NFC有多神秘？一篇文章告訴你！

1、NFC技術原理

近場通信， 又稱近距離無線通訊， 是一種短距離的高頻無線通訊技術， 允許電子設備之間進行非接觸式點對點資料傳輸（在20釐米內）、交換資料。

這個技術由免接觸式射頻識別（RFID）演變而來， 並向下相容RFID。 最早由Sony和Philips各自開發成功， 主要用於手機等手持設備中提供M2M（Machine to Machine）的通信。 由於近場通訊具有天然的安全性， 因此， NFC技術被認為在手機支付等領域具有很大的應用前景。 同時， NFC也因為其相比於其他無線通訊技術較好的安全性被中國物聯網校企聯盟比作機器之間的“安全對話”。

支援NFC的設備可以在主動或被動模式下交換資料。

在被動模式下， 啟動NFC通信的設備， 也稱為NFC發起設備（主設備）， 在整個通信過程中提供射頻場（RF-field）， 它可以選擇106kbps、212kbps或424kbps其中一種傳送速率， 將資料發送到另一台設備。 另一台設備稱為NFC目標設備（從設備）， 不必產生射頻場， 而使用負載調製（load modulation）技術， 即可以相同的速度將數據傳回發起設備。 此通信機制與基於ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非接觸式智慧卡相容， 因此， NFC發起設備在被動模式下， 可以用相同的連接和初始化過程檢測非接觸式智慧卡或NFC目標設備， 並與之建立聯繫。

圖一：NFC主動通信模式

在主動模式下， 每台設備要向另一台設備發送資料時， 都必須產生自己的射頻場。 如圖1所示， 發起設備和目標設備都要產生自己的射頻場，

以便進行通信。 這是對等網路通信的標準模式， 可以獲得非常快速的連接設置。

2、NFC與RF ID 的異同

NFC具有雙向連接和識別的特點， 工作於13.56MHz頻率， 作用距離20釐米左右。 NFC技術在ISO 18092、ECMA 340和ETSI TS 102 190框架下推動標準化， 同時也相容應用廣泛的ISO 14443 Type-A、B以及Felica標準非接觸式智慧卡的基礎架構。

與RFID一樣， NFC資訊也是通過頻譜中無線頻率部分的電磁感應耦合方式傳遞， 但兩者之間還是存在很大的區別。

首先， NFC是一種提供輕鬆、安全、迅速的通信的無線連接技術， 其傳輸範圍比RFID小。 RFID的傳輸範圍可以達到幾米、甚至幾十米， 但由於NFC採取了獨特的信號衰減技術， 相對於RFID來說NFC具有距離近、頻寬高、能耗低等特點。

其次， NFC與現有非接觸智慧卡技術相容， 目前已經成為得到越來越多主要廠商支援的正式標準。

再次， NFC還是一種近距離連線協定， 提供各種設備間輕鬆、安全、迅速而自動的通信。 與無線世界中的其他連接方式相比， NFC是一種近距離的私密通信方式。

最後， RFID更多的被應用在生產、物流、跟蹤、資產管理上， 而NFC則在門禁、公交、手機支付等領域內發揮著巨大的作用。

3、NFC與藍牙

與藍牙相比， NFC面向近距離交易， 適用於交換財務資訊或敏感的個人資訊等重要資料；藍牙適用於較長距離資料通信。 因此， NFC和藍牙互為補充， 共同存在。 事實上， 快捷輕型的NFC協議可以用於引導兩台設備之間的藍牙配對過程， 簡化藍牙連接， 促進了藍牙的使用。

4、NFC的重要應用：手機支付

NFC技術支援多種應用， 包括移動支付與交易、對等式通信及移動中資訊訪問等。

NFC設備可以用作非接觸式智慧卡、智慧卡的讀寫器終端以及設備對設備的資料傳輸鏈路， 其應用主要可分為以下四個基本類型：用於付款和購票、用於電子票證、用於智慧媒體以及用於交換、傳輸資料。

NFC手機內置NFC晶片， 組成RFID模組的一部分， 可以當作RFID無源標籤使用———用來支付費用；也可以當作RFID讀寫器———用作資料交換與採集。 通過NFC手機， 人們可以在任何地點、任何時間， 通過任何設備， 與他們希望得到的娛樂服務與交易聯繫在一起， 從而完成付款， 獲取海報資訊等。

5、村田技術在NFC領域的新突破

不可否認， NFC在移動支付領域乃至通信領域上有著得天獨厚的優勢， 但實際上NFC也存在一些限制， 比如金屬後殼， 狹小的NFC天線空間等。

村田通過技術研發規避了其中的漏洞， 克服了這些限制， 從而完善了NFC的技術應用。

如果在越來越小型化， layout越來越緊湊的手機終端和電子產品內增加NFC功能， 就會使傳統的大面積的平面天線受到了嚴重挑戰。 村田突破傳統， 開發出 “鐵氧體斜插進線圈的特殊構造”的天線， 增加了NFC天線設計的靈活性， 這樣就可以將天線放在手機的頂部和側面。 與傳統大面積NFC天線同樣性能的基礎上可以減少天線的面積， 在很大程度上降低了天線成本。

斜插式天線如下圖：

金屬環境是影響NFC天線性能的一個不可避免的因素，特別是使用金屬後殼的手機或者終端，NFC天線的性能很難實現。然而，金屬後殼的手機和終端以其獨特的質感備受用戶青睞。針對這種特殊的狀況，村田在不影響機身整體外觀的情況下，以攝像頭的孔區域作為booster，另外再開一條細槽，使NFC天線即便是金屬外殼的情況也也可以有很好的性能，使得體驗終端金屬質感的同時也可以享用NFC功能帶來的便利。

如下圖所示：

除此之外，村田突破了傳統的NFC 天線饋點通過pogo pin或者彈片等機械接觸的方式與晶片相連的規矩，開發了無觸點耦合式的接觸，只需晶片級大小的初級線圈在PCB直接與NFC晶片相連，而次級線圈可以使用更薄的線圈，更靈活的方式放置在後殼或者其他部位。使NFC功能的實現又多了一個選擇。

如下圖：

此外，村田還設計開發了全新的2.0x1.6x0.7 mm混合石英晶體(HCR)來匹配主流的NFC 晶片。深圳市怡海能達有限公司作為村田最主要的代理商，可以免費提供樣品和技術支援服務！參考選型如下表：

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