作者：DigiKey Editor

NFC（Near Field Communication）是一種短距離無線通信技術(shù)，允許設(shè)備之間在距離約10厘米內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。它基于RFID技術(shù)，但增加了更高的安全性和交互性，主要用于移動支付、身份驗(yàn)證、數(shù)據(jù)共享等場景。

NFC技術(shù)主要用于移動支付（如Apple Pay、Google Pay）、身份驗(yàn)證、交通票務(wù)、門禁控制、文件共享等，目前世界各地的無接觸支付基礎(chǔ)設(shè)施快速增長，尤其在疫情后推動了非接觸式技術(shù)的發(fā)展。此外，NFC在IoT設(shè)備中應(yīng)用越來越多，尤其是被動設(shè)備，如智能標(biāo)簽、可穿戴設(shè)備等。隨著智能交通卡（如一卡通、悠游卡、八達(dá)通等）及門禁系統(tǒng)持續(xù)升級，NFC已經(jīng)成為基礎(chǔ)技術(shù)之一。另一方面，NFC在醫(yī)療中可用于患者數(shù)據(jù)管理、醫(yī)療設(shè)備標(biāo)簽和身份驗(yàn)證，在物流中可用于跟蹤和產(chǎn)品驗(yàn)證，確保供應(yīng)鏈透明化。

專注于短距離快速安全通信的技術(shù)

NFC的典型范圍為10厘米以內(nèi)，確保安全性，防止未經(jīng)授權(quán)的遠(yuǎn)程攔截，NFC可支持點(diǎn)對點(diǎn)通信，可讓兩個(gè)設(shè)備互相交換數(shù)據(jù)，也可設(shè)置為單向通信（例如讀卡器與標(biāo)簽間的通信）。

NFC支持被動與主動模式，被動模式是一個(gè)設(shè)備提供能量（如手機(jī)），另一個(gè)設(shè)備（如NFC標(biāo)簽）依賴此能量進(jìn)行通信。主動模式則是兩個(gè)設(shè)備都產(chǎn)生自己的通信電磁場。由于NFC的配對速度快，可用于連接藍(lán)牙或Wi-Fi設(shè)備進(jìn)行設(shè)置。此外，由于被動設(shè)備（如標(biāo)簽）不需要電池，因此降低了維護(hù)成本。

如今NFC已經(jīng)是相當(dāng)成熟且被廣泛應(yīng)用的技術(shù)，但也仍在持續(xù)發(fā)展以擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，例如NFC正與生物識別技術(shù)（如指紋、人臉識別）集成，以提升安全性，并采用更高的安全標(biāo)準(zhǔn)，尤其在支付和身份驗(yàn)證中，NFC技術(shù)已采用加密和令牌技術(shù)。隨著國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（如ISO/IEC 14443和ISO/IEC 18092）持續(xù)改進(jìn)相關(guān)規(guī)范，推動標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，以確保不同廠商的設(shè)備兼容性。NFC技術(shù)在歐美和亞洲市場應(yīng)用廣泛，尤其是中國、日本和韓國在支付和智能城市領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。

不過，NFC也面臨著技術(shù)挑戰(zhàn)，像是短距離通信限制了應(yīng)用場景，且在某些環(huán)境下容易受到干擾，且NFC讀卡設(shè)備和標(biāo)簽的部署成本較高，面對其他無線技術(shù)（如藍(lán)牙、UWB）的競爭，NFC仍需持續(xù)拓展應(yīng)用場景。

NFC與競爭技術(shù)的比較與優(yōu)缺點(diǎn)

目前與NFC技術(shù)相競爭的技術(shù)包括藍(lán)牙、超寬帶（Ultra-Wideband, UWB）、二維碼（QR Code）、RFID、Zigbee等技術(shù)，以下簡單比較一下這些競爭技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。

藍(lán)牙可支持短距離至中距離（10公尺以上）通信，常用于音頻傳輸、設(shè)備配對、文件共享等。藍(lán)牙的通信距離比NFC遠(yuǎn)，且支持多設(shè)備連接和高傳輸量。不過，藍(lán)牙的配對速度較慢，能耗比NFC高。

超寬帶（UWB）主要用于高精度定位和高速數(shù)據(jù)傳輸，適合定位、跟蹤及高頻通信，UWB的定位精準(zhǔn)，誤差僅在厘米等級，通信范圍更廣，且干擾少。不過其成本較高，硬件相對復(fù)雜，且普及率較低。

二維碼（Quick Response Code）是靠圖像掃描來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，廣泛用于支付、身份驗(yàn)證等，其成本極低，無需專用硬件，操作相當(dāng)簡單，用戶只需用攝像頭進(jìn)行掃描即可，但其安全性較低，容易被偽造或攻擊，且需要依賴攝像頭和光照環(huán)境。

RFID（Radio Frequency Identification）與NFC同屬于無線射頻技術(shù)，但通常用于大范圍物流跟蹤。RFID的通信距離可達(dá)幾十米，適用于大范圍讀取，不過其不支持雙向通信，功能單一，且缺乏NFC的加密和安全功能。

Zigbee是一種低功耗的短距離通信技術(shù)，多用于智能家居和IoT設(shè)備，具備節(jié)能高效的優(yōu)勢，適合低頻數(shù)據(jù)傳輸，且支持多點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。不過，Zigbee的傳輸速度較低，且不如NFC普及。

相對來說，NFC具有操作便捷的優(yōu)勢，在使用時(shí)無需配對，用戶只需將設(shè)備靠近即可完成通信或支付，使用體驗(yàn)友好。NFC的安全性高，短距離通信降低了被攔截的風(fēng)險(xiǎn)，并支持加密技術(shù)和令牌化處理，特別適合支付場景。此外，NFC的能耗低，在被動模式中標(biāo)簽不需要電源，總體功耗比藍(lán)牙低，并具備多功能性，除了支付，還可用于身份驗(yàn)證、門禁卡、交通票務(wù)和檔案共享，應(yīng)用場景多樣。NFC在智能手機(jī)和移動支付領(lǐng)域被廣泛采用，基礎(chǔ)設(shè)施（如讀卡器和支付終端）較完善，普及率相當(dāng)高。

NFC也有通信距離短的缺點(diǎn)，最大距離僅約10厘米，雖然提高了安全性，但限制了使用場景，且其傳輸速率低，標(biāo)準(zhǔn)NFC傳輸速率約106–424 kbps，不適合大型檔案傳輸。此外，NFC的硬件成本較高，與二維碼相比，NFC讀卡器和標(biāo)簽的制造和部署成本更高，且易受金屬和電磁干擾，在金屬環(huán)境或強(qiáng)電磁干擾下會影響通信穩(wěn)定性。

NFC正面臨藍(lán)牙、UWB、二維碼等技術(shù)的挑戰(zhàn)，特別是在支付和IoT應(yīng)用領(lǐng)域，市場競爭相當(dāng)激烈?？傮w來說，NFC適用于高安全性需求（如移動支付、身份驗(yàn)證），以及需要快速配對（如藍(lán)牙配對、門禁刷卡）與小數(shù)據(jù)傳輸場景（如交通卡、智能標(biāo)簽）。

競爭技術(shù)中，藍(lán)牙適合長距離、多設(shè)備通信（如音樂共享、智能家居控制），UWB則用于高精度定位（如智能車鑰匙、室內(nèi)導(dǎo)航），二維碼則是用于對成本敏感、需要廣泛普及的場景（如促銷、支付），RFID則用于需要遠(yuǎn)距離且多標(biāo)簽同時(shí)讀取（如倉庫物流管理）等場景。

常見的NFC芯片與模塊

目前市面上有許多支持NFC的芯片與模塊，廣泛應(yīng)用于支付、身份驗(yàn)證、門禁控制、IoT設(shè)備和智能手機(jī)等場景。以下將為您介紹一些主要的NFC芯片與模塊及其特點(diǎn)。

主要NFC芯片品牌與產(chǎn)品：

1. NXP Semiconductors

NXP 是NFC技術(shù)的主要推動者之一，其芯片廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、支付終端和IoT設(shè)備。主要產(chǎn)品包括PN532，可支持ISO/IEC 14443A/B標(biāo)準(zhǔn)，兼容于Felica和MIFARE協(xié)議，適合開發(fā)支付和讀卡應(yīng)用，模塊化設(shè)計(jì)便于集成。PN5180 則可支持多協(xié)議（ISO 14443、ISO 15693等），專為工業(yè)和支付應(yīng)用設(shè)計(jì)，具有高效能與低功耗，適合長壽命應(yīng)用場景。PN715 則是全功能NFC控制器，支持Android和Linux平臺，適合IoT和智能設(shè)備，支持即插即用，并支持廣泛的NFC標(biāo)準(zhǔn)與提供軟件和開發(fā)工具支持。

2. STMicroelectronics（ST）

ST提供各種工業(yè)級和消費(fèi)級NFC芯片，著重于安全性與低功耗。主要產(chǎn)品包括ST25TA 系列（原名為SRTAG系列），具有NFC論壇4類標(biāo)簽射頻接口，支持NFC數(shù)據(jù)交換格式（NDEF）。它可用于包括消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī)外設(shè)、游戲設(shè)備、家用電器、工業(yè)自動化和醫(yī)療產(chǎn)品在內(nèi)的各種應(yīng)用。ST25R95 則是一款適用于非接觸式應(yīng)用的集成式收發(fā)器IC，可管理卡片閱讀機(jī)和卡片模擬模式下的信框編碼和解碼，適用于NFC、接近度、鄰近度等標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用。ST的M24LR 具有4 Kbit至64 Kbit EEPROM內(nèi)存，支持動態(tài)NFC/RFID標(biāo)簽，具有密碼保護(hù)、能源采集以及RF狀態(tài)功能，能夠提供長程RFID接口，具有創(chuàng)新的能源采集功能，因此能達(dá)到無電池設(shè)計(jì)。M24SR系列則具有NFC論壇4類標(biāo)簽RF接口，支持NFC NDEF，可實(shí)現(xiàn)簡單的藍(lán)牙配對和其它連接切換，支持URL、Vcard和其他類型信息的存儲的自動連接。ST25DV-I2C 系列則是在M24LR動態(tài)NFC標(biāo)簽的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，具備NFC功能的EEPROM，支持動態(tài)數(shù)據(jù)存取，適用于智能標(biāo)簽和IoT設(shè)備，提供針對支付與IoT場景的完整解決方案，專注于低功耗與高安全性。

主要NFC模塊品牌與產(chǎn)品：

NFC模塊基于上述芯片設(shè)計(jì)，方便開發(fā)者直接集成至產(chǎn)品中，常見的模塊包括：

1. RFID/NFC模塊（PN532模塊）

PN532模塊是基于NXP PN532芯片，支持UART、SPI、I2C接口，便于與各種微控制器連接，適合開發(fā)NFC讀卡器、智能標(biāo)簽。PN532模塊在移動支付方面很受歡迎，并且可以用做智能手機(jī)中與其他通信的工具，可以嵌入到模塊中，以便與Arduino項(xiàng)目輕松融合。

2. Raspberry Pi NFC模塊

Raspberry Pi NFC模塊支持Raspberry Pi，適合IoT和DIY項(xiàng)目，其是基于NXP芯片，如PN532或PN7150。

3. Seeed Grove NFC模塊

Seeed Grove NFC模塊是針對初學(xué)者，支持I2C接口，與Seeed的Grove平臺無縫集成，適用于智能標(biāo)簽和支付應(yīng)用。

4. MikroElektronika NFC Click

MikroElektronika NFC Click 使用NXP PN7120芯片，支持多種協(xié)議，可針對嵌入式系統(tǒng)的快速開發(fā)。

5. SparkFun NFC模塊

SparkFun NFC SEN-21274 模塊使用ST25DV64KC芯片，具有UART、I2C接口，采用小型化設(shè)計(jì)，且便于集成，適合初學(xué)者和教育項(xiàng)目，并提供教學(xué)資源和開放源代碼。

選擇NFC芯片與模塊時(shí)，首先應(yīng)考慮應(yīng)用場景的需求，像是在支付與安全應(yīng)用時(shí)，應(yīng)選擇支持高加密標(biāo)準(zhǔn)的芯片，如NXP PN5180或ST ST54J，在IoT與智能標(biāo)簽應(yīng)用時(shí)，適合選用低功耗、集成EEPROM的芯片，如ST25DV系列。此外，也需要確保支持設(shè)備所需的通信接口（UART、SPI、I2C等），以及選擇配備良好軟件開發(fā)工具套件（SDK）的芯片或模塊，例如NXP提供的開發(fā)工具套件，并確保芯片支持ISO 14443、ISO 15693、NDEF等必要標(biāo)準(zhǔn)與兼容性。

常見的NFC的硬件開發(fā)工具

支持NFC的開發(fā)工具涵蓋了開發(fā)板、模塊、工具套件和配套軟件，這些工具能幫助開發(fā)者快速設(shè)計(jì)、測試和集成NFC功能。以下將介紹一些常見的NFC的硬件開發(fā)工具。

1. NXP Semiconductors

NXP是NFC技術(shù)的主要供應(yīng)商，提供多樣化的硬件開發(fā)工具，適用于嵌入式系統(tǒng)、IoT設(shè)備和支付應(yīng)用。主要開發(fā)工具包括PN532 NFC開發(fā)板，其基于NXP PN532芯片，支持ISO/IEC 14443A/B、Felica和MIFARE協(xié)議，提供UART、SPI和I2C接口，適合多種微控制器，可應(yīng)用于NFC讀取器設(shè)計(jì)、門禁系統(tǒng)、智能標(biāo)簽應(yīng)用，具有社區(qū)支持廣泛，適合初學(xué)者的優(yōu)勢。

PN7150 NFC開發(fā)工具套件則是基于PN7150芯片，內(nèi)建NFC控制器，支持即插即用，可直接用于Arduino、Raspberry Pi或BeagleBone，完整支持Android和Linux系統(tǒng)，可應(yīng)用于IoT應(yīng)用開發(fā)、智能家居和支付終端，具有支持開放API，開發(fā)快速便捷的優(yōu)勢。

2. STMicroelectronics (ST)

ST提供完整的NFC開發(fā)解決方案，專注于高性能讀卡器和EEPROM集成。主要開發(fā)工具包括X-NUCLEO-NFC04A1，其基于ST25R3916 NFC讀卡器，是專為STM32 Nucleo開發(fā)板設(shè)計(jì)，支持ISO 14443、ISO 15693、NFC P2P模式，可支持工業(yè)級NFC應(yīng)用、智能卡讀取器，可提供與STM32開發(fā)環(huán)境的完整集成。

ST25DV64KC-DISCO套件用于評估ST25DVxxKC器件的特性及功能，它基于子板上內(nèi)嵌的NFC ST25DV64KC器件，使用3類和6類天線以及STM32處理器驅(qū)動主板，提供存儲在閃存中的專用軟件。

ST25R3911B-DISCO 則使用ST25R3911B高性能讀卡器芯片，支持多協(xié)議（如ISO 14443、ISO 15693和NFC P2P模式），可應(yīng)用于支付終端、POS系統(tǒng)開發(fā)，具有工業(yè)級穩(wěn)定性，適合高需求場景。

3. Seeed NFC模塊

Seeed Grove NFC模塊則是基于PN532芯片，支持Grove接口，集成I2C通信，適用于Seeed Grove生態(tài)系統(tǒng)，可應(yīng)用于初學(xué)者項(xiàng)目、IoT應(yīng)用，可進(jìn)行便捷集成，適合快速入門。

4. Raspberry Pi NFC工具

Raspberry Pi NFC的主要開發(fā)工具包括Raspberry Pi NFC HAT（基于PN532），是專為Raspberry Pi設(shè)計(jì)，支持SPI和I2C接口，可提供完整的Python鏈接庫支持，可應(yīng)用于智能標(biāo)簽、支付模擬器開發(fā)，適合于教育和DIY項(xiàng)目。

NFC Pi Shield可支持ISO 14443和ISO 15693協(xié)議，具有集成到Raspberry Pi的GPIO接口，可應(yīng)用于IoT解決方案開發(fā)，提供開放源代碼和完整開發(fā)文檔。

5. MikroElektronika

MikroElektronika的主要開發(fā)工具是NFC Click模塊，其是基于NXP PN512芯片，支持UART、SPI通信，適用于MikroE的Click Board生態(tài)系統(tǒng)，可應(yīng)用于嵌入式應(yīng)用快速開發(fā)，采用模塊化設(shè)計(jì)，便于多功能擴(kuò)展。

6. 其他第三方開發(fā)工具

其他第三方開發(fā)工具包括Adafruit NFC模塊，其是基于PN532芯片，提供Arduino和Raspberry Pi支持，可應(yīng)用于DIY、教育和快速原型設(shè)計(jì)，具有社區(qū)支持強(qiáng)大的優(yōu)勢，擁有豐富的學(xué)習(xí)資源。

SparkFun NFC模塊的特點(diǎn)是小型設(shè)計(jì)，易于集成，可應(yīng)用于初學(xué)者和愛好者項(xiàng)目，可提供開放源代碼庫和教學(xué)指南。

選擇開發(fā)工具時(shí)首先應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場景來進(jìn)行選擇，如果需要快速原型設(shè)計(jì)，可選用Arduino或Raspberry Pi模塊，如果是專業(yè)應(yīng)用（如支付、工業(yè)IoT），可選擇NXP、ST或MikroE的高性能模塊。

此外，應(yīng)考慮開發(fā)環(huán)境的兼容性，確認(rèn)開發(fā)工具是否與使用的硬件平臺（如STM32、Arduino、Raspberry Pi）兼容，并選擇有完善SDK、開放源代碼庫和技術(shù)文檔的工具。

結(jié)語

NFC技術(shù)憑借其短距離、高便利性與多功能應(yīng)用的特性，已成為現(xiàn)代智能化社會中不可或缺的通信技術(shù)之一。從支付、身份驗(yàn)證到智能家居和物聯(lián)網(wǎng)，NFC正在重新定義人與設(shè)備之間的交互方式。在技術(shù)發(fā)展的推動下，NFC芯片和模塊的性能日益提升，不僅支持更多協(xié)議與應(yīng)用場景，還顯著降低了功耗，增強(qiáng)了安全性與用戶體驗(yàn)。

在解決方案層面，各大廠商如NXP、STMicroelectronics、Arduino和Seeed等，提供了從入門到高端的多樣化開發(fā)工具，滿足了不同應(yīng)用需求。開源社區(qū)的支持和模塊化開發(fā)工具的普及，進(jìn)一步降低了開發(fā)門坎，推動了NFC技術(shù)的廣泛普及。

然而，隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟，NFC在與其他短距離通信技術(shù)競爭的同時(shí)，也面臨如何滿足更高效、更安全、更智能需求的挑戰(zhàn)。未來，NFC技術(shù)有望與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和邊緣計(jì)算等技術(shù)深度融合，為智能城市、數(shù)字身份和無接觸交互等領(lǐng)域帶來更多創(chuàng)新應(yīng)用。

總之，NFC的發(fā)展之路仍在延伸，它不僅是一項(xiàng)通信技術(shù)，更是驅(qū)動數(shù)字生活與智能未來的重要力量。企業(yè)和開發(fā)者若能善用現(xiàn)有的NFC產(chǎn)品與解決方案，勢必能在多元化市場中開創(chuàng)更大的價(jià)值與機(jī)遇。