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NFC与RFID | 可以不懂,总该知道哪儿会用到 | 硬件应用知识

By 玉龙 at 2 年前 , 721 次浏览

2015-01-29MUSES雪山缪斯众智
北京市市政一卡通公司对外宣布,市民可以在春节后购买到具备一卡通功能的“刷刷手环”,其功能上除了可在公交、地铁、市郊铁路、公共自行车租赁服务上使用,还能在部分超市、自动售货机等处使用。

不禁感叹,未来的生活很是便利炫酷!但是,究竟是什么技术为我们带来了如此的便利?iPhone6新添加NFC功能有说明了什么呢?

早前,飞利浦、SONY和诺基亚联合发起成立了 NFC 论坛,旨在推动行业应用的发展,这一两年大家对这项技术的运用更是推崇甚高,做硬件的小伙伴如果不了解NFC好像有点说不过去了啊。缪斯今天给大家科普的就是“近场通讯技术——Near Field Communication,NFC 和射频识别技术——Radio Frequency Identification,RFID”,以及这二者的区别。

那么,我们先一起认识NFC,维基百科对NFC的解释是:

近场通讯(Near Field Communication,NFC),又称近距离无线通讯,是一种短距离的高频无线通讯技术,允许电子设备之间进行非接触式点对点资料传输,在十公分(3.9英吋)内交换资料。

光说概念大家可能会无感,如此我们可以看看NFC在相对成熟的手机端是如何运用的:

接触通过,如门禁管理、车票和门票等,用户将储存车票证或门控密码的设备靠近读卡器即可,也可用于物流管理。

接触支付,如非接触式移动支付,用户将设备靠近嵌有NFC模块的POS机可进行支付,并确认交易。

接触连接,如把两个NFC设备相连接,进行点对点(Peer-to-Peer)数据传输,例如下载音乐、图片互传和交换通讯录等。

接触浏览,用户可将NFC手机接靠近街头有NFC功能的智能公用电话或海报,来浏览交通信息等。

下载接触,用户可通过GPRS网络接收或下载信息,用于支付或门禁等功能,如前述,用户可发送特定格式的短信至家政服务员的手机来控制家政服务员进出住宅的权限。

仔细想想,如果越来越多的更便利的智能硬件也能实现这些甚至更多的功能,想必会非常的棒!

我们可以在当下的技术基础上看一看NFC的6项主要应用环境:

企业中的应用,各种有意使用智能手机作为下一代门禁卡的机构正在对NFC进行技术测试,这是一种理想的企业应用。这种技术可以被广泛用于建筑门禁系统、学生ID读卡器、追踪员工签到和出勤。比如,员工还可以利用NFC智能手机和其它设备进入员工停车场或食堂并支付费用。NFC标签可以被放置在会议室内部,与会者就可以在标签前挥动自己的兼容手机使其静音或打开Wi-Fi。

政府部门的应用,政府还可以利用NFC来改善公共服务、提高运输系统及其它。一些城市和郊区已经开始使用NFC为居民提供更好的服务和改善生活质量。NFC技术的出现让用户可以用智能手机或移动设备支付车费、进入停车场及支付费用、进入游泳池或图书馆等公共设施。开篇北京市政一卡通的例子的核心应用便是如此。

零售购物体验,NFC可以通过结合无线优惠券、会员卡和支付选择扩展和提升现代购物体验。消费者可以用个人应用程序扫描产品货架上的NFC标签,获得关于该产品更加个性化的信息。通过触碰NFC标签来获得信息、增加到购物篮、获得优惠券和其它新的用途将对零售业产生越来越大的影响。

市场营销,NFC技术对于现代市场营销商有着深远的影响。例如,用户只需用NFC手机在NFC海报、广告、广告牌或电影海报上挥一挥就可以立即获得产品或服务的信息。商家可以把NFC标签放在店门口,那么用户就可以自动登录例如微信或者微博等社交网络、和朋友分享细节或好东西。

设备之间共享,NFC还可以作为一种短程技术,当几部设备离得非常近的时候,文件和其它内容就可以在这些设备中传递。这项功能对于需要协作的场所非常有用,如需要分享文件或多个玩家进行游戏的时候。

安防领域应用,近距离无线通信(NFC)是一项适用于门禁系统的技术,这种近距离无线通信标准能够在几厘米的距离内实现设备间的数据交换。NFC还完全符合管理非接触式智能卡的ISO标准,这是其成为理想平台的一大显著特点。通过使用配备NFC技术的手机携带便携式身份凭证卡,然后以无线方式由读卡器读取,用户只需在读卡器前出示手机即可开门。

除此之外,NFC技术也分不同的标签种类:其基本标签类型有四种,各有不同的格式与容量,在不同的场合,应用功能也不同:

第1类标签,此类型基于ISO14443A标准。此类标签具有可读、重新写入的能力,用户可将其配置为只读。存储能力为96字节,用来存网址URL或其他小量数据富富有余。然而,内存可被扩充到2k字节。此类NFC标签的通信速度为106kbit/s。

第2类标签,此类标签也是基于ISO14443A,具有可读、重新写入的能力,用户可将其配置为只读。其基本内存大小为48字节,但可被扩充到2k字节。通信速度也是106 kbit/s。

第3类标签,此类标签基于Sony FeliCa体系。具有2k字节内存容量,数据通讯速度为212 kbit/s。

第4类标签,此类标签被定义为与ISO14443A、B标准兼容。制造时被预先设定为可读/可重写、或者只读。内存容量可达32k字节,通信速度介于106 kbit/s和424 kbit/s之间。

回到说NFC之初我们提到的问题,苹果的iPhone之前也没有应用NFC技术,但是iPhone6是有的……可见NFC技术将大范围地运用的趋势还是比较明显的。

讲完了NFC的应用之后,我们再继续了解RFID。也是因为NFC技术本身便是由RFID(射频识别技术)演变而来的,其基础是RFID及互连技术。我们先还是看看百度百科的解释:

射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术,又称无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

同样地,RFID技术在日常生活和生产中的应用范围也比较广:

病患监测的双接口系统运用, 病患监测设备通常用于测量病患的生命迹象,例如,血压、心率等参数,管理这些重要数据的要求远远超出了简单的库存控制范围,需要设备能够提供设备检查、校准和自检结果,与静态的标签贴纸不同,动态的双接口RFID EEPROM电子标签解决方案则能够记录测量参数,以备日后读取,还能把新数据输入系统。

物联网智能公交系统运用, 基于物联网技术的公交停车场站安全监管系统,主要由车辆出入口管理系统、场站智能视频监控系统两部分组成,利用先进的“物物相联技术”,将用户端延伸和扩展到公交车辆、停产场站中的任何物品间进行数据交换和通信,全面立体的解决公交行业监管问题。

小区安防系统设计解决运用, 在小区的各个通道和人员可能经过的通道中安装若干个阅读器,并且将它们通过通信线路与地面监控中心的计算机进行数据交换。同时在每个进入小区的人员车辆上放置安置有RFID电子标签身份卡,当人员车辆进入小区,只要通过或接近放置在通道内的任何一个阅读器,阅读器即会感应到信号同时立即上传到监控中心的计算机上,计算机就可判断出具体信息(如:是谁,在哪个位置,具体时间),以此方便及优化管理者的管理。

RFID电子溯源运用, RFID溯源技术是运用RFID无线射频技术,在产品包装上加贴一个带芯片的标识,产品进出仓库和运输就可以自动采集和读取相关的信息,产品的流向都可以记录在芯片上。电子溯源系统可以实现所有批次产品从原料到成品、从成品到原料100%的双向追溯功能。这个系统最大的特色功能就是数据的安全性,每个人工输入的环节均被软件实时备份。

RFID数据运用, 数据采集上提供更便利的运用,可以对合规性或服务级别提供保障。例如,IT经理可以追踪特定地理区域内的服务器上运行的工作负载情况。RFID不再需要费时且容易出错的序列号和服务标签号码检查操作,可以自动完成数据的采集和汇总。

活跃RFID标签可以用无线的方式报告服务器周围环境和能源情况,包括外壳是否打开、温度、湿度、流量和功耗。

RFID技术也分不同的标签种类:有被动、半被动(也称作半主动)、主动三类。

被动式, 被动式标签没有内部供电电源。其内部集成电路通过接收到的电磁波进行驱动,这些电磁波是由RFID读写器发出的。当标签接收到足够强度的讯号时,可以向读写器发出数据。这些数据不仅包括ID号(全球唯一标示ID),还可以包括预先存在于标签内EEPROM中的数据。

半主动式, 一般而言,被动式标签的天线有两个任务,第一:接收读写器所发出的电磁波,藉以驱动标签IC;第二:标签回传信号时,需要靠天线的阻抗作切换,才能产生0与1的变化。问题是,想要有最好的回传效率的话,天线阻抗必须设计在“开路与短路”,这样又会使信号完全反射,无法被标签IC接收,半主动式标签就是为了解决这样的问题。半主动式类似于被动式,不过它多了一个小型电池,电力恰好可以驱动标签IC,使得IC处于工作的状态。这样的好处在于,天线可以不用管接收电磁波的任务,充分作为回传信号之用。比起被动式,半主动式有更快的反应速度,更好的效率。

主动式, 与被动式和半主动式不同的是,主动式标签本身具有内部电源供应器,用以供应内部IC所需电源以产生对外的讯号。一般来说,主动式标签拥有较长的读取距离和较大的记忆体容量可以用来储存读写器所传送来的一些附加讯息。

想必大家已经看出来了,NFC和RFID实际上是有一定区别的,那区别到底在什么地方呢?

第一,NFC将非接触读卡器、非接触卡和点对点功能整合进一块单芯片,而RFID必须有阅读器和标签组成。RFID只能实现信息的读取以及判定,而NFC技术则强调的是信息交互。通俗的说NFC就是RFID的演进版本,双方可以近距离交换信息。

第二,NFC传输范围比RFID小,RFID的传输范围可以达到几米、甚至几十米,但由于NFC采取了独特的信号衰减技术,相对于RFID来说NFC具有距离近、带宽高、能耗低等特点。

第三,应用方向不同。NFC看更多的是针对于消费类电子设备相互通讯,有源RFID则更擅长在长距离识别。

当下,随着互联网的普及,手机作为互联网最直接的智能终端,必将会引起一场技术上的革命,如同以前蓝牙、USB、GPS等标配,NFC将成为日后手机最重要的标配,通过NFC技术,手机支付、看电影、坐地铁都能实现,将在我们的日常生活中发挥更大的作用。

另一方面,RFID技术的理论近年来也得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的射频识别技术与产品正在成为现实并走向应用。

而这两者在智能硬件高速发展的阶段更是会得到充分的运用。

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