NFC技术简介及原理教学PPT课件.ppt

和传统的近距通讯相比，NFC具有天然的安全性，以及连接建立的快速性，具体对比如上表： NFC技术原理及简介 一、NFC技术概述 二、NFC中的连接与传输技术 三、NFC技术的应用与发展 一、NFC技术概述 1.1基本概念 NFC英文全称Near Field Communication，即近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许在多个电子设备之间实现简单而安全的双向交互。 一、NFC技术概述 1.1基本概念 近场：指无线电波的临近电磁场。在发射天线周围10个波长以内，电磁场是相互独立的，近场内电场没有多大意义，但磁场可用于短距离通讯。 一、NFC技术概述 1.1基本概念 NFC技术的基本功能是：允许某种设备（通常是手机）在限定范围内从另一种设备或NFC标签中收集数据。 从某种程度上讲，该技术与蓝牙(Bluetooth)技术很类似。但NFC技术无需对相连接的两款设备都加以设置，而只需通过简单的设备接触，就可建立起无线连接。 一、NFC技术概述 1.2技术演变 NFC是由Philips公司和Sony公司在2002年共同联合开发的新一代无线通信技术，并被ECMA和ISO/IEC接收为标准。2004年，Nokia、Philips、Sony公司成立NFC论坛，共同制定了行业应用的相关标准，推广近场通信技术。 一、NFC技术概述 1.2技术演变 NFC技术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。 这项技术最初只是RFID技术和网络技术的简单合并,现在已经演变成一种短距离无线通信技术,发展态势相当迅速。与RFID不同的是，NFC技术具有双向连接和识别的特点，工作于13.56MHz频率范围，作用距离10厘米左右。 一、NFC技术概述 1.3系统组成 NFC芯片：具有相互通信功能、计算能力，并具有加密/解密模块(SAM)。 NFC天线：一种近场耦合天线,耦合方式是线圈磁场耦合。 一、NFC技术概述 1.4技术特点 近距离无线通讯技术（Near Field Communication） 短距离无线通信（使用范围：一般1-4cm，理论最大10cm） 较低的传输速率（106kbps ~ 414kbps） 非接触式点对点连接（无需发现，无需配对） 多以被动连接方式（反应时间只需0.1s，几乎不消耗电量） 一、NFC技术概述 1.4技术特点 NFC 蓝牙 红外 网络类型 点对点 单点对多点 点对点 使用距离 ≤0.1m ≤10m ≤1m 速度 106, 212, 424 kbps 2.1 Mbps 1.0 Mbps 建立时间 0.1s 6s 0.5s 安全性 具备 硬件实现 具备 软件实现 不具备 通信模式 主动-主动/被动 主动－主动 主动－主动 成本 低 中 低 二、NFC中的连接与传输技术 NFCIP-1标准中规定了调制机制、编码、传输速率、帧结构、射频接口，还有初始化过程、冲突检测和传输协议等规则。 二、NFC中的连接与传输技术 2.1帧结构 不同的传输速率具有不同的帧结构。 在106 kb/s的速率下存在三种帧结构：短帧、标准帧、检测帧； 速率212 kb/s和424 kb/s的帧结构相同，由前同步码、同步码、载荷长度、载荷和校验码顺序组成。 二、NFC中的连接与传输技术 2.2冲突检测 冲突避免：即防止干扰其他正在通信的NFC设备和同样也工作在此频段的电子设备。 单设备检测：用于区分和选择发起设备射频场内存在的多个目标设备。 二、NFC中的连接与传输技术 2.3初始化过程 NFC设备的默认状态均为目标状态。目标设备不产生射频场，保持静默以等待来自于发起者的指令。应用程序能够控制设备主动从目标状态转换为发起状态。设备进入发起状态后开始冲突检测，只有在没有检测到外部射频场时，才激活自身的磁场。应用程序确定通信模式和传输速率后，开始建立连接传输数据 二、NFC中的连接与传输技术 2.3初始化过程 开始 检测到RF？ 否 是 冲突检测 选择通信模式 及传输速率 激活协议 协议关闭 参数选择 数据交换协议 结束 初始化 传输协议 图1 初始化过程 二、NFC中的连接与传输技术 2.4传输过程 传输协议包含以下三个主要过程： (1)协议激活。负责发起设备和目标设备间属性请求和参数选择的协商。 (2)数据交换协议。半双工工作方式，以数据块为单位进行传输，包含错误处理机制。 (3)协议关闭。在数据交换完成后，发起设备执行协议关闭过程，包括撤消选中和释放连接。 二、NFC中的连接与传输技术 2.5通信模式 图2 NFC主动通信模式 二