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NFC概述

定义:

NFC是Near Field Communication的缩写,也就是近场通信,是一种短距离数据传输技术。

技术特性与优势:

NFC工作于13.56MHz,最大传输速度只有424kbit/s,有效传数据率距离只有10cm左右(实际上公交卡和手机的NFC距离一般连5cm都不到),但它的优点是不需要麻烦的配对过程,就能直接读取和交换数据,可以理解为是用传输距离“换”耗电和安全性的互联技术。此外,NFC还有绝群的配对速度,配对速度小于0.1ms(可以提升体验和安全性),作为对比蓝牙大约是6秒,红外需要0.5秒左右。

硬件组成:

NFC硬件部分由CLF(非接前端模块)、射频天线、SE(Secure Element安全区域)三部分构成。使用CLF+天线即可完成常见的公交卡余额读取,而如果把手机/手表模拟成公交卡(空中发卡和充值)就需要SE部分的加入。而我们在外面看到的,则是芯片+线圈的结构(拆开公交卡和闪付银行卡,里面也是这两个基本构成)。线圈一般会安装在背壳或贴着电池放置,一般都是通过手机背部进行NFC的感应。

工作模式:

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点对点模式:可在两个具备 NFC 功能的设备上进行数据交换,如交换音乐、传送文件等。使用此模式需要两台设备均具备 NFC 功能,NFC 文件传输基本属于被遗弃的传输方式,因为 NFC 传输速度非常慢,通常只用来在手机间传递单个联系人,网址等信息量很小的数据,所以日常中使用场景较少。

读卡器模式:可作为非接触读卡器使用。能够从电子标签上读取或写入信息,但由于市场上 NFC 电子标签未能大面积使用,所以消费者更多是通过此模式给实体公交卡进行充值,但是随着虚拟公交卡功能的逐步实现,人们对实体公交卡的依赖会越来越弱,集成到手机里的虚拟公交卡服务会更加方便。

卡模拟模式:其实就是相当于一张采用 RFID 技术的 IC 卡。可以用配备了 NFC 功能的手机替代大量的实体 IC 卡(公交卡、信用卡等)使用场景,实现移动支付功能。

NFC主要国际组织

NFC Forum:http://www.nfc-forum.org/home

NFC Forum由芬兰诺基亚、荷兰飞利浦电子和日本索尼等三家公司于2004年3月发起成立。其中,主办成员除了上述三家公司外,还包括MasterCard国际、松下Panasonic、NEC、TI德州仪器、Visa国际、三星samsung、微软Microsoft和瑞萨科技Renesas等共11家企业。这些主办级成员是该团体的最高级别伙伴,具有出席论坛重要决策会议的权利。

此外,NFC Forum还拥有“主要”、“合作”等级别的成员。

主要会员包括:

American Express,Inside,RFMD,Anadigm,LG电子,SK telecom,France telecom,Logitech,SKIDATA,Innovision Research & Technology,Motorola,telefonica S.A 共12家企业。

合作会员包括:

3A Logics,ALPS,ARM,Atmel,Atos Origin,Bouygues Telecom,Broadcom,CETECOM,DNP,Postbank,dexit,egroup,firstdata,gemalto,捷德G&D Giesecke & Devrient,Hanchang system corp,英飞凌科技Infineon,ingenico安智,Inter Corporation,JCB,KDDI,Logica CMG,Melexis,mobilelime,mobilkom aoustria,NexgTelecom,oberthurcs,omnikey,payzy,plantronics,RATP,San disk,Schindler,SFR,Silicide,Sirit,smartek,索尼爱立信Sony Ericsson,sprint,Strategic Engineering Group,swisscom mobile,telenor,vivo tech,yoonison共计44家。

非盈利会员:

Consorzio Triveneto,ETC财团法人台湾电子检验中心,ETRI,FH-ooe,HTA,MeT Mobile Electronics Transactions,Mobey Forum,THE OPEN GROUP,VTT Technical Research Centre 共计9家。

NFC论坛还宣布成立四个技术工作组,工作重心分别为:NFC设备、参考应用、安全和测试。

芯片技术拥有厂商

1、Philips

荷兰皇家飞利浦电子公司(NYSE交易代号:PHG,AEX交易代号:PHI)是世界上最大的电子公司之一,在欧洲名列榜首。Philip是世界上最大的非接触智能卡提供商,也是NFC论坛的创始厂商之一,在ISO14443 Type A 上有完整的专利,并且据此制造的非接触智能卡MIFARE系列。MIFARE系列非接触智能卡除了具有标准Type A协议之外,还带有Philips自行定义的并不公开的独特的加密算法。

2、SONY

与Philips相类似,SONY同样是NFC论坛的创始者,SONY的Felica系列智能卡,遵循 ISO14443 Type C的标准,而这一标准,也同样由SONY创始,并在世界范围内申请了专利。

3、Inside

INSIDE Contactless 是全球最大的半导体芯片(读写芯片和微处理器)以及与13.56MHz非接触技术相关的硬件平台(模块和读卡器)供应商。总部位于法国,并在中国、新加坡、波兰和美国设有分部,是领先的非生产型半导体供应商,为非接触式应用(包括银行卡付款和近距离通信(NFC))提供最灵活、最先进、低成本和最可靠的平台,为支付卡、身份识别和门禁提供高性能和开放标准解决方案。公司网站:www.insidecontactless.com

4、ST

意法半导体(ST)集团于1988年6月成立,是由意大利的SGS微电子公司和法国Thomson半导体公司合并而成。1998年5月,SGS-THOMSON Microelectronics将公司名称改为意法半导体有限公司。意法半导体是世界最大的半导体公司之一,是世界第一大专用模拟芯片和电源转换芯片制造商,世界第一大工业半导体和机顶盒芯片供应商,而且在分立器件、手机相机模块和车用集成电路领域居世界前列。

5、韩国3Alogics公司

在韩国的非存储半导体设计行业中,2004年才创建的3Alogics公司已成功地成长为一家技术积累型的专业公司,并以先进RFID SoC技术推动移动多媒体和其它各种应用走向泛在时代。

6、北京清华同方微电子有限公司

作为中国第二代居民身份证量产芯片的提供厂商,同方微电子具有完整的ISO 14443 Type B的芯片设计技术和经验,而且为第二代居民身份证的机具厂商提供type B标准的射频卡读写模块和芯片。

其他NFC产品公司

1、上海飞聚微电子有限公司

官网:http://www.nfcic.com/

产品:NFC芯片及模组、NFC芯片、NFC模组、高频远距离RFID芯片、防伪RFID芯片、非接触智能卡芯片、个性化芯片定制、电子标签、NFC贴纸、智能卡。

2、深圳市创新佳电子标签有限公司

官网:http://www.cxjrfid.com

产品:RFID电子标签、RFID卡、NFC标签、RFID Inlay、RFID手腕带、RFID钥匙扣、超高频电子标签、特种标签、ID/IC非接触式卡、接触式智能卡、智能滴胶卡、RFID读写设备、屏蔽卡、屏蔽卡套、rfid玻璃管标签。

3、深圳市芯益诚智能卡技术有限公司

官网:http://www.szlyc.com/

产品:智能卡、电子标签(NFC标签、高频RFID(HF)、超高频电子标签(UHF))、 PVC卡、可视卡、滴胶卡、手腕带。

4、深圳市蓝加科技有限公司

官网:http://www.szlanjia.com/

产品:标准智能卡系列、异形智能卡系列、普通PVC卡、电子标签系列、水晶滴胶卡和NFC标签、INLAY(半成品)。

5、深圳市华海智能卡有限公司

官网:http://www.cnhuahai.com/

产品:手机测试白卡、非接触式卡、接触式卡、钱币卡、子母卡、RFID标签、射频腕带、磁条卡、异形卡、水晶滴胶卡、金属卡、钥匙扣、其他卡、中料。

6、博通

官网:https://www.broadcom.cn/

产品:BCM20795 NFC系列,等

……

NFC与其他对比

NFC、蓝牙、红外对比图

NFC与蓝牙、红外等其他无线技术对比图

NFC之应用

应用1

支付方案:3种

1. HCE 主机卡模拟模式,该模式目前仅支持模拟银行卡进行支付,只需要发卡方开发应用支持即可。

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2. eSE 嵌入式安全模块方案,需要手机厂商、银行/银联、公交通卡公司相互合作才能支持,eSE 模式可以支持模拟银行卡或公交卡进行支付。

3. SIM-SE 模式,需要手机厂商、运营商相互合作才能支持,目前该模式并非主流,不做详细描述。

具体事例:

一、闪付领域

1、银联云闪付—-搜索下载,注册,输入卡片信息绑定卡片。

2、银行APP—-建行的随芯用、交通的买单吧、中信的动卡空间等。

3、支付方式—-Apple Pay、Sunxing pay、Mi Pay、Huawei Pay、Meizu Pay、京东闪付,等。

二、一卡通领域(3个功能)

1、查询卡片余额

目前NFC在日常生活一卡通中应用的非常广泛,事实上我们日常用到的一卡通就是一块NFC芯片,因此只要是搭载NFC功能的手机,通过一卡通相关的APP,都能对卡片进行读取,查看卡片余额。

2、卡内余额充值

随着近年来各地一卡通均开始发行CPU卡,使用具有NFC功能的手机,通过手机APP还可实现充值功能,用户只需将一卡通贴在手机背面,选择金额进行支付,即可实现充值金额实时到账。

3、刷手机乘车

目前,一部配备NFC功能的手机实现卡模拟有两种方式:一种是基于硬件的,称为虚拟卡模式(Virtual Card Mode即:手机需要更换nfc-sim卡并下载移动运营商的电子钱包);一种是基于软件的,被称为主机卡模式(Host Card Mode即无需更换nfc-sim卡,下载发卡机构相关的APP即可)。

应用2

消防领域:“云监管”试点(4大板块)

1、学校纳入“云监管”

2、社区消防安全搭上智慧快车

3、日常消防安全“刷手机”

4、随时随地进行消防教育学习

赣州市公安消防消防支队在章贡区水南派出所、开发区湖边派出所、赣县区南塘派出所、南康区金鸡派出所管辖的200余家三级重点单位和章贡区红旗二校先行先试,进一步推广应用物联网消防监管系统,研发了公安派出所版和中小学校版手机客户端,在试点单位消防设施全面覆盖NFC物联网标识,通过开展平台架构、监管人员培训、完善标识设施等方式,确保了消防“云监管”在三级重点单位和中小学校落地,为下一步全市三级重点单位和中小学校消防“云监管”的推广使用打下了坚实的基础。

截至目前,赣州市消防安全智能化云平台已投入研发、施工、培训、运营经费4000余万元,先后进行了61次优化升级,研发了一个消防安全智能化云平台(PC端)和六个手机客户端,进一步完善了消防安全智能化云平台消防“云监管”能力。

其他应用

Nfc+门禁系统、nfc+防伪识别、nfc+游戏娱乐、nfc+消费电子、nfc+公共设施监管、nfc+零售……

NFC之10大新事物

1、NFC指甲

日本玩具厂商Takara Tomy推出的一款自带LED灯的假指甲,在接触到附近的智能手机后,假指甲里的NFC元件就会激活LED灯,让指甲亮起来。这款产品还附带一款安卓 App,让用户可以配置假指甲何时点亮。

2、NFC手套

日本富士通公司开发出的一款具有NFC技术的智能手套,手套可进行手势识别,专为户外工作人员设计。该手套与一个头盔显示器(HMD)共同佩戴效果最佳。就手套本身而言,用户可以戴着手套轻敲面前同样带有NFC技术的物品,头盔显示器中就会同步接收到物品信息。

3、NFC日历

诺基亚联合英国NFC营销公司Wooshping推出1500个NFC日历,该活动只适用于Windows Phone 8用户,在特定的日期读取日历之后,都会有一个新应用提供。每一个特殊的日子,都有一个NFC标签,读取标签之后,就有新应用推送。

4、NFC屏幕

Think & Go发布的一款动态NFC屏幕,这款屏幕结合了视频播放和智能海报功能,消费者可以使用NFC手机与其进行互动。屏幕包括一系列动态可改变的NFC标签, 这些标签呈矩阵排布,由提供视频内容的电脑控制。标签数量由屏幕大小决定。商家可利用这些屏幕让消费者使用NFC手机与屏幕进行互动,如收集优惠券、下载 内容、浏览广告或将产品放进移动购物篮中。

5、NFC出租系统

由韩国科学技术部推出的NFC安心出租系统,乘客下载系统APP后,通过扫描车内NFC标签,可获得出租车的车牌号,司机编号,司机姓名,联系方式,及 形式路段等信息。乘客可将该信以短信的方式发送到家人或者亲友手机上,只要轻扫标签就能为夜晚出行增添一份安心,使家人亲友不再提心吊胆的等待。

6、NFC书包

由六位职业训练局IVE学生研发出的一款针对幼稚园和小学学童的名为“智多星”的书包,智能书包包括一台平板电脑、蓝牙智能手带和小型镜头。利用NFC 技术,包内配备一个感应器,家长只需在每本课本上贴一个NFC芯片。家长将每日课程表录入同学们设计的App,然后输入每门课所需课本内的NFC芯片号。 当课本摆入书包时,感应器便能感知,然后在平板电脑上显示这本书是否为第二天课程所需。这款智能书包还配备报警功能,学童如果走失,仅需按下平板电脑上的 求救键,家长便可通过位置追踪功能找到子女。

7、NFC手机壳

伦敦的硬件创业公司Cliq Cases众筹的一个项目,针对安卓设备设计的背面有三个硬件按钮的保护壳,用户可以打造自定义快捷键,其实就是对压力敏感的按键,帮助将无意中碰按键的 可能性降至最低。支持NFC的按键将可以通过配对应用进行定制化,既支持长时间按按键也支持短时间按按键,从而扩大了潜在的快捷键组合。所以,只要你愿 意,便可以拥有所有六个快捷键。

8、NFC咖啡机

由国外一个创业团队制作的一款智能咖啡机Arist。Arist支持WiFi网络,与手机APP相连。通过手机端操作,可以远程煮咖啡。此外还提供多种 咖啡配比,并自动混合好。其关键在于适用于咖啡机的NFC贴纸,可以贴在杯子底部使用,把贴有NFC贴纸的杯子放到咖啡机上可立即获得一杯已经提前设定品 种的咖啡。每套设备支持6个NFC贴纸。

9、NFC水杯

由深圳睿讴科技发布的名为rrioo ocup的智能水杯,这款智能水杯除了饮水量监测、水温监测、饮水提醒等基本的智能水杯功能,还具备互动感应和社交功能,并且采用的是无线充电技术,最具 想象力的是其内置了NFC芯片,水杯可以自动识别不同包茶在当前水温下泡多少分钟可以获得最好的口感。当用户把带有标签的茶包放入杯子时,杯子会根据感应 到的芯片信息判断茶叶种类,自动设定茶叶冲泡时间。当冲泡时间到了后,ocup会提醒用户饮用。

10、NFC玩偶

韩国根据卡通片同名角色推出的一款名为Friend Duda的智能玩伴,其内置扬声器、收音咪和NFC,配合无线网络,父母只要透过手机输入信息,信息会传送到 Friend Duda,并以 Duda 的可爱声音说出。Friend Duda 还附有 5 组 NFC 标签贴纸,父母或子女可以事先透过手机或 Friend Duda 的收音咪录制信息,当 Friend Duda 或父母的手机接触到 NFC 标签,之前录制的讯息就会读出。父母就可以借助毛公仔玩具,提醒子女多吃蔬果、清理房间等等,同时子女也可以通过标签留言给父母信息。

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