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有了RFID,为什么还会出现NFC呢?

泉城嵌入式 来源:泉城嵌入式 2023-05-04 11:52 次阅读

一、NFC的发展历史

NFC起源于RFIDRFID威廉希尔官方网站 最早追溯到第二次世界大战期间,它被用来在空战中进行敌我识别。到了20世纪70年代末期,美国政府通过Los Alamos科学实验室将RFID威廉希尔官方网站 转移到民间,最先商用在牲畜管理上。80年代后,RFID威廉希尔官方网站 及产品进入商业应用阶段,各种规模应用开始出现。到了90年代,RFID产品得到广泛应用,成为人们生活中的一部分。

但是RFID的标准化问题日益严重。由于缺乏统一的标准,不同企业使用的RFID产品的频率、编码、存储规则以及数据内容等不尽相同,阅读器和标签不能通用,企业与企业之间无法顺利进行数据交换与协同工作,严重阻碍了RFID的发展。RFID标准争夺的核心就是RFID数据内容的编码格式。

国际上形成了五大标准组织,分别代表不同团体或者国家的利益。EPC Global由北美UCC产品统一编码组织和欧洲EAN产品标准组织联合成立,在全球拥有上百家成员,得到了零售巨头沃尔玛,制造业巨头强生、宝洁等跨国公司的支持。AIM、ISO、UID代表了欧美国家和日本;IP-X的成员以非洲、大洋洲、亚洲等国家为主。比较而言,EPC Global由于集合了美国和欧洲厂商,实力相对占上风。

在非接触卡的市场上,市场份额主要被两家电子巨头-飞利浦和索尼公司把持。飞利浦公司主导的Mifare最后成为ISO 14443-A标准。索尼公司主推的是Felica威廉希尔官方网站 。索尼公司想把Felica推成ISO标准,但是由于地域性及其他原因,并未被ISO接受。Felica主要应用在日本市场,在香港的公交系统及国内少数城市如武汉的公交系统中也有使用。另外,由摩托罗拉公司主导的ISO 1444-B不如Mifare和Felica应用广泛,在欧洲一些国家如法国有一定的应用。由于标准不统一,各厂家各自为战,阻碍了市场的健康发展。因此,飞利浦公司和索尼公司整合了相关资源,共同推出了短距离通信威廉希尔官方网站 和应用的统一方案,即现在的NFC威廉希尔官方网站 。该威廉希尔官方网站 融合了Mifare和Felica,增加了点对点通信

为了吸引更多的力量投入到NFC领域,加速NFC威廉希尔官方网站 的普及,飞利浦、索尼和诺基亚公司牵头成立了NFC Forum,开始推广NFC威廉希尔官方网站 和商业应用。NFC Forum的目的是开发NFC标准和互操作性协议,鼓励行业使用这些规范,从而形成一个完整的NFC生态系统。

从RFID的标准化历程及NFC Forum的成立来看,标准之争及市场新应用需求的出现是NFC出现并得以推广的原因。NFC把RFID读卡器和智能卡功能结合在一起,可以直接利用现有的RFID基础设施。NFC中加入了点对点通信,用于NFC设备之间的数据传输。

二、NFC与RFID的区别

NFC威廉希尔官方网站 起源于RFID,但是与RFID相比有一定的区别,主要包括以下内容。

(1) 工作频率

NFC的工作频率为13.56MHz,而RFID的工作频率有低频、高频(13.56MHz)及超高频。

(2)工作距离

NFC的工作距离理论上为0~20cm,但是在产品实现上,由于采用了特殊功率抑制威廉希尔官方网站 ,使其工作距离只有0~10cm,从而更好地保证业务的安全性。由于RFID具有不同的频率,其工作距离从几厘米到几十米不等。

(3)工作模式

NFC同时支持读写模式和卡模拟模式。在RFID中,读卡器和非接触卡是独立的两个实体,不能相互切换。

(4)点对点通信

NFC支持点对点通信模式,RFID不支持点对点模式。

(5)应用领域

RFID更多地被应用在生产、物流、跟踪、资产管理上,NFC则在门禁、公交车、手机支付等领域发挥巨大的作用。

(6)标准协议

NFC的底层通信威廉希尔官方网站 兼容高频RFID威廉希尔官方网站 (13.56MHz)的底层通信威廉希尔官方网站 标准,即兼容ISO 14443/ISO 15693标准。NFC威廉希尔官方网站 还定义了比较完整的上层应用规范,如LLCP、NDEF、SNEP、RTD等。

尽管NFC与RFID威廉希尔官方网站 有一些区别,但是NFC威廉希尔官方网站 ,特别是底层的通信威廉希尔官方网站 是完全兼容13.56MHz RFID威廉希尔官方网站 的。因此在13.56MHz RFID的应用领域中,同样可以使用NFC威廉希尔官方网站 来代替。

三、NFC相关的标准化组织

ISO

国际标准化组织(International Organization for Standardization)

在RFID及NFC领域,ISO/IEC制定了ISO 14443、ISO 15693、ISO 18092及ISO 21848等国际标准。

ISO 18092全称为Near Field Communication Interface and Protocol(NFCIP-1),即近距离通信接口和协议。该规范定义了工作频率为13.56MHz的电感耦合装置的近距离通信接口和协议,包括主动通信模式和被动通信模式、射频接口的调制方式、编码、传输速度和帧格式,以及在初始化过程中的防冲突机制、协议协商和数据交换的传输协议。

ISO 21481全称为Near Field Communication Interface and Protocol-2(NFCIP-2)。该规范的目的是将ISO 14443、ISO 15693以及ISO 18092融合在一起,通过一个标准的流程对这三种协议进行选择,使产品同时支持这三种协议并协同工作。

ECMA

ECMA(European Computer Manufacturers Association,欧洲计算机制造商协会)

ECMA的主要任务包括与其他标准化组织合作开发通信威廉希尔官方网站 和消费电子标准,鼓励和落实标准文件与相关威廉希尔官方网站 报告的出版。ECMA组织出版的370项标准和90篇威廉希尔官方网站 报告中,大约三分之二被ISO/IEC批准为国际标准。ECMA是企业会员制组织,其标准化过程比较商业化。

ISO/IEC和ECMA之间有一种称为“快速投票”的机制,允许ECMA标准快速地被ISO/IEC接受并成为ISO/IEC国际标准。ECMA 340被ISO接受后成为ISO 18092,ECMA 352被ISO接受后成为ISO 21481。

在NFC领域,ECMA推出了ECMA 340、ECMA 352和ECMA 385。其中,ECMA 340称为Near Field Communication Interface and Protocol(NFCIP-1),ECMA352称为Near Field Communication Interface and Protocol-2(NFCIP-2)。

ECMA制定了ECMA 385,被称为NFC的安全标准NFC-SEC:NFCIP-1 Security Services and Protocol。该标准为NFCIP-1定义了安全通道和共享安全服务。ECMA 385被ISO接受后成为ISO/IEC 13157-1。

NFC Forum

NFC Forum是由飞利浦公司、索尼公司和诺基亚公司牵头成立的,其主要工作是开发NFC标准和互操作性协议,鼓励行业使用这些规范,从而形成一个完整的NFC生态系统。

NFC Forum不仅制定底层的通信标准(兼容ISO 14443/ISO 18092,目前正在兼容ISO 15693),而且针对卡模拟、读写、点对点这三种模式定义上层应用规范和接口规范。NFC Forum还制定了测试规范及认证规范,目的就是保证NFC产品之间互联互通。

JIS

JIS(Japanese Industrial Standard)称为日本工业标准,是日本国家标准中最重要、最权威的标准。它由日本工业标准调查会(JISC)制定。

ETSI

ETSI(European Telecommunications Standards Institute,欧洲电信标准化协会)

ETSI制定了SIM卡与NFC芯片之间的接口规范ETSI TS 102 613和ETSI TS 102 622。

ETSI TS 102 613定义了SWP(Single Wired Protocol,单线协议),用于UICC(SIM卡)和CLF(NFC芯片)之间的物理层和数据链路层协议。SWP在一条单线上实现了全双工通信。ETSI TS 102 622定义了HCI(Host Control Interface,主机控制接口),用于主机之间的通信接口,在SWP协议之上负责UICC和CLF之间逻辑传输管道的建立和路由。

四、五种标签类型

NFC Forum 至今共定义了五种类型的标签。

Type 1 Tag

该标签是基于ISO 14443A的私有标签。这里“私有”的意思是指该标签尽管基于ISO 14443A,但是采用了私有的加密算法。类型1标签主要是与Innovision Topaz的产品兼容。Type 1是五种类型中最简单的芯片,也是数据传输速度最慢的芯片。

Type 2 Tag

该标签是基于ISO 14443A的私有标签,兼容的产品是恩智浦公司的MIFARE Ultralight和MIFARE Ultralight C。Type2 标签是一种更具成本效益的选择,因为它以合适的价格提供足够的功能,以满足市场需求。通常应用于低价值交易、RFID 门票等。

Type 3 Tag

该标签兼容Felica产品,产于日本,主要广泛应用在亚洲。这是一个复杂的标签,提供广泛的功能,但价格更高。典型的标签是Sony公司的FeliCa S系列,通常应用于过境票、电子货币、 电子 ID 等。

Type 4 Tag

该标签分为类型4A和类型4B,分别兼容ISO 14443A和ISO 14443B。采用ISO 7816-4定义的文件系统来进行数据存储和管理。

Type 5 Tag

该标签标准发布于 2015 年,基于ISO/IEC 15693规范。典型的Type 5 标签是NXP ICode系列和ST的ST25TV系列。通常应用于图书馆书籍、包装和票务等。





审核编辑:刘清

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原文标题:有了RFID,为什么还会出现NFC?

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