原標(biāo)題：NFC原理

NFC（Near Field Communication，近場(chǎng)通信）是一種短距離的高頻無線通信技術(shù)，允許電子設(shè)備之間進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸和交換。以下從工作原理、通信模式、工作流程三方面為你詳細(xì)介紹：

工作原理

NFC基于射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)發(fā)展而來，其核心原理是利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，具體涉及以下關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

• 磁場(chǎng)耦合：NFC設(shè)備包含一個(gè)NFC芯片和一個(gè)天線線圈。當(dāng)一個(gè)NFC設(shè)備（如手機(jī)）靠近另一個(gè)NFC設(shè)備或標(biāo)簽（如公交卡）時(shí)，發(fā)起設(shè)備（手機(jī)）的天線線圈會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)。這個(gè)交變磁場(chǎng)會(huì)在接收設(shè)備（公交卡）的天線線圈中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)能量的傳遞。

• 數(shù)據(jù)調(diào)制與解調(diào)：為了傳輸數(shù)據(jù)，發(fā)起設(shè)備會(huì)對(duì)交變磁場(chǎng)進(jìn)行調(diào)制。調(diào)制是將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息（如0和1的二進(jìn)制信號(hào)）加載到交變磁場(chǎng)上的過程。常見的調(diào)制方式有調(diào)幅（ASK）、調(diào)頻（FSK）和調(diào)相（PSK）等。接收設(shè)備通過檢測(cè)磁場(chǎng)的變化來解調(diào)出原始的數(shù)據(jù)信息。

• 通信協(xié)議：NFC通信遵循特定的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，如ISO/IEC 14443、ISO/IEC 15693和NFCIP-1等。這些協(xié)議規(guī)定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷?、速率、時(shí)序等規(guī)則，確保不同廠家生產(chǎn)的NFC設(shè)備之間能夠相互兼容和通信。

通信模式

NFC主要有三種通信模式，分別是卡模擬模式、讀寫器模式和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式，不同的模式適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。

• 卡模擬模式

• 原理：在這種模式下，NFC設(shè)備模擬成一張智能卡，如銀行卡、公交卡等。NFC芯片內(nèi)部存儲(chǔ)了卡的相關(guān)信息，如卡號(hào)、余額、密鑰等。當(dāng)NFC設(shè)備靠近讀卡器時(shí)，讀卡器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，為NFC設(shè)備供電，并與之進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，完成身份驗(yàn)證和交易等操作。

• 應(yīng)用場(chǎng)景：常用于移動(dòng)支付、門禁系統(tǒng)、公交刷卡等場(chǎng)景。例如，用戶可以使用支持NFC功能的手機(jī)在公交刷卡機(jī)上輕輕一靠，完成車費(fèi)支付。

• 讀寫器模式

• 原理：NFC設(shè)備作為讀寫器，主動(dòng)發(fā)出射頻信號(hào)，讀取或?qū)懭肫渌鸑FC標(biāo)簽或卡片中的信息。讀寫器通過天線線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，激活附近的NFC標(biāo)簽，然后與標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，讀取標(biāo)簽中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)或向標(biāo)簽寫入新的數(shù)據(jù)。

• 應(yīng)用場(chǎng)景：可用于商品信息查詢、電子海報(bào)互動(dòng)、智能標(biāo)簽讀取等場(chǎng)景。比如，在超市購物時(shí)，用戶可以用手機(jī)讀取商品上NFC標(biāo)簽的信息，了解商品的詳細(xì)介紹、價(jià)格、產(chǎn)地等。

• 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式

• 原理：兩個(gè)NFC設(shè)備之間可以直接進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，無需通過讀卡器或標(biāo)簽。兩個(gè)設(shè)備相互靠近后，會(huì)通過電磁感應(yīng)建立通信鏈路，然后按照預(yù)定的協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

• 應(yīng)用場(chǎng)景：常用于設(shè)備之間的文件傳輸、聯(lián)系人共享、藍(lán)牙配對(duì)等場(chǎng)景。例如，兩部支持NFC功能的手機(jī)相互靠近，可以快速傳輸照片、音樂等文件。

工作流程

以常見的手機(jī)NFC刷卡支付為例，介紹NFC的工作流程：

• 設(shè)備靠近：用戶將支持NFC功能的手機(jī)靠近支持NFC支付的POS機(jī)。此時(shí)，手機(jī)的NFC天線和POS機(jī)的NFC天線進(jìn)入彼此的感應(yīng)范圍（通常在10厘米以內(nèi)）。

• 磁場(chǎng)激活與供電：POS機(jī)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，激活手機(jī)中的NFC芯片，并為手機(jī)NFC模塊提供所需的電能。手機(jī)NFC芯片開始工作，準(zhǔn)備與POS機(jī)進(jìn)行通信。

• 身份驗(yàn)證與交易請(qǐng)求：手機(jī)NFC芯片向POS機(jī)發(fā)送自身的標(biāo)識(shí)信息和交易請(qǐng)求。POS機(jī)接收到信息后，會(huì)與支付系統(tǒng)進(jìn)行通信，驗(yàn)證手機(jī)的身份和支付權(quán)限。

• 數(shù)據(jù)傳輸與交易處理：在身份驗(yàn)證通過后，手機(jī)和POS機(jī)之間開始進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，包括交易金額、交易時(shí)間等信息。支付系統(tǒng)對(duì)交易進(jìn)行處理，扣除相應(yīng)的款項(xiàng)，并返回交易結(jié)果。

• 交易完成：POS機(jī)接收到交易結(jié)果后，會(huì)顯示交易成功或失敗的信息。同時(shí)，手機(jī)也會(huì)收到交易結(jié)果的通知，完成整個(gè)支付過程。