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我們生活在一個(gè)日益無(wú)線(xiàn)化的世界，無(wú)現金支付或訪(fǎng)問(wèn)控制已經(jīng)成為常態(tài)化。細心的讀者可能早已注意到，一些商店的收銀臺也開(kāi)始出現“無(wú)人化”趨勢，比如優(yōu)衣庫、迪卡儂這些大家時(shí)常光顧的商店，均已采用自助式結賬。 在迪卡儂，消費者只需將商品放到“收款臺”，幾秒鐘全部費用即可結清。這些功能的實(shí)現主要仰仗在我們生活無(wú)處不在的無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，說(shuō)具體點(diǎn)就是NFC、RFID。為什么這么說(shuō)呢？接下來(lái)我們就一起看看NFC、RFID從何而來(lái)，它們又有哪些神奇之處。 RFID代表什么？ RFID（射頻識別）技術(shù)是在20世紀80年代發(fā)明的，此后經(jīng)過(guò)不斷的技術(shù)演進(jìn)，逐漸成為主流的無(wú)線(xiàn)、非接觸通信技術(shù)。RFID主要通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號識別特定目標，可單向讀取數據，其標簽（Tag）通常包含一個(gè)天線(xiàn)以及存儲數據的存儲芯片。 從工程角度看，RFID不是一種單一的無(wú)線(xiàn)技術(shù)，而且技術(shù)頻率也有所不同，主要有三種，即低頻 (LF)，使用125至135kHz頻段；高頻（HF），工作在13.56MHz；以及超高頻 (UHF)，主要使用865至955MHz頻段，有些UHF中也可包含2.4GHz頻段。表1概述了三個(gè)主要RFID頻段的應用和讀取范圍。當RFID讀寫(xiě)器讀寫(xiě)標簽數據信息時(shí)，其作用距離與讀寫(xiě)器功率、天線(xiàn)增益以及天線(xiàn)尺寸等密切相關(guān)，功率越大，覆蓋的距離越大。 表1：RFID頻段及其應用 
RFID是如何工作的？ 如前所述，RFID標簽通常包含一個(gè)天線(xiàn)和存儲芯片。標簽嵌入到相關(guān)資產(chǎn)中并存儲相關(guān)數據，便于讀卡器檢索這些數據。RFID標簽的種類(lèi)分為有源標簽和無(wú)源標簽兩種。有源標簽可以自己供電，無(wú)源標簽則必須通過(guò)讀卡器為其饋電�，F在的讀卡器硬件還是比較貴的，有的價(jià)格甚至高達數千美元。工作中，RFID讀卡器將收到的無(wú)線(xiàn)電波轉換為可用的數據形式。然后，從標簽收集的信息就會(huì )通過(guò)通信接口傳輸到主機系統，在該系統中數據可以存儲在數據庫中，并在稍后進(jìn)行分析。 當然，RFID標簽不一定非要在讀卡器的可視范圍內讀取信息，二者最大可以相距近百米的距離。不過(guò)，有源標簽和無(wú)源標簽的讀取距離還是有很大差別的，通常有源標簽的讀取范圍會(huì )更大些。 雖然RFID標簽可以存儲大量的數據，但在大多數情況下只是存儲簡(jiǎn)單的標識信息，比如用來(lái)取代現有的條形碼。與條形碼相比較，RFID的優(yōu)勢在于：條形碼需要一個(gè)接一個(gè)的近距離掃描，而RFID允許同時(shí)掃描多個(gè)標簽，且可以?huà)呙柽h距離標簽。對于那些用在倉庫、物流、機場(chǎng)行李處理甚至動(dòng)物識別中的資產(chǎn)和庫存跟蹤應用來(lái)說(shuō)，RFID標簽是非常方便的。因此，RFID標簽的市場(chǎng)增長(cháng)非常迅速，并且有加速發(fā)展的趨勢。據IDTechEx預測，無(wú)源RFID標簽的數量將從2011年的不到30億個(gè)增加到2021年的約2500億個(gè)。 NFC代表什么？ NFC同樣屬于近距離、非接觸式無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，實(shí)際上它是RFID技術(shù)的一個(gè)子集，發(fā)明于2002年。與RFID一樣，NFC也使用標簽存儲數據，可以雙向工作。由于NFC在13.56MHz的高頻RFID頻譜中工作，因此它只能讀取10厘米以?xún)鹊臉撕�，整個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)單、快速且安全性高。 當然，NFC強大的安全性并不僅僅是因為它不到10厘米的工作距離，還在于它可通過(guò)SIM芯片和加密技術(shù)提升數據的安全性。在這里多說(shuō)一句，雖然NFC數據是在短距離內提取，但目標也可以在視線(xiàn)之外。 從2011年開(kāi)始，NFC在智能手機中的應用為許多新應用打開(kāi)了大門(mén)，讓一度熱門(mén)的藍牙手動(dòng)配對成為過(guò)去。NFC還可以作為WiFi路由器和其他計算機外圍設備之間連接的橋梁，它能輕松地將設置信息從設備傳到路由器。根據IMS的研究，NFC的應用正在迅速增長(cháng)，支持NFC的智能手機數量在2012年至2017年間增長(cháng)10倍，達到12億部。 現在，NFC已成為基于RFID消費類(lèi)應用的標準，并得到越來(lái)越多的設備和軟件應用的支持。市場(chǎng)機構預估，已有超過(guò)20億消費者和企業(yè)正在使用NFC兼容設備。如今市場(chǎng)上大多數Android以及Windows Phone智能手機都會(huì )裝配N(xiāo)FC芯片。蘋(píng)果手機雖然出于安全和自身生態(tài)的考慮，為其搭載的NFC功能加了不少限制，但是從iOS 13開(kāi)始已經(jīng)對以往的策略進(jìn)行了大幅調整，為開(kāi)發(fā)者提供了更大的發(fā)揮空間。目前，主要的信用卡公司基本都支持使用NFC，配備N(xiāo)FC的平板電腦、游戲機、智能手表和其他可穿戴技術(shù)也是司空見(jiàn)慣。除了上述移動(dòng)訪(fǎng)問(wèn)控制和支付等應用，NFC的使用范圍開(kāi)始拓展至AI聊天機器人等領(lǐng)域。 NFC是如何工作的？ NFC使用RFID應用程序中常見(jiàn)的標準。NFC讀寫(xiě)器與無(wú)源設備的相互作用受ISO/IEC 18092和21481管轄，并支持ISO/IEC 14443 A和B以及FeliCa。NFC標簽應該可以被任何ISO14443兼容的閱讀器讀取，但是NFC應用程序也需要實(shí)現NFC論壇（標準機構）定義的額外標準。這些標準涵蓋了數據交換格式、標簽類(lèi)型、記錄類(lèi)型定義以及協(xié)議等。由于NFC采用的是一套成熟的標準，應用范圍不斷擴大，并得到全球電信運營(yíng)商和信用卡公司的支持。 NFC支持三種通信模式 · Reader/Write模式（R/W），即讀寫(xiě)模式 · Peer-to-Peer模式（P2P），點(diǎn)對點(diǎn)模式 · NFC Card Emulation模式（CE），即卡模擬模式 在此三種模式下，都僅需簡(jiǎn)單點(diǎn)擊便可啟動(dòng)傳輸。
圖1：非接觸式讀卡器架構（圖源：NXP） NFC的工作模式分為有源通信方案和無(wú)源通信方案兩種： 1 有源通信方案 發(fā)起設備生成13.56 MHz載波場(chǎng)，當目標設備被引入場(chǎng)中時(shí)，便可取得電源。發(fā)起設備通過(guò)直接調制RF場(chǎng)來(lái)傳輸數據，而目標設備則以負載調制場(chǎng)的方式傳輸數據。 2 無(wú)源通信方案 發(fā)起設備和目標設備都會(huì )生成RF場(chǎng)。每一方都以振幅鍵控（ASK）調制來(lái)調整自己的RF場(chǎng)以傳輸數據。為防沖突，只有發(fā)送設備發(fā)射電磁場(chǎng)，接收設備將關(guān)閉自己的場(chǎng)以便接收。發(fā)送或接收的角色可因需要而互換。 RFID和NFC有哪些不同？ 這也是讓不少人困惑的一個(gè)問(wèn)題。概括來(lái)講，二者的不同點(diǎn)主要在以下幾個(gè)方面： 1 對應關(guān)系RFID中的讀寫(xiě)器和標簽可以是一對多的關(guān)系（低頻和高頻的ISO14443是一對一），NFC則是一對一的關(guān)系。 2 頻率差異在頻率上，RFID具有低頻、高頻、超高頻等多種工作頻率，NFC只工作在13.56Hz單一高頻頻譜中。 3 通信距離通信距離也有很大差別，NFC要比RFID短很多，RFID能夠達到幾十米，而NFC僅在10厘米之內。 4 單雙向通信RFID通常只能進(jìn)行單向通信（從標簽到讀取器），NFC可以進(jìn)行雙向通信。另外，NFC一次只能掃描一個(gè)標簽，而RFID則可以一次掃描多個(gè)標簽。這一點(diǎn)應該是RFID和NFC之間最顯著(zhù)的一個(gè)區別。 5 數據讀寫(xiě)在數據讀寫(xiě)方面，有了專(zhuān)門(mén)的設備，RFID可以將數據寫(xiě)入標簽。一般來(lái)說(shuō)，NFC數據既能從標簽中讀寫(xiě)，也可以鎖定為只讀。從RFID標簽中提取數據通常需要昂貴的讀卡器，而NFC的數據讀取相對要簡(jiǎn)單且便宜多了，現在大多數智能手機都配備了NFC讀取功能。 6 應用范圍在應用上，NFC常常被用在支付、門(mén)禁等場(chǎng)合，RFID主要用于物流跟蹤、資產(chǎn)防損（例如百貨公司衣服上的標簽）等。當通過(guò)供應鏈跟蹤庫存，尤其是在人員難以到達的地方去收集資產(chǎn)信息時(shí)，RFID是最好的選擇。非接觸式支付應該是NFC目前最典型的應用，在體育、娛樂(lè )和旅游門(mén)票、校園內的學(xué)生身份識別以及與智能物聯(lián)網(wǎng)設備的交互等領(lǐng)域也已有了NFC的身影。 綜合來(lái)看，RFID的優(yōu)勢在于它能實(shí)現一次掃描多個(gè)標簽，并且是遠距離在視線(xiàn)之外讀取數據，因此可以部署在各種環(huán)境中。NFC的長(cháng)處是安全性高。此外，NFC不僅能在標簽上讀寫(xiě)數據，還可以用于存儲比RFID更復雜的數據，且讀取數據時(shí)不需要昂貴的額外硬件。隨著(zhù)芯片技術(shù)的發(fā)展以及RFID和NFC的大規模應用，目前這兩種產(chǎn)品的成本都大幅降低，如果是大批量采購，標簽的價(jià)格甚至都能低到0.1美元。 熱門(mén)產(chǎn)品和解決方案 NXP解決方案 - 新增NFC功能 恩智浦（NXP）是NFC技術(shù)的主要發(fā)起人，在許多方面，人們甚至認為恩智浦就是NFC。在恩智浦的宣傳資料上我們看到這樣一個(gè)數據：市面上90%以上內置NFC功能的智能手機，以及80%的POS終端都使用了恩智浦技術(shù)。這種領(lǐng)導地位也讓NXP在拓展NFC市場(chǎng)過(guò)程中起到了關(guān)鍵性作用�，F在，恩智浦的NFC方案已經(jīng)廣泛應用在移動(dòng)支付、預付費計量表、門(mén)禁管理、付費電視接觸式智能卡、智能家居、IoT、智能制造等多個(gè)領(lǐng)域。 在智能門(mén)鎖方案中，恩智浦為門(mén)鎖增加了NFC功能，業(yè)主可以用具備N(xiāo)FC功能的智能手機配置門(mén)鎖，給予特定的個(gè)人或團體臨時(shí)訪(fǎng)問(wèn)權限。NXP PR601方案結合了CLRC633 NFC芯片與先進(jìn)的LPC1227微控制器，設計非常輕巧，且由于恩智浦采用最強健、經(jīng)大規模測試的NFC技術(shù)，最大限度地減少了門(mén)或走道上金屬帶來(lái)的磁場(chǎng)干擾。融入恩智浦獨家功能——低功耗檢卡，讀卡器終端在輪詢(xún)讀卡階段即可進(jìn)入休眠模式，確保節能運行。
圖2：用于門(mén)禁管理的NFC（圖源：NXP） TI 解決方案 - RFID和NFC技術(shù)優(yōu)勢 自20世紀80年代后期以來(lái)，TI一直是無(wú)線(xiàn)技術(shù)的創(chuàng )新者，同時(shí)也是RFID和NFC技術(shù)的領(lǐng)跑者。該公司的TRF7970A收發(fā)器IC是一款用于13.56MHz RFID/NFC的集成式模擬前端（AFE）和多協(xié)議數據組幀器件。內置編程選項使得該器件適合于廣泛的NFC、接近和鄰近識別系統的應用。它能夠執行以下三種模式中的任一模式：讀/寫(xiě)器模式、對等模式和卡仿真模式。設計人員通過(guò)在控制寄存器內選擇所需的協(xié)議可對TRF7970A進(jìn)行配置。通過(guò)對所有控制寄存器進(jìn)行直接存取，還能根據需要對不同的讀取器參數進(jìn)行微調。 本文小結 RFID是一種成熟的技術(shù)，作為其子集的NFC技術(shù)仍在不斷發(fā)展。NFC的獨特之處在于其使用電源的方式。更確切地說(shuō)，它可以在不供電的環(huán)境下進(jìn)行工作，正是這個(gè)特點(diǎn)為NFC打開(kāi)了應用之門(mén)。位于產(chǎn)業(yè)鏈上游的芯片企業(yè)，如NXP、TI、ST等國際大牌企業(yè)均建立了完善的產(chǎn)品線(xiàn)。 在萬(wàn)物智能的今天，RFID/NFC的市場(chǎng)潛力不可限量，更廣泛的應用也必將為持續投資該產(chǎn)業(yè)的企業(yè)帶來(lái)更大的好處。 來(lái)源：貿澤電子 作者：Doctor M |
| NFC這塊，我是專(zhuān)家，有涵蓋NFC全協(xié)議的芯片，包括業(yè)內最低功耗的使用，最高性?xún)r(jià)比的產(chǎn)品，歡迎交流 |
