近场通讯技术的关键要素之一,在于nfc装置与被动式nfc标签沟通的能力。nfc技术的这一特征,是许多应用成为可能的关键。
nfc标签正在被大量生产、部署在全球若干个领域。部署的标签已逾百万,随着该技术流行,nfc标签将渗入到很多新的领域。
预测到未来将有大量标签得到使用,标签的定义必须清晰,已确保不同制造商的标签与设备达到兼容。
nfc标签基础
nfc标签是被动式装置,可用来与主动式nfc装置(主动式nfc读写器)通信。标签可用于应用之内,例如在海报、以及其他储存小量数据并传输到主动式nfc装置的场合。在海报中,起作用的部分可用来做主动设备的接触点。
nfc标签所含储存的数据可为任何形式,但一般是用来贮存网址(url)以供nfc装置找到进一步的信息。所需数据量很少,故可使用nfc标签。
为了定义主动式nfc读写器与被动式标签之间的通信,nfc论坛在2006年6月推出了其第一个标准技术架构和nfc合规装置的标准,包括:nfc数据交换格式(ndef)、三种记录类型定义(rtd),用于智能海报、文本、互联网资源读取应用。
nfc标签类型定义
定义的基本标签类型有四种,以1至4来标识,各有不同的格式与容量。这些标签类型格式的基础是:iso 14443的a与b类型、sony felica,前者是非接触式智能卡的国际标准,而后者符合iso 18092被动式通讯模式标准。
保持nfc标签尽可能简单的优势是:在很多场合,标签可为一次性使用,例如在海报中寿命较短的场合。
各种标签的定义如下:
第1类标签(tag 1 type):此类型基于iso14443a标准。此类标签具有可读、重新写入的能力,用户可将其配置为只读。存储能力为96字节,用来存网址url或其他小量数据富富有余。然而,内存可被扩充到2k字节。此类nfc标签的通信速度为106 kbit/s。此类标签简洁,故成本效益较好,适用于许多nfc应用。
第2类标签(tag 2 type):此类标签也是基于iso14443a,具有可读、重新写入的能力,用户可将其配置为只读。其基本内存大小为48字节,但可被扩充到2k字节。通信速度也是106 kbit/s。
第3类标签(tag 3 type):此类标签基于sony felica体系。目前具有2k字节内存容量,数据通讯速度为212 kbit/s。故此类标签较为适合较复杂的应用,尽管成本较高。
第4类标签(tag 4 type):此类标签被定义为与iso14443a、b标准兼容。制造时被预先设定为可读/可重写、或者只读。内存容量可达32k字节,通信速度介于106 kbit/s和424 kbit/s之间。
从上述不同标签类型的定义可以看出,前两类与后两类在内存容量、构成方面大不相同。故它们的应用不太可能有很多重叠。
第1与第2类标签是双态的,可为读/写或只读。第3与第4类则是只读,数据在生产时写入或者通过特殊的标签写入器来写入。
nfc标签运行
nfc标签是无需电源的被动装置。在使用时,用户以具有nfc功能的设备与其接触。标签从读写器获得很小的电源驱动标签的电路,把小量信息传输到读写器。
标签内存里的数据被传至带有nfc功能的设备。尽管数据量很小,却可能是把设备导向到某个网址(url)、或是小量文本、其他数据。
nfc标签设计与制造
标签设计与制造需要考虑很多方面。标签是为了大量、极低成本制造,同时保持性能。在设计标签时,下面是需要考虑的几个关键的性能参数与要素:
读取速度:因为需要在两个nfc装置接近时传输标签所含的所有数据,故速度很重要。如果标签传数据较慢,就有不能完全传输、可靠性差的危险。结果影响到用户,不明白该技术的用户,假如不得不重复多次才能奏效就会对其丧失信心。第一类nfc标签允许所有数据整块(block)传输,保持了标签的读取性能。
晶片尺寸:在标签设计中,晶片尺寸(die size)具有特别的重要性。尺寸较小,则成本较低、标签也不那么显眼(对在海报中使用较为重要)。内存较小自然导致晶片尺寸较小。
单元价格:鉴于nfc标签的目标应用是极低成本的(例如用于智能海报),单位价格是标签设计极其重要的一个因素。在这里,成本至为关键。标签成本受一系列因素影响,包括内存大小和所含附加特征带来的集成电路复杂性。把内存与特征尽可能简化,成本就能压低。
当nfc体系真正起飞时,标签生产量可能达到数十亿的规模;需要精心设计,以在成本与性能之间取得正确的平衡。
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