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近场通信（NFC）由RFID及网络技术整合演变而来，并向下兼容RFID。电磁辐射源产生的交变电磁场可分为性质不同的两部分，其中一部分电磁场能量在辐射源周围空间及辐射源之间周期性地来回流动，不向外发射，称为感应场（近场）；另一部分电磁场能量脱离辐射体，以电磁波的形式向外发射，称为辐射场（远场）。近场和远场的划分比较复杂，一般来讲，近场是指电磁波场源中心3个波长范围内的区域，而3个波长之外的空间范围则称为远场。在近场区内，磁场强度较大，可用于短距离通信。因此近场通信也就是一种短距离的高频无线通信技术，它允许电子设备之间进行非接触式的点对点数据传输。
NFC的通信频带为13.56MHz，通信距离最大10cm左右，目前的数据传输速率为106kbit/s、212kbit/s和424kbit/s。NFC由RFID技术演变而来，与RFID相比，NFC具有以下特点。
1）NFC将非接触式读卡器、非接触卡和点对点功能整合进一块芯片，而RFID必须由读写器和电子标签组成。RFID只能实现信息的读取及判定，而NFC则强调的是信息交互。通俗地说，NFC就是RFID的演进版本，NFC通信双方可以近距离交换信息。例如，内置NFC芯片的NFC手机既可以作为RFID无源标签使用，进行费用支付，也可以当作RFID读写器，用于数据交换与采集，还可以进行NFC手机之间的数据通信。
2）NFC传输范围比RFID小。RFID的传输范围可以达到几米，甚至几十米，但由于NFC采取了独特的信号衰减技术，相对于RFID来说，NFC具有距离近、带宽高及能耗低等特点。而且，NFC的近距离传输也为NFC提供了较高的安全性。
3）应用方向不同。目前来看，NFC主要针对电子设备间的相互通信，而RFID则更擅长于长距离识别。RFID广泛应用在生产、物流、跟踪和资产管理上，而NFC则在门禁、公交及手机支付等领域发挥着巨大的作用。
与其他无线通信方式相比，如红外和蓝牙，NFC也有其独特的优势。作为一种近距离私密通信技术，NFC比红外通信建立时间短、能耗低、操作简单、安全性高，红外通信时设备必须严格对准才能传输数据。与蓝牙相比，虽然NFC在传输速率与距离上比不上蓝牙，但NFC不需要复杂的设置程序，可以自动创建快速安全的连接，从NFC移动设备检测、身份确认到数据存取只需要约0.1s的时间即可完成，且无须电源。NFC可以和蓝牙互为补充，共同存在。
作为一种新兴的近距离无线通信技术，NFC被广泛应用于多个电子设备之间的无线连接，进而实现数据交换和服务。根据应用需求不同，NFC芯片可以集成在SIM卡、SD卡或其他芯片上。
1.NFC系统的组成
NFC系统由两部分组成：NFC模拟前端和安全单元。模拟前端包括NFC控制器与天线。NFC控制器是NFC的核心，它主要由模拟电路（包括输出驱动、调制解调、编解码、模式检测和RF检测等功能）、收发传输器、处理器、缓存器和主机接口等几部分构成。NFC安全单元则协助管理控制应用和数据的安全读写。NFC手机通常使用单线协议（Single Wire Protocol，SWP）连接SIM卡和NFC芯片，连接方案如图3-16所示。SIM卡就是手机所用的用户身份识别卡。SWP是ETSI（欧洲电信标准组织）制定的SIM卡与NFC芯片之间的通信接口标准。图中的VCC表示电源线，GND表示地线，CLK表示时钟，RST表示复位。
图3-16 基于SWP的NFC方案
2.NFC的使用模式
对于使用NFC进行通信的两个设备来说，必须有一个充当NFC读写器，另一个充当NFC标签，通过读写器对标签进行读写。但相比RFID系统，NFC的一个优势在于，NFC终端通信模式的选择并不是绝对的。例如具备NFC终端的手机，其存储的信息既能够被读写器读取，同时手机本身也能作为读写器，还能实现两个手机间的点对点近距通信。一般来说，NFC的使用模式分为以下3种。
1）卡模式。这种模式其实相当于一张采用RFID技术的射频卡。在该模式中，NFC设备作为被读设备，其信息被NFC识读设备采集，然后通过无线功能将数据发送到应用处理系统进行处理。另外，这种方式有一个极大的优点，那就是NFC卡片通过非接触读卡器的射频场来供电，即便被读设备（如手机）没电也可以工作。在卡模式中，NFC设备可以作为信用卡、借记卡、标识卡或门票使用，实现“移动钱包”的功能。
2）读写模式。在读写模式中，NFC设备作为非接触读卡器使用，可以读取标签，比如从海报或者展览信息电子标签上读取相关信息，这与条码扫描的工作原理类似。基于该模式的典型应用有本地支付、电子票应用等。例如，可以使用手机上的应用程序扫描NFC标签获取相关信息，再通过无线传送给应用系统。
3）点对点模式（P2P模式）。在P2P模式中，NFC设备之间可以交换信息，实现数据点对点传输，如下载音乐、交换图片或者同步设备地址簿等。这个模式和红外差不多，可用于数据交换，只是传输距离比较短，但是传输建立时间很短，且传输速度快，功耗也低。
3.NFC的工作模式
NFC工作于13.56MHz频段，支持主动和被动两种工作模式及多种传输数据速率。
在主动模式下，每台设备在向其他设备发送数据时，必须先产生自己的射频场，即主叫和被叫都需要各自发出射频场来激活通信，该工作模式可以获得非常快速的连接设置。主动通信模式如图3-17所示。
图3-17 NFC主动通信模式
在被动模式下，NFC终端像RFID标签一样作为一个被动设备，其工作能量从通信发起者传输的磁场中获得。被动通信模式如图3-18所示。NFC发起设备可以选择106kbit/s、212kbit/s或424kbit/s中的一种传输速度，将数据发送到另一台设备。NFC终端使用负载调制技术，从发起设备的射频场获取能量，再以相同的速率将数据传回发起设备。此通信机制与基于ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非接触式IC卡兼容，因此NFC发起设备在被动模式下，可以用相同的连接和初始化过程检测非接触式IC卡或NFC目标设备，并与之建立联系。在被动通信模式中，NFC设备不需要产生射频场，可以大幅降低功耗，从而储备电量用于其他操作。
图3-18 NFC被动通信模式
一般来说，在卡模式下，NFC终端与其他设备通信时采用被动通信模式，NFC终端为被动设备，其他读卡器是主动设备，产生射频场。在读卡器模式下，NFC终端是主动设备，属于主动通信模式，NFC终端具有非接触式IC卡读写器功能，可以读取采用相同标准的外部非接触式IC卡。在点对点模式下，NFC终端在与其他设备通信时，工作的双方都分别可作为主动设备或被动设备，进行点对点的数据传输，因此既可以采用被动通信模式，也可以采用主动通信模式。
在实际的通信中，为了防止干扰正在工作的其他NFC设备（包括工作在此频段的其他电子设备），NFC标准规定任何NFC设备在呼叫前都要进行系统初始化以检测周围的射频场。当周围NFC频段的射频场小于规定的门限值（0.1875A/m）时，该NFC设备才能呼叫。NFC设备建立通信以后，就需要进行数据交换，交换的数据信息中包括两字节的数据交换请求与响应指令、一字节的传输控制信息、一字节的设备识别码，以及一字节的数据交换结点地址。在数据交换完成后，主叫可以利用数据交换协议进行拆线。一旦拆线成功，主叫和被叫都回到了初始化状态。