的应用，如移动（电子）票务，移动/手机支付，数据共享。而在未来，尤其是方兴未艾的物联网和移动互联网则赋予了NFC技术更多的前景，比如：1. 各种电子标签识别：在物联网时代，任何物品都是数字化的，因此，很可能具有一个电子标签，这个电子标签可能就是一个RFID tag（类似取代现在的条形码，但成本高点，但高不了多少），只需要将NFC设备（如手机）靠近任何物品/商品。即可以通过网络获取物品的相关信息（对于有些商品，可以直接将信息存储在电子标签里，但可能会增加成本）。 2. 点对点付款，这和普通的手机支付不同，点对点付款是指两个人直接用NFC设备（如手机）进行交易，比如A要给B n元钱，直接两个人连上就可以完成转账。（这个安全性很重要，而NFC的安全性貌似有很多保障，手机掉了通过远程手段锁定NFC功能）。 3. 各种身份识别，也许未来，可能做到，一个带NFC的手机就能作为身份的证明（不过这也感觉很可怕）。 4. 各种场合的信息