近距离通信的工作方式如何

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近场通信技术建立在RFID进步的基础上。
hemera/Thinkstock

您平均随身携带多少东西?如果您像我一样,您有一个钱包(或同等)的英雄,试图包含和组织信用卡,客户忠诚度奖励卡,甚至一两张优惠券。然后是我的钥匙戒指,其中有我无法识别的钥匙,可能永远不需要。为了使事情变得更加复杂,我是个小工具的怪胎。在平均一天,我可能有智能手机和一个MP3播放器。正达到我正在考虑通过创建实用腰带来遵循蝙蝠侠的时尚感。

或者,我可以考虑用包含近场通信(NFC)芯片的智能手机更换智能手机。在最基本的层面上近场通信是非常短程的标准收音机传播。我们谈论多短?一对NFC发射器最多只需几厘米即可通信。某些芯片的设计使其发送和接收信息的唯一方法是您触摸了您要通信的设备。

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因此,NFC芯片可以在短距离内发送通信。有什么大不了的?我们有筹码,让我们在整个建筑物甚至更远的地方进行交流。为什么有人要使用如此有限的传输范围的芯片?

市场上已经有NFC芯片上有智能手机,可以通过将手机靠近收银机接近接收器来购买商品。需要携带信用卡。这只是冰山一角 - 凭借正确的智能手机和应用程序,我可能会放弃我成为黑暗骑士的计划。

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NFC的力量

尽管NFC技术可以做很多事情,但大多数人认为的任务往往是用智能手机付款。这是一个清晰,易于理解的场景。您已经完成了购物,然后您走上去为您的购买付款。您将智能手机拨打,将其固定在寄存器处的接收器,输入快速别针以识别您自己以及对电子信用卡的购买费用。

已经有一些申请使这种付款方式引人注目。2011年,Google宣布了一对利用NFC技术的产品Google Wallet和Google优惠。Google钱包的基本功能是我们刚才谈论的 - 取代您的物理信用卡。但是它还可以存储其他信息,例如客户会员卡和特别优惠。

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这是一个例子。我经常去一家特定的咖啡店。为了鼓励客户忠诚度,该商店有一项政策,每10杯我购买的咖啡每10杯,我就会获得免费杯。但这意味着我必须随身携带一张卡,以便每次我买咖啡时都可以打咖啡师。如果咖啡店开始接受Google Wallet - 如果我拥有具有NFC功能和Google Wallet应用程序的电话,那么我的技术可以为我跟踪所有内容。我只需要使用手机进行购买,它将注册自上次免费的手机购买多少杯子。当该免费杯子的时间时,手机将把这些信息发送给商店,我不会收费。

但是,喂我的咖啡因成瘾并不是NFC唯一可以做的。在CES 2012上,耶鲁大学锁证明了NFC的另一种用途。该公司建造了使用NFC锁定或解锁门的特殊电子锁。将手机拿到门上的垫子上,将信号从手机发送到锁。锁脱离,您可以进入内部。太好了,现在我们已经消除了携带信用卡,忠诚度和房屋钥匙的需求!

另一个潜在用途是营销。例如,可以将NFC标签合并到海报中。因此,如果您看到广告引起了人们的兴趣,则可以使用NFC芯片来支撑智能手机并收到更多信息。这种类型的营销的主要缺点是,您必须非常接近海报才能接收信号。

其他潜在用途可能包括使用NFC来传达健康记录或在设备之间同步数据。xf187手机版将来,智能手机上的个人资料可能会让您通过机场安全当您导航NFC站时,无缝。只有技术本身的局限性才能决定我们可以或不能对其做什么。

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最多建立NFC

使用配备RFID的信用卡付款。“width=
使用配备RFID的信用卡付款。
托马斯·库珀/盖蒂图像

早在2004年,诺基亚,索尼和飞利浦(诺基亚,索尼和飞利浦)的目标是建立近场通信技术的标准。尽管这些公司致力于标准化NFC,但该技术使其可能会更快。这一切都始于磁性和电力之间的关系。

当电子流经导体时,它们会产生磁场。当磁场发生变化时,它们会导致电子流经导体。这种关系 - 称为感应耦合 - 允许在电子产品中进行一些有趣的应用。用途最广泛的是变压器之一 - 要明确,这是一种将电力从一个电压转换为另一种电压的设备,而不是一个远不止于眼睛的机器人。

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通过简单的实验,很容易看到感应耦合的效果。取两条铜线并盘绕它们 - 盘绕有助于放大我们将要生成的磁场。将一条长度的铜线连接到电池。现在,您的电路非常简单,因为电子从电池的一端通过电线流动到电池的另一端。将第二个线圈连接到电压表- 测量电压通过电路的设备。将两个线圈更近,您应该在电压表移动上看到针。

发生的事情是,从连接到电池的线圈的磁场正在诱导电流流经电线的第二个线圈。将线圈移开,针将静止。电感耦合的强度取决于几个因素,其中之一是两个导体之间的距离。

射频标识(RFID)标签是电感耦合的一种应用。该技术是NFC的前身。使用RFID标签,电子读取器会生成磁场。将RFID标签带到该字段附近会引起RFID标签中的电力。读者从RFID标签中检测到新的磁场并进行注册。许多运输系统和安全系统都使用这种技术 - RFID标签位于卡或FOB中,您必须将其放置在读者附近才能激活。此方法称为被动RFID。较新的RFID技术增加了具有动力RFID标签的能力,我们称之为活动RFID。活动RFID标签可用于改善标签范围并存储更多信息,以及其他应用程序[来源:斑马技术]。

近场通信基于这项技术。它允许在非常短的设备之间进行双向通信。它使用电感耦合,就像RFID标签相同的方式。

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交易的生活

当您将两个启用NFC的设备一起使用时,到底会发生什么?通过一个具体的例子更容易理解,所以让我们假设当您看到人类或Astro-Man即将到来的表演海报时,您会在街上走?因为您要挖冲浪岩石,所以您想检查一下。您还在海报上看到一些文字,上面说它具有NFC标签。

您迅速鞭打智能手机并激活NFC阅读应用程序。激活该应用程序会向手机内的NFC芯片发送信号。电力流过芯片的电路,产生弱磁场。这意味着您的智能手机是活动的NFC设备- 它利用电源生成磁场。您将手机固定在海报上的适当位置。

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在这一点上,手机生成的弱磁场会在海报中诱导NFC标签中的磁场。磁场在没有自己的电源的NFC标签中诱导电力 - 它是一个被动的NFC标签。这创建了一个无线电场。标签生成的无线电字段与手机生成的字段进行交互。手机中的NFC芯片检测并解码无线电场。事实证明,这些信息是一部现场演奏的视频的链接。该应用程序为您提供了直接访问链接的选项。

一些NFC交易将涉及两个电动设备。您可能需要与其他人的手机交换一些联系信息。在交换中,两个设备充当活动和被动组件 - 活动时,设备会发送信息,并且在被动时,它会接受信息。这两款手机只需要片刻才能彼此发送信息。在不知不觉中,您的联系信息是在另一个人的电话中,反之亦然。

活动的NFC设备一次只能与一个目标设备通信 - 您不能广播消息到NFC上的多个设备。活动设备将向目标发送信息,并且只能接受该目标的响应。其他NFC设备将忽略通信。

重要的是要记住,NFC仅涵盖了实际的传输技术。它不能确定这些传输的内容。包含NFC芯片的各种硬件和应用程序将决定哪些信息更改数字手。尽管传输技术是标准化的,但可以在其上移动的内容并非如此。

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NFC规格

NFC Tech在电话中将让我们为交易付费,并更好地跟踪我们的财务状况。“width=
NFC Tech在电话中将让我们为交易付费,并更好地跟踪我们的财务状况。
图像由Vivotech提供

由于NFC是标准,因此具有特殊的规格。跨NFC的数据的传输频率为13.56兆赫。像所有人一样收音机信号,波浪传播,峰值和槽。从一个波的峰到下一个的峰的距离是波长。在13.56兆赫时,这意味着信号在一秒钟内移动1356万波长。

NFC论坛是一个建立和促进NFC标准的组织,设计了NFC以三种不同的传输速度发送数据。目前,NFC设备可以以106、212或424千乘每秒的速度发送数据。这些速度对于简短的信息效果很好,但不适用于观看视频或玩游戏等重型任务。

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NFC有三种操作模式。这读/写模式允许NFC设备像您在海报中找到的那样读取标签。这点对点模式使两个启用NFC的设备可以交换信息。这使您可以做一些事情,例如将手机点击到另一个人的手机以交换联系信息。最后,有卡仿真模式。这就是让NFC模仿或模仿的智能卡,例如您在公共交通或票务系统中使用的智能卡。

重要的是要比NFC是一个发展的标准。随着时间的流逝,它将发展。尽管标准可以追溯到2004年,但它仍然是一项年轻技术。在美国,NFC的采用速度很慢 - 只有少数手机制造商和零售组织支持它。在世界其他地区,尤其是日本,它更受欢迎。

我们与NFC一起运行的一种风险是,它将在看到广泛采用之前就不会受到青睐。其他一些竞争技术可能会扫入并接受否则就会占用利基NFC。但这只是我们可以面对这项技术的一种危险。

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NFC问题

每当涉及无线电频率时,就有潜在的安全风险。不道德的人可能会窃听NFC设备之间的通信吗?答案是肯定的。有了正确的天线,硬件和软件,可以进行交易。

即使NFC传输必须在非常短的范围内进行 - 最大距离为10厘米,许多应用程序需要更短的范围 - 也可以从更远的地方接收传输。确切地定义窃听器的距离并不容易。它依赖于几个因素,包括信息是以主动模式发送还是被动模式,窃听器使用的天线和接收器的类型以及主动组件倒入变速箱的功率。试图在活动组件上聆听的人可能会获得10米的信号[来源:Haselsteiner和Breitfuß]。

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很难检测到被动组件的传输。即便如此,窃听器仍可以通过合适的设备从约一米的路程中检测到信号。为了防止某人获取宝贵的数据(包括您的财务信息),硬件和软件制造商使用加密来使宝贵的信息远离撬开眼睛。和加密,这两个组件都需要特定类型的密钥来将信息解密为有用的东西。没有访问钥匙的局外人只会看到胡言乱语。

NFC设备可以防止窃听器窃取信息的另一种方式是,是否同时涉及两个设备。它的工作方式如下:两种设备都开始传输一系列随机的位,即0s或1s。窃听器将能够判断两个设备是否同时传输0或1。但是,如果一种设备传输1,另一个设备传输了0?这两个设备知道哪个是哪个,但是窃听者将无法说出。到那时,这两个设备可以同时进行通信和掩盖通信,以便窃听者无法理解要传输的内容 - 无法知道谁在发送哪一位。

NFC的另一个潜在问题是,有人可以通过在交易期间在NFC频谱中广播无线电信号来尝试破坏通信。尽管这与窃听不一样,但它可能是烦恼的根源。

在我们不必担心这类问题之前,我们必须更广泛地采用NFC技术。NFC是否会起飞还有待观察。如果是这样,您可能会抛弃大部分装备并主要依靠您的手机。公用事业带行业很快可能会持续一年。

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作者的笔记

自从我第一次听说它在日本使用以来,我就一直对NFC技术感兴趣。当时,即使是智能手机的想法也是异国情调的。现在看来智能手机是新标准,令我惊讶的是,我们还没有朝基于NFC的交易系统迈进。问题的一部分可能是,不同的金融机构希望建立自己的付款标准,零售组织必须选择支持哪些标准。我们可能再过几年才能看到这项技术推广到我们的附近商店。

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更多的链接

来源

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  • NFC论坛。“ NFC论坛的技术规格”。(2012年1月28日)http://www.nfc-forum.org/specs/spec_list/
  • NFC论坛。“真正可互操作的关键。”(2012年2月6日)
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  • 斑马技术。“ RFID标签特征”。(2012年2月10日)

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