深入了解近场通信：从原理到应用的全方位解读

近场通信，也就是我们常说的 NFC，在日常生活中出现的频率越来越高，像手机刷公交、超市闪付都离不开它。不过，可能还有不少人对它一知半解，比如它到底是怎么工作的，和其他无线技术有啥区别，安全不安全之类的。接下来，咱们就通过一系列问题，好好聊聊近场通信那些事儿。

近场通信技术基于电磁感应原理，简单说就是两个具备 NFC 功能的设备靠近时，其中一个设备（比如手机）作为发起端，会产生一个磁场，另一个设备（比如公交卡读卡器）作为目标端，在这个磁场中感应出电流，从而实现数据的传输。这种传输方式不需要复杂的布线，而且在短距离内传输数据还挺稳定的。

一、近场通信的基础认知

啥是近场通信的有效传输距离啊？

近场通信的有效传输距离特别近，一般就在 10 厘米以内，而且大多数情况下，最佳传输距离还不到 4 厘米。这么短的距离主要是为了保证数据传输的安全性，减少被外界干扰或者数据被窃取的风险，毕竟距离越近，数据泄露的可能性就越低。

近场通信和蓝牙、Wi-Fi 比，有啥不一样的地方呢？

首先从传输距离来看，蓝牙能传 10 米左右，Wi-Fi 更远，能到几十米，而 NFC 最多就 10 厘米，差得可不是一点半点。再看传输速度，Wi-Fi 最快，能到几百 Mbps，蓝牙次之，大概几 Mbps，NFC 就比较慢了，一般只有几 kbps 到几百 kbps。还有功耗方面，NFC 的功耗是最低的，很多时候不用专门供电，像公交卡就是靠读卡器的磁场供电，而蓝牙和 Wi-Fi 工作时需要设备本身提供不少电量。另外，NFC 连接特别快，把两个设备一碰就能连上，蓝牙和 Wi-Fi 还得搜索、配对，步骤多，花的时间也长。

二、近场通信的工作原理

近场通信里的主动模式和被动模式是啥意思，有啥不一样呢？

主动模式就是两个 NFC 设备都自己产生磁场，然后通过磁场来交换数据，这种模式下两个设备都需要供电，比如两个手机用 NFC 传文件，就可能用主动模式，而且传输距离相对能远一点，不过还是在 10 厘米以内。被动模式就不一样了，只有一个设备（发起端）产生磁场，另一个设备（目标端）不产生磁场，而是靠发起端的磁场来获取能量，然后把自己的数据加载到这个磁场里，再传给发起端，像我们刷公交卡，公交卡就是被动模式，它不用电池，靠读卡器的磁场供电和传输数据，这种模式下传输距离更短，通常就几厘米。

近场通信传输数据的时候，是怎么保证数据不会乱的呢？

NFC 采用了专门的编码和校验方式。在编码方面，它会把要传输的数据转换成特定的信号形式，让接收方更容易识别。而且还有校验机制，比如循环冗余校验（CRC），传输数据的时候会附带一个校验值，接收方收到数据后，会按照同样的算法计算出一个校验值，然后和收到的校验值对比，如果一样，就说明数据没传错；如果不一样，就会让发送方重新传，这样就能保证数据的准确性，不会出现传着传着数据就乱了的情况。

三、近场通信的应用场景

除了刷公交、刷地铁和手机支付，近场通信还有啥其他常用的应用场景不？

其实 NFC 的应用场景还挺多的。比如在门禁系统里，很多公司或者小区的门禁卡就用了 NFC 技术，把手机或者专门的 NFC 门禁卡贴近读卡器，就能开门，比传统的钥匙或者密码门禁方便多了，还不用担心钥匙丢了。在智能设备配对方面也有用，比如一些蓝牙音箱、耳机，用 NFC 配对的话，把手机碰一下设备就能连上，不用像以前那样在手机上搜半天，还得输配对码。还有数据共享，比如两个手机碰一下，就能快速传照片、联系人信息，虽然速度不如蓝牙快，但胜在方便，不用提前连网或者做复杂的配对操作。另外，在医疗领域也有应用，有些医院的病人手环会集成 NFC 功能，医生用专门的设备贴近手环，就能快速读取病人的病历、用药情况等信息，方便诊疗。

现在很多智能手表也有 NFC 功能，它能用来干啥呢？

智能手表的 NFC 功能用处也不小。首先肯定能用来支付，把手表和银行卡或者支付软件绑定后，买东西的时候刷手表就行，不用掏手机，特别方便，比如在便利店买瓶水，抬手一刷就完事了。然后也能当门禁卡用，和手机一样，绑定小区或者公司的门禁信息后，用手表刷门禁就行，出门不用带一堆卡，就带个手表，很省心。还有些智能手表的 NFC 功能能用来传数据，比如把手表和手机碰一下，就能快速同步运动数据、联系人之类的信息，不用通过蓝牙慢慢连，节省时间。

四、近场通信的设备要求

要让一个设备支持近场通信，得给它装哪些硬件呢？

最核心的就是 NFC 芯片，它是处理数据编码、解码和通信协议的关键部件，相当于 NFC 功能的 “大脑”。然后还需要天线，天线的作用是产生磁场和接收磁场信号，没有天线，就没办法和其他 NFC 设备进行数据交换，而且天线的设计还会影响 NFC 的通信距离和稳定性。另外，有些设备可能还需要专门的电源管理模块，尤其是在主动模式下，要保证设备能稳定提供能量给 NFC 芯片和天线工作，不过像被动模式的设备，比如公交卡，就不用这个模块，靠外界磁场供电就行。还有，设备的操作系统也得支持 NFC 功能，能对 NFC 的工作进行管理，比如安卓和 iOS 系统都有专门的 NFC 管理模块。

咱们自己能给普通的设备加装近场通信功能不？

一般情况下，不太建议咱们自己给普通设备加装 NFC 功能。首先，加装 NFC 需要拆开设备，很多设备的结构比较复杂，私自拆开很容易把里面的零件弄坏，而且还可能失去设备的保修资格。其次，NFC 的天线设计很关键，天线的位置、大小、形状都会影响通信效果，如果自己随便装个天线，可能根本没法正常使用 NFC 功能，传不了数据或者传得特别不稳定。另外，设备的操作系统和硬件驱动也得支持 NFC，就算装上了硬件，系统不支持，也用不了，而修改设备的操作系统和驱动对技术要求特别高，咱们普通人很难做到，弄不好还会导致设备系统崩溃，没法正常使用。所以如果想让设备有 NFC 功能，最好还是直接买本身就支持 NFC 的设备，别自己瞎折腾。

五、近场通信的安全问题

用近场通信进行手机支付，会不会有被盗刷的风险啊？

其实正常使用的话，被盗刷的风险还是比较低的，因为 NFC 有不少安全保障措施。首先，NFC 的传输距离特别近，只有 10 厘米以内，小偷很难在不被发现的情况下，近距离接触你的手机进行盗刷。然后，手机支付的时候，一般都需要验证，比如输入密码、指纹或者刷脸，就算别人拿到你的手机，没有验证信息也刷不了。而且很多支付平台还对 NFC 支付设置了限额，比如单笔支付不能超过一定金额，就算真的出现意外，损失也能控制在一定范围内。不过也不能掉以轻心，还是要注意保护好自己的手机，别随便借给别人，也别让手机离开自己的视线，避免手机被别人拿到后想办法破jie支付密码进行盗刷。

如果手机丢了，里面的 NFC 门禁信息或者支付信息会不会被别人利用啊？

一般来说，风险相对较低，但也不是完全没有。首先，现在的手机大多有锁屏密码、指纹或者面部识别，别人拿到手机后，首先得解Kai--S屏才能操作，这就多了一道防护。而且很多手机的 NFC 功能在锁屏状态下是有限制的，比如有些手机锁屏时不能用 NFC 支付，或者只能用特定的 NFC 功能，像门禁卡可能也需要解锁后才能用。另外，支付信息在手机里是加密存储的，不是以明文形式存在，就算别人能进入手机，也很难破jie这些加密的支付信息。还有，一旦手机丢了，咱们可以赶紧挂失手机号，解绑手机上的银行卡和支付账户，还能通过远程控制功能锁定手机或者删除手机里的数据，这样就算别人拿到手机，也用不了里面的 NFC 相关信息了。

六、近场通信的常见疑问

近场通信会不会和其他无线设备互相干扰啊，比如旁边有蓝牙设备或者 Wi-Fi 路由器，会不会影响 NFC 的使用？

一般情况下，NFC 和蓝牙、Wi-Fi 互相干扰的情况比较少。因为它们工作的频率不一样，NFC 主要工作在 13.56MHz，而蓝牙工作在 2.4GHz，Wi-Fi 也主要在 2.4GHz 或者 5GHz，频率差别很大，不容易产生干扰。而且 NFC 的传输距离特别近，信号覆盖范围小，对周围其他无线设备的影响微乎其微，反过来，其他无线设备的信号对 NFC 的影响也很小。不过如果在特别复杂的电磁环境下，比如周围有很多大功率的无线设备，理论上可能会有一点点影响，但在日常生活中，像家里、办公室、商场这些地方，基本不用担心它们互相干扰的问题，该用 NFC 刷公交、支付，都能正常用。

有些时候用手机刷 NFC 没反应，除了没打开 NFC 功能，还有啥其他常见的原因不？

这种情况原因还挺多的。首先可能是两个设备的距离太远了，虽然 NFC 最大传输距离是 10 厘米，但实际使用中，最佳距离更近，要是离得稍微远一点，就可能没反应，这时候把两个设备再靠近一点，尤其是让 NFC 天线的位置对准，可能就好了，很多手机的 NFC 天线在背部中间或者顶部，得找对位置。然后可能是设备的 NFC 天线坏了，比如手机摔过或者进过水，导致天线接触不良或者损坏，这样就没法正常工作了，这种情况就得去修手机了。还有可能是对方的设备有问题，比如公交卡读卡器坏了，或者超市的 POS 机没调好，也会导致刷 NFC 没反应，这时候换个设备试试，比如换个读卡器或者 POS 机，可能就正常了。另外，手机壳也可能有影响，有些金属材质的手机壳会屏蔽 NFC 信号，导致刷不了，把手机壳取下来再试，通常就能解决问题。