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近场通信技术及其应用

2013-10-29 14:59
月城清浅
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  摘要:近场通信是继蓝牙、Wi—Fi、ZigBee后的又一种短距离无线通信技术,它以射频识别技术为基础,允许设备之间进行非接触点对点数据传输和数据交换。为促进该技术的发展,恩智浦公司推出了PN511系列芯片,该系列芯片支持读写器、卡模拟以及点对点三种不同应用模式,并可根据应用需求在不同模式间切换。此外近场通信技术还具有带宽高、功耗小、成本低以及良好的安全性等特点,在手机支付等领域具有广阔的应用前景。

  关键词:近场通信;射频识别;读写器模式;卡模式;NFCIP-1模式

  0 引言

  近场通信(Near Field Communication.NFC)技术是一种短距离无线通信技术,它允许设备之间进行非接触点对点数据传输和数据交换。近场通信最初是由恩智浦(NXP)和索尼公司在2002年共同联合开发的新一代无线通信技术,并被国际标准化组织(ISO)与国际电工委员会(IEC)等接收为标准。之后,为推动NFC技术的发展,2004年由恩智浦、索尼和诺基亚公司创建了NFC论坛,目前NFC论坛在全球拥有超过140个成员,其中包括许多知名企业,且发展态势相当迅速。由于近场通信具有较高的安全性,因而被认为在移动支付等领域具有很广的应用前景,尤其是当前智能手机的普及,使得在不久的将来NFC技术与手机结合可以完全替代各种卡片、证件等,实现只需一部手机就能干所有事的目标。

  1 常见短距离无线通信方式

  随着电子技术的发展和各种便携式通信设备的不断增加,人们对于各种设备间的信息交互有了强烈的需求,希望通过一个小型的、短距离的无线网络实现在任何地点、任何时候与任何人进行通信与数据交换,从而促使以蓝牙、Wi-Fi、ZigBee、NFC、超宽带(UWB)等技术为代表的短距离无线通信技术的产生和发展。短距离无线通信技术的基本特征为低成本、低功耗和对等性。根据数据传输速率,短距离无线通信技术可分为高速短距离无线通信和低速短距离无线通信。高速短距离无线通信最高速率大于100 Mb/s,通信距离小于10 m,典型技术有高速UWB和60 GHz;低速短距离无线通信最低速率小于1 Mb/s,通信距离小于100 m,典型技术有低速UWB、ZigBee、蓝牙。目前蓝牙、WiFi(80 2.11)、ZigBee、红外(IrDA)、超宽带、近场通信(NFC)等短距离无线通信技术较受关注,它们在传输速度、传输距离、功耗、可扩展性等方面各有优势,但没有一种技术可以满足所有应用需求。

  蓝牙是一种使用全球通用的2.4 GHz ISM频段的短距离无线通信技术规范,自蓝牙规范1.0版推出后到现在的4.0核心规范,蓝牙技术的推广与应用得到了快速发展。蓝牙技术的主要特点有全球范围适用、可同时传输语音和数据、可以建立临时性的对等连接、具有较强的抗干扰能力、很小的体积、开放的标准接口以及低功耗、低成本等。

  WiFi技术与蓝牙技术一样也是使用2. 4 GHz ISM附近的无线频段,该技术目前有两个标准即IEEE 802.11a和IEEE 802.11b。WiFi技术的主要特点有数据传输速率高、覆盖范围较宽,适合在办公室、家庭以及公共场所中布设热点,可作为有线宽带的一种延伸与补充。

  ZigBee主要应用在对数据传输速率要求不高的场合,使用的频段分别为2.4 GHz和868 MHz/915 MHz,是一种基于IEEE 802. 15.4标准的低复杂度、低功耗、低成本、低数据速率、短时延、大容量、高安全的无线网络技术,特别适合于星状、簇状和网状结构应用,并具有自组织、自维护能力。

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