RFID和NFC之间的那些事儿,你真的了解吗?

RFID和NFC之间的那些事⼉，你真的了解吗？

我们⽣活在⼀个⽇益⽆线化的世界，⽆现⾦⽀付或访问控制已经成为常态化。细⼼的读者可能早已注意到，⼀些商店的收银台也开始出现“⽆⼈化”趋势，⽐如优⾐库、迪卡侬这些⼤家时常光顾的商店，均已采⽤⾃助式结账。

在迪卡侬，消费者只需将商品放到“收款台”，⼏秒钟全部费⽤即可结清。这些功能的实现主要仰仗在我们⽣活⽆处不在的⽆线电技术，说具体点就是NFC、RFID。为什么这么说呢？接下来我们就⼀起看看NFC、RFID从何⽽来，它们⼜有哪些神奇之处。

RFID代表什么？

从⼯程⾓度看，RFID不是⼀种单⼀的⽆线技术，⽽且技术频率也有所不同，主要有三种，即低频（LF），使⽤125⾄135kHz频段；⾼频（HF），⼯作在13.56MHz；以及超⾼频（UHF），主要使⽤865⾄955MHz频段，有些UHF中也可包含2.4GHz频段。表1概述了三个主要RFID频段的应⽤和读取范围。当RFID读写器读写标签数据信息时，其作⽤距离与读写器功率、天线增益以及天线尺⼨等密切相关，功率越⼤，覆盖的距离越⼤。

表1：RFID频段及其应⽤

距离与耦合技术频率应⽤读取范围

低频 (LF)

感应耦合125⾄145 kHz

⼯业⽣产

⾃动化

车辆防盗系统

访问控制

⼏厘⽶到⼀⽶

⾼频 (HF)

感应耦合13.56 MHz

61850 mms

票务

访问控制

添加了NFC安全功能

政府（ePassports）

资产跟踪

项⽬级跟踪

图书馆管理

药品管理

增大药剂⼏厘⽶到1.7⽶

超⾼频 (UHF)后向散射偶合890⾄960 MHz

2.4 GHz

托盘标识

盒⼦标识

项⽬级别标记（服装）

⼯业⽣产控制

最⼤6⽶(⽆源)

最⼤100⽶(有源)

RFID是如何⼯作的？

如前所述，RFID标签通常包含⼀个天线和存储芯⽚。标签嵌⼊到相关资产中并存储相关数据，便于读卡器检索这些数据。RFID标签的种类分为有源标签和⽆源标签两种。有源标签可以⾃⼰供电，⽆源标签则必须通过读卡器为其馈电。现在的读卡器硬件还是⽐较贵的，有的价格甚⾄⾼达数千美元。⼯作中，RFID读卡器将收到的⽆线电波转换为可⽤的数据形式。然后，从标签收集的信息就会通过通信接⼝传输到主机系统，在该系统中数据可以存储在数据库中，并在稍后进⾏分析。

当然，RFID标签不⼀定⾮要在读卡器的可视范围内读取信息，⼆者最⼤可以相距近百⽶的距离。不过，有源标签和⽆源标签的读取距离还是有很⼤差别的，通常有源标签的读取范围会更⼤些。

NFC代表什么？

NFC同样属于近距离、⾮接触式⽆线通信技术，实际上它是RFID技术的⼀个⼦集，发明于2002年。与RFID⼀样，NFC 也使⽤标签存储数据，可以双向⼯作。由于NFC在13.56MHz的⾼频RFID频谱中⼯作，因此它只能读取10厘⽶以内的标签，整个过程简单、快速且安全性⾼。

当然，NFC强⼤的安全性并不仅仅是因为它不到10厘⽶的⼯作距离，还在于它可通过SIM芯⽚和加密技术提升数据的安全性。在这⾥多说⼀句，虽然NFC数据是在短距离内提取，但⽬标也可以在视线之外。

从2011年开始，NFC在智能⼿机中的应⽤为许多新应⽤打开了⼤门，让⼀度热门的蓝⽛⼿动配对成为过去。NFC还可以作为WiFi路由器和其他计算机外围设备之间连接的桥梁，它能轻松地将设置信息从设备传到路由器。根据IMS的研究，NFC的应⽤正在迅速增长，⽀持NFC的智能⼿机数量在2012年⾄2017年间增长10倍，达到12亿部。

现在，NFC已成为基于RFID消费类应⽤的标准，并得到越来越多的设备和软件应⽤的⽀持。市场机构

预估，已有超过20亿消费者和企业正在使⽤NFC兼容设备。如今市场上⼤多数Android以及Windows Phone智能⼿机都会装配NFC芯⽚。苹果⼿机虽然出于安全和⾃⾝⽣态的考虑，为其搭载的NFC功能加了不少限制，但是从iOS 13开始已经对以往的策略进⾏了⼤幅调整，为开发者提供了更⼤的发挥空间。⽬前，主要的信⽤卡公司基本都⽀持使⽤NFC，配备NFC的平板电脑、游戏机、智能⼿表和其他可穿戴技术也是司空见惯。除了上述移动访问控制和⽀付等应⽤，NFC的使⽤范围开始拓展⾄AI聊天机器⼈等领域。

NFC是如何⼯作的？

NFC使⽤RFID应⽤程序中常见的标准。NFC读写器与⽆源设备的相互作⽤受ISO/IEC 18092和21481管辖，并⽀持ISO/IEC 14443 A和B以及FeliCa。NFC标签应该可以被任何ISO14443兼容的阅读器读取，但是NFC应⽤程序也需要实现NFC论坛（标准机构）定义的额外标准。这些标准涵盖了数据交换格式、标签类型、记录类型定义以及协议等。由于NFC采⽤的是⼀套成熟的标准，应⽤范围不断扩⼤，并得到全球电信运营商和信⽤卡公司的⽀持。

NFC⽀持三种通信模式

•

Reader/Write模式（R/W），即读写模式

•

Peer-to-Peer模式（P2P），点对点模式

•NFC Card Emulation模式（CE），即卡模拟模式

在此三种模式下，都仅需简单点击便可启动传输。

图1：⾮接触式读卡器架构（图源：NXP）

NFC的⼯作模式分为有源通信⽅案和⽆源通信⽅案两种：

有源通信⽅案

1有源通信⽅案

发起设备⽣成13.56 MHz载波场，当⽬标设备被引⼊场中时，便可取得电源。发起设备通过直接调制RF场来传输数据，⽽⽬标设备则以负载调制场的⽅式传输数据。

2⽆源通信⽅案

酸洗缓蚀剂

发起设备和⽬标设备都会⽣成RF场。每⼀⽅都以振幅键控（ASK）调制来调整⾃⼰的RF场以传输数据。为防冲突，只有发送设备发射电磁场，接收设备将关闭⾃⼰的场以便接收。发送或接收的⾓⾊可因需要⽽互换。

RFID和NFC有哪些不同？

这也是让不少⼈困惑的⼀个问题。概括来讲，⼆者的不同点主要在以下⼏个⽅⾯：

对应关系

RFID中的读写器和标签可以是⼀对多的关系（低频和⾼频的ISO14443是⼀对⼀），NFC则是⼀对⼀的关系。2

频率差异

在频率上，RFID具有低频、⾼频、超⾼频等多种⼯作频率，NFC只⼯作在13.56Hz单⼀⾼频频谱中。

弹簧绳

通信距离

斜管隔油池通信距离也有很⼤差别，NFC要⽐RFID短很多，RFID能够达到⼏⼗⽶，⽽NFC仅在10厘⽶之内。

4单双向通信

RFID通常只能进⾏单向通信（从标签到读取器），NFC可以进⾏双向通信。另外，NFC⼀次只能扫描⼀个标签，⽽RFID则可以⼀次扫描多个标签。这⼀点应该是RFID和NFC之间最显著的⼀个区别。

投币器5数据读写

在数据读写⽅⾯，有了专门的设备，RFID可以将数据写⼊标签。⼀般来说，NFC数据既能从标签中读写，也可以锁定为只读。从RFID标签中提取数据通常需要昂贵的读卡器，⽽NFC的数据读取相对要简单且便宜多了，现在⼤多数智能⼿机都配备了NFC读取功能。

6应⽤范围

综合来看，RFID的优势在于它能实现⼀次扫描多个标签，并且是远距离在视线之外读取数据，因此可以部署在各种环境中。NFC的长处是安全性⾼。此外，NFC不仅能在标签上读写数据，还可以⽤于存储⽐RFID更复杂的数据，且读取数据时不需要昂贵的额外硬件。随着芯⽚技术的发展以及RFID和NF

C的⼤规模应⽤，⽬前这两种产品的成本都⼤幅降低，如果是⼤批量采购，标签的价格甚⾄都能低到0.1美元。

热门产品和解决⽅案

NXP解决⽅案

新增NFC功能

恩智浦（NXP）是NFC技术的主要发起⼈，在许多⽅⾯，⼈们甚⾄认为恩智浦就是NFC。在恩智浦的宣传资料上我们看到这样⼀个数据：市⾯上90%以上内置NFC功能的智能⼿机，以及80%的POS终端都使⽤了恩智浦技术。这种领导地

看到这样⼀个数据：市⾯上90%以上内置NFC功能的智能⼿机，以及80%的POS终端都使⽤了恩智浦技术。这种领导地位也让NXP在拓展NFC市场过程中起到了关键性作⽤。现在，恩智浦的NFC⽅案已经⼴泛应⽤在移动⽀付、预付费计量表、门禁管理、付费电视接触式智能卡、智能家居、IoT、智能制造等多个领域。

在智能门锁⽅案中，恩智浦为门锁增加了NFC功能，业主可以⽤具备NFC功能的智能⼿机配置门锁，给予特定的个⼈或团体临时访问权限。NXP PR601⽅案结合了CLRC633 NFC芯⽚与先进的LPC1227

微控制器，设计⾮常轻巧，且由于恩智浦采⽤最强健、经⼤规模测试的NFC技术，最⼤限度地减少了门或⾛道上⾦属带来的磁场⼲扰。融⼊恩智浦独家功能——低功耗检卡，读卡器终端在轮询读卡阶段即可进⼊休眠模式，确保节能运⾏。

图2：⽤于门禁管理的NFC（图源：NXP）

TI 解决⽅案

RFID和NFC技术优势

⾃20世纪80年代后期以来，TI ⼀直是⽆线技术的创新者，同时也是RFID和NFC技术的领跑者。该公司的TRF7970A收发器IC是⼀款⽤于13.56MHz RFID/NFC的集成式模拟前端（AFE）和多协议数据组帧器件。内置编程选项使得该器件适合于⼴泛的NFC、接近和邻近识别系统的应⽤。它能够执⾏以下三种模式中的任⼀模式：读/写器模式、对等模式和卡仿真模式。设计⼈员通过在控制寄存器内选择所需的协议可对TRF7970A进⾏配置。通过对所有控制寄存器进⾏直接存取，还能根据需要对不同的读取器参数进⾏微调。

本⽂⼩结

RFID是⼀种成熟的技术，作为其⼦集的NFC技术仍在不断发展。NFC的独特之处在于其使⽤电源的⽅

式。更确切地说，它可以在不供电的环境下进⾏⼯作，正是这个特点为NFC打开了应⽤之门。位于产业链上游的芯⽚企业，如NXP、TI、ST等国际⼤牌企业均建⽴了完善的产品线。

在万物智能的今天，RFID/NFC的市场潜⼒不可限量，更⼴泛的应⽤也必将为持续投资该产业的企业带来更⼤的好处。

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