NFC技术原理简介及应用.ppt

NFC技术 近距离无线通信技术之二 NFC技术简介 NFC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 主要用于手机等移动设备中提供M2M MachinetoMachine 的通信 NFC芯片是具有相互通信功能 并具有计算能力 NFC就是把RFID读卡器与智能卡的功能整合在一起 可以直接利用各种现有的RFID基础设施 并且从设计之初就考虑到了不同NFC设备之间的交互 P2P 非常适合手机等移动设备 即近场通信 NearFieldCommunication 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 NFC技术简介 NFC与其他通信技术比较 NFC技术简介 NFC与其他通信技术比较 NFC技术简介 NFC技术特点 连接建立迅速常用短距离通信技术的连接速度 NFC小于0 1ms 蓝牙大约6s左右 红外小于0 5s Zigbee小于6ms NFC技术可以更为迅速地建立通信连接 相比RFID 具有高速率 高带宽和低消耗的特点 安全性高NFC技术采用私密通信方式 并且射频范围较小 双向连接和识别 NFC技术的工作原理 NFC技术能够快速自动地建立无线网络 为蜂窝 蓝牙或WiFi设备提供一个 虚拟连接 使设备间在很短距离内通信 适合移动设备 消费电子产品 PC和智能控件间的通信工作 NFC通信在发起设备和目标设备间发生 任何的NFC装置都可以为发起设备或目标设备 两者之间是以交流磁场方式相互耦合 并以ASK方式或FSK方式进行载波调制 传输数字信号 发起设备产生无线射频磁场来初始化 调制方案 编码 传输速度与RF接口的帧格式 目标设备则响应发起设备所发出的命令 并选择由发起设备所发出的或是自行产生的无线射频磁场进行通信 NFC技术的工作原理 NFC的主动通信模式 主动模式下 每台设备要向另一台设备发送数据时 都必须产生自己的射频场 如上所示 发起设备和目标设备都要产生自己的射频场 以便进行通信 这是点对点通信的标准模式 可以获得非常快速的连接设置 NFC技术的工作原理 NFC的被动通信模式 被动模式下 发起设备在整个通信过程中提供射频场 其可选择一种传输速度 将数据发送到目标设备 目标设备不必产生射频场 利用感应的电动势提供工作所需的电源 使用调制技术进行数据收发 移动设备主要使用被动模式 可以大幅降低功耗 延长电池寿命在应用会话过程中 设备可以在发起设备和目标设备之间切换角色 电量较低的设备可以要求以被动模式充当目标设备 而不是发起设备 NFC关键技术 数据帧结构 不同的传输速率具有不同的帧结构 在106kb s的速率下存在三种帧结构 短帧 通信初始化 标准帧 数据交换 检测帧 用于冲突检测 在212kb s和424kb s的速率中 帧结构是相同的 由前同步码 同步码 载荷长度 载荷和校验码顺序组成 NFC关键技术 调制方式 采用ASK调制调制深度为100 数据速率为106kb s ASK调制调制深度8 30 速率为212kb s或424kb s 传输速率的选取是以工作距离的长短为界定的 工作距离最远可达20cm NFC的工作应用模式 卡模式 用于非接触移动支付 如商场 交通等应用 用户只需将手机靠近读卡器 然后用户只需输入密码确认交易或者直接接收交易即可 例如门禁管制 车票 门票等 卡片由读卡器供电 如卡片携带设备电量耗尽 也可正常使用 NFC的工作应用模式 读写模式 即非接触采集数据 读取或写入均可实现 比如从海报或者展览信息电子标签上读取相关信息 NFC的工作应用模式 点对点模式 两个具备NFC功能的设备链接 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 个设备如数码相机 计算机 手机之间 均可实现无线连接 NFC的防冲突机制 防冲突机制目的 防止干扰正坐在工作的其他NFC设备或者在同一频段工作的其他类型设备 先进行周围射频场的检测 在呼叫前 执行初始化操作 检测到的NFC频段小于规定的门限值时 NFC设备才能开始呼叫 如在NFC射频范围内 存在多台设备 则采用单用户检测 Ad hoc算法应用在212kb s 424kb s 二进制搜索算法应用在106kb s速率下 纯Ad hoc算法 时隙Ad hoc算法 NFC技术的应用和发展 消费应用 电子优惠券消费者通过NFC手机下载优惠券 商家即可看到消费者的完整信息 消费者通过手机可直接进行消费 电子钱包主要体现在支付时与读取设备之间的通信环节 NFC技术的应用和发展 身份识别应用 记录用户信息 对用户进行身份识别 主要应用于门禁 打卡等 NFC技术的应用和发展 应用于智能手机 将NFC卡嵌入到手机的目的是快速获得需求的信息 NFC技术的应用和发展 新型的NFC应用 在NFC标签中输入手机密码 通过APP将上述密码写入手机 解锁时 手机充当读卡器 没有NFC标签 则手机无法解锁 NFC手