NFC技术的原理与应用前景

NFC技术的原理与应用前景

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NFC技术的原理与应用前景

信息学院2011级通信三班吴志鹏 201100120117

摘要：在本文中，我们主要通过对NFC技术的原理分析，进而引入NFC 技术的重要应用---手机支付，来进行各方面的分析。技术上主要从NFC技术的原理，发展，工作模式，技术特征，优缺点对比来介绍；应用上主要从手机支付，运营商合作，国内外现状来分析，最后得出结论：NFC技术虽然现在在起步阶段，但其发展应用前景是广阔的，必然会成为一种趋势。

关键词：NFC（近场通信）技术手机支付优缺点前景

一·引言：

2013年6月10日，中国移动与中国银联共同推出了移动支付联合产品——手机钱包，手机钱包将客户的各种实体卡(如银行卡、公交卡、校园/企业一卡通、会员卡等)电子化，客户通过手机钱包客户端下载电子卡应用到NFC-SIM卡后，拿着NFC手机便可实现商户消费、刷公交、刷门禁等，为工作生活带来极大的便利。用户借助中国移动手机钱包客户端，将可进行手机“闪付”所需的多种操作，包括金融IC卡申办、账户余额查询、电子现金圈存等。通过移动手机钱包将可向银行提交办卡申请，并将审核通过的卡片信息下载至专用手机NFC-SIM卡，省去银行柜面等传统方式办卡的繁琐。配套使用具备近距离无线通讯(NFC)功能的手机终端，完成办卡后，便可在带有银联“闪付”标识的终端上快捷支付。

那么，什么是NFC技术，手机支付有什么优势所在？在中国，手机支付的前景如何？在本文中，我们将通过各种资料来进行对比分析，总结分析得出NFC的发展及前景。

二·正文：

1.NFC技术原理

近场通信（Near Field Communication，NFC），又称近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输（在十厘米内）交换数据。这个技术由免接触式射频识别（RFID）演变而来，并向下兼容RFID，最早由Sony和Philips各自开发成功，主要用于手机等手持设备中提供M2M(Machine to Machine)的通信。由于近场通讯具有天然的安全性，因此，NFC技术被认为在手机支付等领域具有很大的应用前景。同时，NFC也因为其相比于其他无线通讯技术较好的安全性被中国物联网校企联盟比作机器之间的“安全对话”。[4]

NFC 芯片是具有相互通信功能，并具有计算能力，在Felica标准中还含有加密逻辑电路，MIFARE的后期标准也追加了加密/解密模块(SAM)。

NFC标准兼容了索尼公司的FeliCaTM标准，

以及ISO 14443 A，B，也就是使用飞利浦的MIFARE

标准。在业界简称为TypeA，TypeB和TypeF，其

中A,B为Mifare标准，F为Felica标准。[3]

支持NFC的设备可以在主动或被动模式下交

换数据。在被动模式下，启动NFC通信的设备，也称为NFC发起设备(主设备)，在整个通信过程中提供射频场(RF-field)，它可以选择106kbps、212kbps或

424kbps其中一种传输速度，将数据发送到另一台设备。另一台设备称为NFC 目标设备(从设备)，不必产生射频场，而使用负载调制(load modulation)技术，即可以相同的速度将数据传回发起设备。此通信机制与基于ISO14443A、MIFARE 和FeliCa的非接触式智能卡兼容，因此，NFC发起设备在被动模式下，可以用相同的连接和初始化过程检测非接触式智能卡或NFC目标设备，并与之建立联系。

在主动模式下，每台设备要向另一台设备发送数据时，都必须产生自己的射频场。如图1所示，发起设备和目标设备都要产生自己的射频场，以便进行通信。这是对等网络通信的标准模式，可以获得非常快速的连接设置。[5]

2.NFC技术特点

NFC和蓝牙（Bluetooth）都是短程通信技术，而且都被集成到移动电话。但NFC不需要复杂的设置程序。NFC也可以简化蓝牙连接。

与RFID一样，NFC信息也是通过频谱中无线频率部分的电磁感应耦合方式传递，但两者之间还是存在很大的区别。首先，NFC是一种提供轻松、安全、迅速的通信无线连接技术，其传输范围比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。[2]

其次，NFC与现有非接触智能卡技术兼容，目前已经成为得到越来越多主要厂商支持的正式标准。

再次，NFC还是一种近距离连接协议，提供各种设备间轻松、安全、迅速而自动的通信。与无线世界中的其他连接方式相比，NFC是一种近距离的私密通信方式。

最后，RFID更多的被应用在生产、物流、跟踪、资产管理上，而NFC则在门禁、公交、手机支付等领域内发挥着巨大的作用。同时，NFC还优于红外和蓝牙传输方式。作为一种面向消费者的交易机制，NFC比红外更快、更可靠而且简单得多。

与蓝牙相比，NFC面向近距离交易，适用于交换财务信息或敏感的个人信息等重要数据；蓝牙能够弥补NFC通信距离不足的缺点，适用于较长距离数据通信。因此，NFC和蓝牙互为补充，共同存在。事实上，快捷轻型的NFC协议可以用于引导两台设备之间的蓝牙配对过程，促进了蓝牙的使用。

具体对比如下表：[5]

NFC 蓝牙红外

网络类型点对点单点对多点点对点

使用距离≤0.1m ≤10m ≤1m

速度106, 212, 424 kbps

规划速率可达868

kbps

721 kbps 115kbps

2.1 Mbps ~1.0 Mbps

建立时间< 0.1s 6s 0.5s

安全性具备，硬件实现具备，软件实

现不具备，使用IRFM 时除外

通信模式主动-主动/被动主动－主动主动－主动

成本低中低

3.国内外NFC技术发展

日本的电信运营商在很早之前就开始普

及NFC功能，加上日本是一个比较注重效率

的国家，所以在日本的大城市中几乎每个商

铺和自动售货机均支持NFC支付。在发生交

易以后，手机运营商会自动扣除手机话费余

额，而后付费的用户可以像信用卡一样到月

底统一支付。

日本游客手持具有NFC功能的手机，在

韩国的机场可以下载韩国机场商户的电子优

惠券到手机中，这样，日本游客就可以在韩

国享受商户优惠的折扣。同样，韩国游客在日本的机场时，用NFC手机也可以享受到日本商户的优惠。这是在全球统一的移动支付标准的前提下才可以做到的事情。

在英国，NFC技术已经广泛应用于当地的城市信息化建设，当游客走进某艺术馆，只需要将手机对准绘画作品下方的接触点，以NFC实施数据传输，游客的手机上就会显示该作品的作者背景、创作年代等一系列信息。

在法国尼斯市的城市公交亭、咖啡馆以及户外海报上，NFC应用更是随处

可见。咖啡馆提供的免费上网服务不再需要输入用户名、密码等繁琐的步骤，用户只需在进门时将手机轻触商家固定的接触点即可。随着近距离无线通讯技术在越来越多领域得到应用，法国政府看到了该技术在促进城市信息化、智能化方面的巨大潜力。2011年，法国政府启动了近距离无线通讯技术项目招标，共甄选了17个地区作为示范区域，主要发展近距离无线通讯技术在以下几个领域的应用：

公共交通：车票、停车、公用自行车租赁等；

公共服务：大厦门禁卡、学校服务管理和收银等；

信息服务：旅游路线、生活信息等。

17个地区在近距离无线通讯技术应用方面各具特色。例如，在马赛市，近距离无线通讯技术应用主要框定了六大主题：市民生活、旅游、文化、大学生生活、医疗和商务。马赛市计划为此投入650万欧元，其中250万欧元来自国家资助基金。目前，在马赛市区，近距离无线通讯技术已经在部分交通工具上得到了使用。

在中国，NFC技术起步较晚，今年2月和4月，中国移动分别与中国银联、光大银行联合推出手机钱包业务。据中国移动天津公司市场经营部商城运营室经理莫非介绍，使用该业务，需在具有NFC模块的手机下载一个“钱包”应用，打开应用后，可在其中下载银行卡、公交卡、优惠券、加油卡等各种虚拟卡，并输入信息绑定实体卡。一部手机可以绑定很多张银行卡，并可在支持“闪付”的POS机上“刷手机”。中国联通与招商银行联合推出的“联通招行手机钱包”，同样是基于NFC技术的手机近场支付产品。此外，中国电信总经理王晓初也表示，2013年中国电信将与银行合作采用NFC－SWP方案推出电子钱包，将规模

投放NFC－SIM卡，并启动终端定制。

4.手机支付应用

中国移动今年把手机钱包作为重点业务，全年计划销售NFC终端超过千万，加强与海外运营商合作，为NFC的全球互联互通积极努力。

中国移动集团公司数据部副总经理沈红群介绍，用户可使用NFC手机中预置的“手机钱包”客户端或通过MM等渠道进行下载，通过客户端实现各行业电子卡应用的空中下载、开通、更新、删除等，手机钱包客户端中专门设立了银联专区，下载各类银行卡应用。[1]

另外，中国移动搭建NFC多应用开放平台（TSM），可开放接入各行业的应用，提供空中发卡能力，分配独立空间并确保安全。

目前，手机钱包在北京、上海、广州、深圳等14个重点城市优先推广，并逐步推广到全国，重点发展银行卡、市政公交卡、校园卡企业卡、会员卡优惠券等几大领域。

中国移动终端公司总经理助理唐剑锋提出，预计到9月底，将有超过20款TD-SCDMA NFC手机上市，有数款TD-LTE手机上市，涵盖国内外主要手机品

牌，价位全面覆盖从500元到5000元各个档位，支持最新版本的Android系统和Windows Phone系统，预计全年将实现千万级的NFC终端销量出门只需带一部装载有NFCSIM卡手机，轻轻一刷就能搞定小额消费。[7]

5.NFC技术的应用前景

NFC具有成本低廉、方便易用和更富直观性等特点，这让它在某些领域显得更具潜力。NFC通过一个芯片、一根天线和一些软件的组合，能够实现各种设备在几厘米范围内的通信，而费用仅为2-3欧元。如果NFC技术能得到普及，它将在很大程度上改变人们使用许多电子设备的方式，甚至改变使用信用卡、钥匙和现金的方式。

但是在我看来，NFC技术还是存在很多不足，需要各方去完善。在银行售后管理体系中，就算用户的银行卡在自己的口袋里，却在异地被提现，被使用，银行只会脱责，不会担责。这样的售后体验真是极差的。移动支付与第三方支付企业、金融企业有关，希望不要步国内银行售后管理体系的后尘，能完善售后服务，完善赔付机制。

现在NFC只是发展起步阶段，各路专家都看好其发展前景，有相互合作的愿景。而对拥有庞大的NFC智能手机使用群体来说，普及也并不是一件难事，相信NFC刷卡手机支付在移动支付领域占领高地应该不是很问题，其优势也应该挡得住指纹支付，远程支付等其它移动支付的冲击，在未来2-3年内挑起移动支付的大梁。

三·总结：

在本文中，我们整合了各种资料，分析了NFC这种近场通信技术的产生，发展及工作原理，通过手机支付这一NFC技术的重要应用，分析了手机支付应用的优点及不足。

在国外，NFC技术已经处于蓬勃发展阶段，当然由于基础设备不足，规则标准不一，安全性难以保证等因素，NFC技术的发展之路也不是一帆风顺，毕竟主导趋势的苹果公司还没有在其iphone上添加NFC模块。NFC芯片成本低，易于贴附于手机电池，外壳上，这决定了未来它的发展前景是广阔的。手机支付，手机公交，手机门禁等等，通过手机完全可以实现。

在国内，各大运营商已经和银联开展合作，但是NFC标签却只是在高端手机上出现，如何进一步普及NFC标签，如何建设NFC相关的基础设施，还需要各大企业的大力推动。当然国家也应当出台相应的政策，鼓励技术的发展应用。

总之，一项有用的技术必定不会被市场所埋没，科技总是会往使生活更加便利的方向发展，相信在不久的将来，我们就可以体验手机应用的又一次重大飞跃。

四·参考资料：

[1] NFC分享快乐 ---最科技

[2] 那些机器之间的“对话” ---中国物联网校企联盟．

[3] ISO/IEC 18092:2013 ---国际标准组织

[4] 近距离无线通信技术NFC的发展历史 ---阿拉丁建筑电气论坛

[5] NFC维基百科全书 ---维基百科

[6] 通讯（NFC）标签种类 ---易传网．2012-7-3

[7] 运营商纷纷发力手机近场支付或爆发 ---互联网新资讯