NFC標(biāo)簽
NFC標(biāo)簽有接觸通過的應(yīng)用,這與RFID的應(yīng)用類似,如小區(qū)門禁卡,但這在手機上情況較少。還有一種用到接觸瀏覽,主要為識別、追蹤帶NFC信息的物體,如任天堂3DS游戲機,通過NFC來識別amiibo手辦,會 在屏幕上顯示對應(yīng)的內(nèi)容,amiibo手辦便是一個NFC標(biāo)簽,另有一些NFC電子標(biāo)簽可寫入簡單的指令,用于激活啟動手機上指定的功能,例如在標(biāo)簽上寫入切換靜音模式的命令,當(dāng)該標(biāo)簽靠近手機時,手機便會自動進入靜音。
NFC標(biāo)簽類型定義
定義的基本標(biāo)簽類型有四種,以1至4來標(biāo)識,各有不同的格式與容量。這些標(biāo)簽類型格式的基礎(chǔ)是:ISO 14443的A與B類型、Sony FeliCa,前者是非接觸式智能卡的國際標(biāo)準,而后者符合ISO 18092被動式通訊模式標(biāo)準。
保持NFC標(biāo)簽盡可能簡單的優(yōu)勢是:在很多場合,標(biāo)簽可為一次性使用,例如在海報中壽命較短的場合。
各種標(biāo)簽的定義如下:
第1類標(biāo)簽(Tag 1 Type):此類型基于ISO14443A標(biāo)準。此類標(biāo)簽具有可讀、重新寫入的能力,用戶可將其配置為只讀。存儲能力為96字節(jié),用來存網(wǎng)址URL或其他小量數(shù)據(jù)富富有余。然而,內(nèi)存可被擴充到2k字節(jié)。此類NFC標(biāo)簽的通信速度為106 kbit/s。此類標(biāo)簽簡潔,故成本效益較好,適用于許多NFC應(yīng)用。
第2類標(biāo)簽(Tag 2 Type):此類標(biāo)簽也是基于ISO14443A,具有可讀、重新寫入的能力,用戶可將其配置為只讀。其基本內(nèi)存大小為48字節(jié),但可被擴充到2k字節(jié)。通信速度也是106 kbit/s。
第3類標(biāo)簽(Tag 3 Type):此類標(biāo)簽基于Sony FeliCa體系。目前具有2k字節(jié)內(nèi)存容量,數(shù)據(jù)通訊速度為212 kbit/s。故此類標(biāo)簽較為適合較復(fù)雜的應(yīng)用,盡管成本較高。
第4類標(biāo)簽(Tag 4 Type):此類標(biāo)簽被定義為與ISO14443A、B標(biāo)準兼容。制造時被預(yù)先設(shè)定為可讀/可重寫、或者只讀。內(nèi)存容量可達32k字節(jié),通信速度介于106 kbit/s和424 kbit/s之間。
從上述不同標(biāo)簽類型的定義可以看出,前兩類與后兩類在內(nèi)存容量、構(gòu)成方面大不相同。故它們的應(yīng)用不太可能有很多重疊。
第1與第2類標(biāo)簽是雙態(tài)的,可為讀/寫或只讀。第3與第4類則是只讀,數(shù)據(jù)在生產(chǎn)時寫入或者通過特殊的標(biāo)簽寫入器來寫入。
NFC標(biāo)簽運行
NFC標(biāo)簽是無需電源的被動裝置。在使用時,用戶以具有NFC功能的設(shè)備與其接觸。標(biāo)簽從讀寫器獲得很小的電源驅(qū)動標(biāo)簽的電路,把小量信息傳輸?shù)阶x寫器。
標(biāo)簽內(nèi)存里的數(shù)據(jù)被傳至帶有NFC功能的設(shè)備。盡管數(shù)據(jù)量很小,卻可能是把設(shè)備導(dǎo)向到某個網(wǎng)址(URL)、或是小量文本、其他數(shù)據(jù)。
NFC的架構(gòu)
NFC的操作頻率為13.56MHz,而操作距離約為10cm之內(nèi);而NFC的規(guī)范制定取至于RFID13.56MHz的頻段,早期運用此頻段包括 PhilipsMiFARE(ISO1443A)、ISO1443B、ISO15693、ISO18000-3及SonyFelica。由于非接觸卡應(yīng)用于個人數(shù)據(jù)識別或電子付費系統(tǒng)中強調(diào)于安全機制,而近乎于貼近卡片閱讀器系統(tǒng)的近場通信及是將13.56MHz中短距系統(tǒng)的部分加以整合,所以最后市場上所見的即為PhilipsMiFARE(ISO1443A)及SonyFelica,早期這兩家系統(tǒng)各自發(fā)展互不兼容,直到近年才將兩種規(guī)格合并并制定了 NFC規(guī)范ECMA340/ISO18092(NFCIP1,NFCinterfaceandprotocol1)。此規(guī)范相容于現(xiàn)有 PhilipsMiFARE(ISO1443A)及SonyFelica。
NFC工作頻率為13.56MHz、ASK調(diào)變,傳輸速率可分為106kbps/212kbps/424kbps三種,通信模式可分為主動模式與被動模式,主動模式是指發(fā)起設(shè)備(iniTIator)與目標(biāo)設(shè)備(target)皆可自身電源供應(yīng)產(chǎn)生RFfield,而被動模式下則是發(fā)起設(shè)備自身供應(yīng)電源產(chǎn)生RFfield;而目標(biāo)設(shè)備則利用全波整流線路將發(fā)起端的RFfield之能量轉(zhuǎn)換為 DC來供應(yīng)自己的電源。值得一提的是,在被動模式下為了要滿足省電的要求所以采用了負載調(diào)變(LoadmodulaTIon)的方式,此調(diào)變方式可以達到省電的效果。
在使用上因為NFC的使用通常會遇到使用尖峰時期,會了避免不同的發(fā)起端或目標(biāo)端同時溝通造成數(shù)據(jù)鏈路錯誤,所以NFC采用了一種機制 listenbeforetalk。此機制會讓當(dāng)發(fā)起端設(shè)備要發(fā)出詢問信號前,先偵測外界磁場強度來判斷是否有其它的設(shè)備正在溝通中,這種機制的實現(xiàn)稱為 RF Collision Avoidance(RFCA),其動作行為是在每次發(fā)起端發(fā)出詢問信號時會偵測外界磁場,當(dāng)磁場強度超過門坎強度時 (Hthreshold=0.1875A/m)則會停止詢問,直至外界強度降至門坎值以下。若是低于臨界值才會開始發(fā)出詢問指令,偵測的時間為 TIDT+nTRFW,n為0~3的機率取樣:TRFW=512/fc(RFwaitingtime),TIDT》4096 /fc(initialdelaytime)。當(dāng)發(fā)起設(shè)備在TIDT+nTRFW內(nèi)沒有偵測到超過門坎強度的磁場,則會先發(fā)射TIRFG的未調(diào)變 RFfield之后再發(fā)出詢問信號,其中TIRFG必須大于5ms。
NFC系統(tǒng)存在的問題
1、相容性問題
目前不同廠家的NFC設(shè)備的兼容性問題還是比較突出的,這也是NFC論壇目前正在致力于解決的一個重點。其希望通過NFC標(biāo)志認證來達到所有NFC設(shè)備兼容性的統(tǒng)一。
2、安全性問題
安全的NFC將各種NFC應(yīng)用結(jié)合智慧卡的安全性。重要的機密資料與數(shù)據(jù)會一直儲存在卡片中安全記憶體的某個區(qū)域,并且只能經(jīng)由NFC裝置授權(quán),藉由儲存在裝置內(nèi)安全記憶體中的私密金鑰將傳送資料予以加密。
3、主動或被動運作模式
擁有NFC的裝置可以在主動或被動模式下運作,一般的行動裝置主要是以被動模式運作,可以大幅降低耗電量,并延長電池的續(xù)航力。主動式NFC裝置可以透過內(nèi)部產(chǎn)生的射頻場(RF-field)提供與被動裝置通訊時所需的所有電力,與免接觸式智慧卡的情況相同,擁有相同的電力,確保即使關(guān)掉行動裝置的電源仍可以正常進行資料的讀取。
4、標(biāo)準化
NFC符合ECMA 340與ETSI TS 102 190 V1.1.1以及ISO/IEC 18092標(biāo)準的開放式平臺技術(shù),這些標(biāo)準具體規(guī)范NFC裝置的調(diào)制方案、編碼、傳輸速度與RF介面的訊框格式等,以及被動與主動NFC模式初始化過程中資料沖突控制所需的初始化設(shè)定與條件。此外,這些標(biāo)準還定義了傳輸協(xié)定,其中包括通訊協(xié)定啟動與資料交換方式等。
5、政策問題
由于移動支付產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)復(fù)雜,價值鏈的構(gòu)建需要多方參與,在此時間段,產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)者不清晰,金融機構(gòu)和移動運營商的議價能力相當(dāng),產(chǎn)業(yè)實際投入力度比較低。而由于終端和消費環(huán)境的缺乏,用戶體驗較差,用戶通過移動支付購買的物品和服務(wù)并不豐富,目前并沒有給消費者帶來真正的便捷。
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