一文详解nfc到底是什么

电子魔法师 发表于 2018-01-19 10:26:32 收藏 已收藏
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一文详解nfc到底是什么

电子魔法师 发表于 2018-01-19 10:26:32

  nfc简介

  nfc即近距离无线通讯技术。这个技术由非接触式射频识别(RFID)演变而来,由飞利浦半导体(现恩智浦半导体公司)、诺基亚和索尼共同研制开发,其基础是RFID及互连技术。近场通信(NearFieldCommunication,NFC)是一种短距高频的无线电技术,在13.56MHz频率运行于10厘米距离内。其传输速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三种。目前近场通信已通过成为ISO/IECIS18092国际标准、ECMA-340标准与ETSITS102190标准。NFC采用主动和被动两种读取模式。

  NFC近场通信技术是由非接触式射频识别(RFID)及互联互通技术整合演变而来,在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能,能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。工作频率为13.56MHz,但是使用这种手机支付方案的用户必须更换特制的手机。目前这项技术在日韩被广泛应用,他们的手机可以用作机场登机验证、大厦的门禁钥匙、交通一卡通、信用卡、支付卡等。

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  NFC技术原理

  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。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(MachinetoMachine)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。同时,NFC也因为其相比于其他无线通讯技术较好的安全性被中国物联网校企联盟比作机器之间的“安全对话”。

  NFC芯片是具有相互通信功能,并具有计算能力,在Felica标准中还含有加密逻辑电路,MIFARE的后期标准也追加了加密/解密模块(SAM)。

  NFC标准兼容了索尼公司的FeliCaTM标准,以及ISO14443A,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。支持NFC的设备可以在主动或被动模式下交换数据。在被动模式下,启动NFC通信的设备,也称为NFC发起设备(主设备),在整个通信过程中提供射频场(RF-field),它可以选择106kbps、212kbps或424kbps其中一种传输速度,将数据发送到另一台设备。另一台设备称为NFC目标设备(从设备),不必产生射频场,而使用负载调制(loadmodulation)技术,即可以相同的速度将数据传回发起设备。此通信机制与基于ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非接触式智能卡兼容,因此,NFC发起设备在被动模式下,可以用相同的连接和初始化过程检测非接触式智能卡或NFC目标设备,并与之建立联系。

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  在主动模式下,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。如图1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。这是对等网络通信的标准模式,可以获得非常快速的连接设置。

  nfc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。其次,NFC与现有非接触智能卡技术兼容,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。

  NFC、红外线、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。

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  NFC技术目前常见的九种应用

  1.金融支付

  在国内,NFC 在金融支付当中的应用是最为红火的,银联与中移动TSM搭建,招行、浦发、光大、广发等银行推出的手机钱包,各大巨头齐推的同时,也让人产生了一种错觉,NFC只应用在支付。无论褒贬,NFC对金融支付行业的颠覆是无可厚非的。在未来,人们将通过NFC与手机钱包的配合进行日常支付,更甚者,它不仅仅会消灭信用卡,还将消灭现金。

  2.交通

  交通可以说是NFC应用最为基础的功能,通过NFC设备触碰闸机口的读卡区域,可以自动打开闸道,这是将城市交通卡的功能集成到NFC设备之上,通过卡模拟实现。实际案例上,国内手机深圳通虽然使用的是2.4G技术,技术实现上与NFC有所不同,但使用方式都是一样的,而NFC技术也可以在地铁公交的小额支付环境中大展神威。目前,深圳数智国兴和深圳通已在合作提供NFC手机公交一卡通解决方案。

  在国外,以英国伦敦公交系统为例,今年1月份,伦敦8500辆公交车将支持NFC支付,乘客可以使用借记卡、信用卡或充值卡在NFC读取器上支付交通费用。而更远的未来,NFC手机普及之后,将取代卡的存在,直接使用NFC手机进行交通支付。对于交通的颠覆也是毋庸置疑的。

  业内认为,“公交服务和交通服务特别是在亚洲NFC发展的一个重要驱动力。”NFC可以帮助交通系统在效率上提高一个数量级,而交通系统对NFC的支持,也将助推NFC,使之完成良好生态系统的初步也是基本构架。

  3.广告

  NFC标签因其可重复读写,并且可记录读取的次数,在广告业也将掀起一番变革。在深圳地铁,扶梯随处可见二维码,但却极少有人会去扫描读取,这是因为二维码需要对准读取,而人在动态的扶梯当中是难以对准的,从人性化设计来说,扶梯上的二维码鸡肋非常。而NFC则可以在这种情况下实现对二维码相关功能缺乏的互补。在动态时,NFC更利于读取。 具体的NFC广告方案可以参考微软2012年在澳大利亚宣传其最新光晕4游戏。宣传海报上带有NFC标签以及二维码,两种方式互补,而且本活动最大的特点是第一个读取NFC标签的玩家可以获得独一无二的奖励,而后续的读取者只能获得基本的宣传内容,这种宣传方式可以激起玩家的寻宝式热情,全城搜索NFC广告以获得第一次读取的奖励。而且广告的深度浏览也加强不少,也是线上与线下、虚拟与现实活动的完美结合。在玩家读取标签之后,后台可以知道读取的次数,了解广告位的冷热程度,掌握数据之后广告公司可以合理的分布广告位,避免资源浪费。

  较之传统广告,互动性、读取数据收集、广告效果等,NFC都呈现了无比的优势。

  4.图书出版

  对于图书而言,一直存在的争议是电子图书是否会替代纸质图书,而现在NFC技术的到来,也将改变图书出版的原有模式。

  2012年10月,美国新墨西哥州阿尔伯克基城在热气球节推出NFC图书,图书集成了八个NFC芯片,通过NFC设备读取可以浏览多媒体,互动性、信息娱乐、个性化、社交媒体等都可以添加,如此可以带来不一样的阅读体验,特别是在视频、游戏、社交功能的添加之后,纸质图书也变得缤纷多彩。

  出版不仅仅可以是图书,在光碟唱片上,NFC也可以应用,首先是一个盗版的防止,二维码虽然也有一定的防伪功能,但是可复制性太强,安全上难以与NFC比肩。索尼就试图通过NFC进行游戏的防伪,杜绝二手游戏的流通,游戏的光碟将内置NFC标签,通过游戏主机的读取之后激活程序,而且该光碟需与特定的播放设备或用户帐户挂钩之后才能运行,这样其它设备及用户将无法使用该光碟。视频声效和防伪的结合,在一定程度上可以丰富图书出版的形式,增加可阅读性。随着NFC标签成本的逐渐降低,NFC在图书出版中的应用也将随之增加。

  5.通信

  NFC继承了RFID该有的人机交互、机器与机器交互等功能都将走出专业工厂应用,走向人们日常家电当中,实现人们对家电的简单可控。

  当下比较多的NFC家电应用有NFC蓝牙音箱、支持NFC的笔记本、NFC数码相机、NFC智能电视,而NFC手机不必多说的成为人们日常生活中最常用的电子设备,随着物联网概念的兴起,NFC也将逐渐进入人们的生活当中。

  而更广义的通信,自然是电信运营商,按当下国内局势来说,三大运营商都在窥探NFC,特别是NFC支付,首当其冲是中国移动,中国移动2012年年底宣布开放NFC手机SIM卡空间,并且2013年目标是向市场投放千万台NFC手机,近段时间HTC ONE TD版NFC手机的正式发布也是其中之一。NFC支付对于运营商来说,可以借助手机钱包增加用户粘度,并增加可盈利点。传统的电信运营商更可以通过NFC技术向信息服务商转型,发展多元化业务。而运营商对用户的信息掌握是其优势,如何将用户信息转化为运营商移动支付核心竞争力,正是NFC技术给予运营商的一大利器。

  在此,无论是狭义上的通信,还是广义上的通信,NFC技术都将给行业带来不小的冲击,NFC给通信世界带来的变化将是不可预料的。

  6.零售商超

  NFC在零售中的应用以法国Casino超市为例,2012年10月,法国Casino连锁超市宣布试点全球第一个NFC超市,在超市中,用户通过NFC手机读取货架当中的商品NFC标签,而后顾客的NFC手机将显示商品的成分列表、供货信息、视频资料、价格等相关信息,并且超市可以通过标签读取的次数,了解消费者喜好,进一步安排货架的人性化摆放,促进消费。与此同时还能与虚拟APP相结合,增减选购的产品,让消费者可以对自己选购的商品一目了然,并提前知道所需要消费的金额,而NFC支付也有结合应用。

  也许NFC在超市当中的应用只是将纸质标示变成电子标签标示,但在服装零售的应用则最大程度的提高了消费者的消费体验,今年3月份西雅图服装店Hointer就引入NFC技术,在服装店的衣服配有NFC标签,消费者读取NFC标签之后可以获得衣服的详细信息,如果确定试穿,还可以通过APP应用控制店内的存储系统,将衣服30秒内放入试衣间,免去了服务员翻找衣服以满足消费者试穿欲望的繁琐。另一方面店家可以通过消费者对NFC标签的读取情况了解产品的冷热程度,商家依此可以迅速的调整营销策略。 零售作为一个快速流通的行业,数据的收集和反馈非常重要,不能及时了解市场动向则局限了决策者时效管理,另一方面也降低了消费者的消费体验。NFC快速的信息传达正弥补了这一点,未来NFC将会成为零售业获取消费信息,取悦消费者的重要手段。

  7.娱乐

  娱乐行业首先介绍任天堂的Wii U游戏主机,NFC最大的一个卖点是线上与线下的有效对接,而游戏正是需要这样的方式来提高耐玩度,并且给玩家不一样的游戏体验。在虚拟游戏发布的同时,发布带有NFC标签的玩偶,NFC手柄可以读取玩偶上的NFC标签,增加可玩角色,并且还可以通过NFC玩偶将游戏中的数据带到另一个主机上,如U盘数据的拷贝一般。而近期任天堂公司也将通过Wii U主机上搭配的NFC功能进行支付上的开通,方便玩家的同时,可以进军小额支付市场,拓展业务赢得更多的合作伙伴。

  虚拟游戏或许是娱乐行业的冰山一角,在此也可列举美国兰开斯特大学的CheckinDJ自动选歌平台,该平台在公共场所设置NFC签到区域,学生通过带有NFC标签的借书证或者杯子进行签到,获得的签到数量可以增加社交媒体账号推荐歌曲的人气,当一首歌曲获得最高人气时,公共场所将自动播放该歌曲,以此达到满足大多数人音乐喜好的要求。该平台很好的发挥了NFC的签到功能,不仅仅在于公共场所音乐的选择,在所有需要征求大众意见的场合都可以运用。

  国外NFC应用已初见效果,而国内据了解深圳有某公司已与电影院合作,利用NFC标签进行电影票的优惠及兑换,并且现在已经有和保险公司合作,在未来也将逐步进入其他应用领域,NFC交互将在国内NFC市场带起寥寥星火。 娱乐讲究的是一个互动性,而NFC的数据交互非常方便,在未来娱乐业的应用将不可限量。

  8.医疗

  医疗行业需要的是化繁为简的技术,数据的管理至关重要,近日,哈佛大学也试图通过NFC进行药品追踪管理。追踪系统使用的是谷歌Nexus 7 NFC设备,使用该设备可以运行最新的应用并且储存每个病人的医疗数据以及用药情况,整个系统应用的NFC标签可以作为腕带,系在病人的手上,也可以在医疗袋和员工卡上附带。当需要进行用药情况管理时,护士使用NFC设备触碰上述拥有NFC标签的物品,设备中的应用将检查是否药物的种类和剂量使用得当,并且记录本次用药情况以及用药人,很好的保证了医护工作人员对用药的责任审查。

  而英国某公司则通过NFC进行医护工作人员的管理,在每个需要医疗护理的家庭安装一个NFC标签,医护工作者到达和离去时都要进行一次读取,与此同时,后台还会实时传递合适的任务(如在附近的工作),并且将相关信息发送至工作者的手机。当然,受到医护照料的家庭也可以实时查询医护情况。

  而在香港智能卡展,ST也展出了具备NFC功能的电子体温计,在数据传输上,NFC可以获得比蓝牙、传统USB接口等更简快的数据传输。而管理方面的应用,NFC必将在医疗领域得到不错的发展。

  9.身份识别

  NFC由于天生通信距离短,传输范围上也许比不上蓝牙、红外等通信手段,但是其安全性与生俱来,特别是在SE安全元件的帮助下,NFC卡模拟功能成为身份识别的重要手段。 作为NFC一卡通应用的优秀厂商深圳数智国兴已经NFC技术已成功应用在门禁、考勤、访客、会议签到、巡更等领域,并发挥着举足轻重的作用。

  4月初,法国Continental在波尔多市测试NFC虚拟汽车钥匙,通过NFC的卡模拟功能解锁并启动电动汽车,使用者想要测试这个功能,必须下载官方APP到NFC手机当中,Continental将发送经过加密的数据到用户NFC手机当中,并且储存在SIM当中,以此获得对车辆的控制权限。NFC手机将与电动汽车进行数据的交互,内容包括资格认证、电动汽车基本信息以及用户配置文件,而NFC读卡器置于电动汽车的挡风玻璃处,通过阅读NFC读卡器,可以启动电动车。

  NFC汽车钥匙是NFC卡模拟的经典应用,也是身份识别领域的新锐应用,而身份识别涉及的安全问题,国外已有厂商通过NFC将线下的实体证件与线上的社交账号结合,完成安全的身份识别登录。

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  nfc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StrategyAnalytics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开环产业链繁冗闭环前景乐观

  开环情况下的NFC支付有着繁冗的产业链,从手机OEM开始,NFC芯片供应商、COS供应商、eSE商都需要参与手机的设计,在手机OEM协调各供应商之后,又存在手机生产的测试良品率的问题。NFC手机出厂之后,不同厂商之间的手机存在不能互相交互的问题,如果应用在支付,就标准而言,工信部必须审批确保手机在通信行业的准入,银联和央行则把关NFC手机在开环支付领域的可用。在NFC经常使用的交通领域,需要经过住建部和交通部不同标准的支持问题。从宏观来说,NFC支付需要经历TSM的利益争夺,而微观上,又需要经过不同Type支持等问题的考验。与此同时,这还是在没有考虑NFC三大方案如何选择的情况下的考虑,背后的卡商、方案商的利益和产业格局博弈更加复杂。

  总而言之,言而总之,NFC开环支付所需要牵扯的利益团体较多,NFC产业链极其繁冗。邓欣透露,在国企当中,项目的实施可以获得一定的国企补助。从这一个角度来讲,NFC在国内的应用会更加复杂。

  对于NFC的发展,有报告预测,2013年全球NFC手机的销售量将增长156%,总量将达到4亿台,这就意味着,全球三分之一的智能手机都将支持NFC功能。预测是预测,现实仍然要面对现实,国内的NFC应用仍然很少,就北京的NFC支付商用而言,有业内人士表示,可以用惨淡来形容。“中国移动的NFC项目,是以发布会为结束。”、“中国移动的NFC项目更多的是形象工程”。邓欣也认为,NFC可以分为三个发展阶段,样品、产品和商品阶段,国内的NFC发展仍然是样品阶段,普通大众非常少使用NFC支付。

  国内的三大运营商攻守情况,中国移动是处于守势,而电信和联通是处于攻势。中国移动为了留住用户,向多应用发展,NFC支付很大程度上是卖愿景给消费者。而联通有3G的优势不急于推NFC,电信则不想成为NFC的“试验小白鼠”,但这两个运营商出于增加用户的考虑,对NFC仍然有期待。

  到了闭环当中,应用区域的用户密集,使用也变的更加频繁,以园区、用户、集成商、运营商等团体为主要的参与者,牵扯到的利益体不多,张武认为:“随着NFC手机的普及,不管是作为IC卡还是作为终端设备,园区一卡通必须支持NFC手机的应用,前景是乐观的,关键在于NFC手机的开放性、稳定性、各大运营商标准的统一等。”

  邓欣表示,NFC手机一卡通[8]也存在一个TSM的问题,但不是运营商、银联等争夺的TSM制高点,而是二三级TSM。在共同的TSM下,统一性得到保证,但需要一定的开放性,才能让应用丰富。张武表示:“一卡通集成公司不但要做好NFC手机的应用,还要不断的开放标准的接口,允许使用单位、使用人员、第三方智能终端应用开发商参与到NFC手机的应用开发之中,让园区一卡通成为一个更加开放、更加规范的应用平台。”

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