近场通信的工作原理是什么

近场通信(NFC)是一种在4厘米或更短距离内实现两个电子设备之间通信的协议集。它的工作原理如下:

近场通信的工作原理是什么_工作频率和耦合方式

工作频率和耦合方式

NFC在13.56MHz的无线电频率ISM频段内工作,主要通过交替磁场进行耦合,几乎不会以无线电波形式辐射能量,从而最小化了与其他无线电通信的干扰。

近场通信的工作原理是什么_被动模式和主动模式

被动模式和主动模式

NFC通信有两种模式:被动模式和主动模式。在被动模式下,发起设备提供载波场,目标设备作为一个无源设备通过调制入射场进行通信,并可从发起设备提供的磁场中获取工作电源。在主动模式下,发起设备和目标设备都可以交替生成自己的场,一个设备在接收另一设备数据时会停止发射。

近场通信的工作原理是什么_数据传输速率

数据传输速率

NFC支持106kbit/s到424kbit/s的数据传输速率,不同速率使用不同的调制方案。

近场通信的工作原理是什么_工作距离和安全性

工作距离和安全性

NFC的工作距离通常不超过20厘米,典型情况下小于10厘米。这种短距离工作范围降低了与长距离无线技术相比被非预期方截获的可能性,从而提高了安全性。


近场通信有哪些优势

近场通信(NFC)具有多种优势,使其成为一种理想的短程无线通信技术。

近场通信有哪些优势_简单设置和连接

简单设置和连接

NFC允许设备在4厘米或更短的距离内进行通信,这使得无线连接的设置和引导变得非常简单。只需将两个NFC设备靠近即可自动建立连接,无需复杂的配对过程。

近场通信有哪些优势_安全通信

安全通信

NFC支持通过应用加密算法实现安全通信,非常适合信用卡交易等应用场景。NFC的短距离通信范围和加密支持,为敏感数据的传输提供了有效的保护。


近场通信的类型有哪些

近场通信(NFC)是一种短程无线通信技术,根据通信模式和标准的不同,可以分为以下几种类型:

被动式NFC通信

在被动式NFC通信中,发起设备提供载波场,目标设备作为一个无源设备通过调制载波场来进行通信。这种通信模式功耗较低,但通信距离和速率有限。

主动式NFC通信

在主动式NFC通信中,发起设备和目标设备都可以生成自己的射频场,并通过交替生成射频场来进行通信。这种通信模式速率更高,但功耗也更大。

NFC标签类型

NFC论坛定义了5种不同类型的NFC标签,它们在可配置性、存储容量、安全性、数据保持能力和写入耐久性等方面有所不同。不同类型的NFC标签适用于不同的应用场景。

NFC通信标准

NFC技术整合了多种现有的无线通信标准,如ISO/IEC 14443 Type A和Type B、FeliCa等。NFC设备可以通过"卡模拟模式"与现有的读卡器进行基本通信。此外,ISO/IEC 18092标准规定了NFC通信的数据传输速率,支持106、212或424kbit/s。

NFC通信速率

根据ISO/IEC 18092标准,NFC通信支持106kbit/s、212kbit/s和424kbit/s三种不同的数据传输速率。通信速率的选择取决于应用场景的需求和设备的能力。


近场通信的组成部分有哪些

近场通信(NFC)是一种短程无线通信技术,主要由以下几个组成部分构成:

NFC芯片或集成电路

NFC芯片或集成电路包含了诸如安全元素标识符(SEID)等用于安全交易的数据。这种芯片通常集成在智能手机和其他NFC设备中。

天线或感应耦合元件

NFC利用两个临近的环形天线之间的感应耦合来实现通信。NFC在13.56MHz的频率下,遵循ISO/IEC 18000-3空中接口标准工作。

NFC软件和协议

NFC软件和协议涵盖了通信、数据交换格式等,基于现有的RFID标准,如ISO/IEC 14443和FeliCa。相关标准包括ISO/IEC 18092以及NFC论坛定义的标准。

电源

并非所有NFC设备都需要电源,一些简单的NFC目标设备如无源标签、贴纸或卡片可由发起设备产生的射频场供电。但对于点对点通信,两个设备都需要电源。


近场通信的实现方法是什么

近场通信(NFC)是一种短程无线通信技术,能够实现两个电子设备在4厘米或更近距离内的通信。以下是NFC的实现方法:

工作频率

NFC在13.56MHz的频率下工作,遵循ISO/IEC 18000-3空中接口标准,支持106kbit/s到424kbit/s的数据传输速率。NFC通信涉及一个主动发射射频场的发起设备,以及一个被动接收发起设备场能量的目标设备,或者主动生成自身场的目标设备。

调制编码方案

NFC通信使用不同的调制和编码方案,取决于数据传输速率。106kbit/s时使用改进的米勒编码和100%调制;其他速率使用10%调制的曼彻斯特编码。

工作模式

NFC设备有三种工作模式:卡模拟模式、对等模式和读写器模式。这些模式由ECMA-340和ISO/IEC 18092标准定义,包括调制方案、编码、传输速率以及射频接口和通信协议的其他方面。

通信距离

NFC的通信距离非常近,一般在4厘米以内。这使得NFC非常适合移动支付、门禁控制等应用场景,能够有效防止不当访问和数据泄露。


近场通信的标准和协议有哪些

近场通信(NFC)是一种短程无线通信技术,涉及多个标准和协议。以下是一些主要的NFC标准和协议:

近场通信的标准和协议有哪些_基于RFID的标准

基于RFID的标准

NFC标准基于现有的RFID标准,如ISO/IEC 14443和FeliCa。这些标准规定了NFC设备的射频接口的调制方案、编码、传输速率、帧格式等要求。

近场通信的标准和协议有哪些_ISO/IEC NFC标准

ISO/IEC NFC标准

ISO/IEC 18092(NFCIP-1)和ISO/IEC 21481(NFCIP-2)是NFC的核心标准,涵盖了NFC设备的通信协议和数据交换格式。这些标准对NFC设备的射频接口进行了详细的规范。

近场通信的标准和协议有哪些_NFC论坛标准

NFC论坛标准

NFC论坛制定了一些补充标准和协议,如NFC数据交换格式(NDEF)用于存储和传输数据,简单NDEF交换协议(SNEP)用于NFC设备之间发送和接收消息。这些标准有助于提高NFC应用的互操作性。

近场通信的标准和协议有哪些_GSMA NFC标准

GSMA NFC标准

GSMA(全球移动通信系统协会)为移动手机上的NFC部署制定了平台和标准,包括可信服务管理器(TSM)和单线协议(SWP)。这些标准旨在确保NFC应用在移动设备上的安全部署。

近场通信的标准和协议有哪些_其他相关标准

其他相关标准

除了上述主要标准,还有一些其他标准和协议与NFC相关,如ETSI TS 102 190用于NFC安全性,以及NFC-SEC和NFC-WI等标准。


近场通信的安全性如何

近场通信(NFC)本身存在一些安全隐患,需要采取额外的安全措施来确保数据传输的安全性。以下是关于NFC安全性的几个关键点:

无线信号容易被窃听

NFC使用射频(RF)信号进行近距离无线通信,这种信号在通常不超过10米的范围内可被攻击者窃听和监控。主动发射RF信号的NFC设备比被动设备更容易被窃听。

中继攻击风险

使用ISO/IEC 14443协议的NFC设备容易受到中继攻击。攻击者可以实时中继读卡器的请求到受害者设备,并将受害者的响应中继回读卡器,从而冒充受害者的身份。

需要加密协议保护

为了建立安全通信通道,NFC应用程序需要使用更高层的加密协议,类似于信用卡交易中使用的加密算法,以提供安全的数据存储和传输。

NFC论坛定义了安全标准

NFC论坛已经定义了一些安全通信标准,NFC设备可以遵循这些标准启用加密算法,从而提高通信安全性。


近场通信有哪些应用场景

移动支付

近场通信可用于无接触式交易,替代或补充信用卡和电子票证智能卡。

访问控制

近场通信设备可用作电子身份证和门禁卡。

简化设置

近场通信可用于在设备之间简化更复杂通信(如Wi-Fi)的设置。

数据传输

近场通信可在设备之间传输小文件(如联系人)并建立更复杂的连接(如Wi-Fi)以传输大文件(如照片和视频)。

无线充电

近场通信支持在2厘米范围内提供高达1瓦的无线充电功率,适用于小型便携设备如耳机、可穿戴设备和其他物联网设备。

电子票证

近场通信可用于无接触式门票系统。


近场通信与蓝牙的区别是什么

通信距离的差异

近场通信(NFC)的通信距离非常短,通常在20厘米以内,蓝牙的通信距离则更远,可达100米左右。这使得NFC更适合于需要极近距离通信的场景,如移动支付、设备配对等,而蓝牙则适用于中远距离的无线连接,如连接耳机、音箱等外围设备。

数据传输速率的差异

蓝牙的最大数据传输速率为2.1Mbit/s(V2.1版本),高于NFC的424kbit/s。但NFC的功耗较低,因此在低功耗应用场景下更具优势。

连接建立速度的差异

NFC建立连接的速度非常快,通常少于0.1秒即可完成,而蓝牙则需要6秒左右的时间建立连接。这使得NFC在需要快速连接的场景下更具优势,如移动支付等。

连接方式的差异

NFC无需手动配对设备,只需将两个设备靠近即可自动建立连接,在拥挤环境下比蓝牙更具优势,因为蓝牙可能难以将信号与特定设备相关联。而蓝牙则需要手动配对设备。


近场通信的发展历程是什么

近场通信(NFC)技术的发展历程可以追溯到无线射频识别(RFID)技术的起源。整体来看,NFC技术的发展大致经历了以下几个阶段:

RFID技术的萌芽

1983年,查尔斯·沃尔顿获得了与RFID相关的第一项专利,标志着RFID技术的雏形出现。

NFC技术的早期应用

1997年,一种早期的NFC技术被专利并首次应用于星球大战人物玩具。这是NFC技术最初的商业化应用。

NFC技术标准的制定

2002年,飞利浦和索尼达成协议,共同制定NFC技术规范并创建了技术大纲。2003年,NFC被批准为ISO/IEC和ECMA标准。

NFC论坛的成立

2004年,诺基亚、飞利浦和索尼成立了NFC论坛,以帮助定义和推广这项技术。同年,诺基亚推出了首批支持NFC的手机型号。

NFC商业应用的兴起

2005年,NFC技术在移动支付领域进行了首次商业化试点。随后,NFC技术在无线数据交换、无线连接设置等领域得到了广泛应用。

NFC技术的标准化与普及

通过组织如GSMA的努力,NFC技术逐步实现了标准化。如今,NFC已广泛集成到移动设备,支持无接触式交易、数据交换和无线连接设置等多种应用场景。


近场通信的挑战是什么

窃听风险

近场通信(NFC)的无线数据传输射频信号可被天线拦截,攻击者通常可在10米内窃听活跃NFC设备,1米内窃听被动NFC设备。

数据安全性

尽管NFC通常传输距离小于10厘米,但标准明文NFC不防止窃听和数据篡改,应用可能需要使用更高层加密协议建立安全通道。

中继攻击风险

攻击者可实时转发读卡器的请求到受害者,并将受害者的响应转发回读卡器,伪装成智能卡所有者。

有限传输距离

NFC的有效传输距离非常有限,通常小于10厘米,这在一定程度上限制了其应用场景。


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