文章來源：力學科普

原文作者：Bingo

在數字支付技術迅猛發展的今天，支付寶推出的“碰一下”支付功能以其便捷性和高效性迅速吸引了廣泛關注。這一支付方式不僅簡化了支付流程，改變了我們日常的支付習慣，更是在安全性和效率上樹立了新的標桿。那么，你有沒有想過這背后的原理是什么呢?其實這背后使用的是一種叫NFC的技術，這項技術由來已久，今天我們就來了解一下究竟什么是NFC?它的工作原理又是怎樣的?

什么是NFC?

NFC是近場通信的簡稱，它指的是一種短距離無線通信技術。它的工作原理是基于射頻識別(RFID)技術，但NFC與傳統的RFID有所不同，它具有兩個重要的特點：一是短距離通信，NFC的通信距離非常短，一般在幾厘米以內。這種特性使得它具有較高的安全性，避免了遠距離的信號干擾和竊聽;二是雙向通信，NFC不僅可以讀取信息，還能主動發送信息，支持雙向數據交換。這使得NFC在某些應用中比傳統的單向RFID更為靈活。

此外，NFC技術的工作頻率通常是13.56 MHz，標準的數據傳輸速率為106kbps到424kbps，傳輸速率適中，足以支持大多數常見的應用場景。

NFC的工作原理

NFC的工作原理可以用簡單的“發射和接收”來概括。具體來說，NFC設備通過電磁場相互通信。當兩個支持NFC的設備靠得足夠近時，它們會通過電磁波交換信息。NFC設備通常由一個發射器和一個接收器組成：

在主動模式下，NFC設備主動發出信號來與其他設備進行通信。手機或其他設備會通過NFC芯片發射信號，等待接收方的響應;在被動模式下，NFC設備并不主動發信號，而是利用來自其他設備的電磁場供電并響應信號。被動模式常用于卡片、標簽等設備。而對于雙向模式來說，兩個NFC設備之間可以相互發送和接收信息。這個模式常用于設備之間的配對或者文件傳輸。

NFC在手機中的應用

NFC技術的應用十分廣泛，幾乎涵蓋了我們生活中的各個領域。下面列舉一些常見的NFC應用：

3.1 移動支付

移動支付是NFC最廣為人知的應用之一。如今，使用手機進行支付已經成為日常生活的一部分。通過NFC功能，智能手機可以與支付終端(如POS機)建立快速的連接，完成支付過程。例如，使用支付寶、微信支付、Apple Pay等應用時，手機只需要靠近支付設備，就能完成支付。這是因為手機內的NFC芯片與POS機之間通過近場通信交換信息，實現資金的轉賬。

在支付過程中，手機內的NFC芯片充當了一個“電子錢包”的角色，它存儲了銀行卡信息或支付賬戶的信息，進行加密和認證，確保支付過程的安全。

3.2 電子門禁

NFC技術也廣泛應用于電子門禁系統中。許多現代辦公樓、酒店房間等場所已經開始使用NFC作為門禁卡的替代品。只需將支持NFC的手機靠近門禁設備，就能完成身份驗證并打開門鎖。這種方式不僅方便快捷，還能減少傳統門禁卡丟失的風險。

3.3 藍牙配對

NFC在藍牙配對中也有著重要的作用。當你想要將手機與藍牙耳機、音響、車載系統等設備配對時，傳統的配對過程需要手動輸入密碼或選擇設備。而使用NFC時，只需將手機與藍牙設備靠近，設備會自動識別并完成配對，大大簡化了操作流程，提高了便捷性。

3.4 智能標簽與信息交換

NFC標簽(也稱為NFC標簽卡、NFC貼紙)是一種通過NFC與手機等設備進行信息交換的裝置。NFC標簽廣泛應用于智能廣告、票務系統、商品信息查詢等場合。例如，你可以在商店中看到一些嵌入NFC芯片的廣告牌或商品標簽，用戶只需將手機靠近標簽，即可獲得商品的詳細信息、優惠活動、防偽溯源信息等內容。

此外，NFC標簽也可以用來存儲一些簡單的信息或設置。例如，在家庭自動化系統中，你可以將NFC標簽貼在門口，利用手機掃描標簽來控制智能家居設備，如打開燈光、調整空調溫度等。

3.5 數據交換與文件分享

NFC技術也可以用于設備之間的快速數據交換。在一些設備中，用戶只需將兩部支持NFC的手機靠近，便能迅速交換聯系人、照片、音樂文件等數據。這種方式與藍牙相比，速度較快且操作簡單，尤其適用于文件量較小的快速傳輸。

3.6 身份認證與電子票證

NFC還可以用于身份認證、電子證件及電子票務。例如，一些國家和地區的公共交通系統支持NFC車票，乘客只需將手機靠近刷卡設備，即可快速完成車票的驗證。此外，NFC技術還被用于一些高安全性場合，如門禁卡、身份證、電子護照等身份認證場景。