RFID、NFC、ETC技术浅析

一、一番对话引起的思考

今天和同事坐地铁去森林公园，进地铁的时候，见他拿着个手机就直接刷了。我不解，随口问了一句：

你把地铁卡放在手机里面不怕消磁了啊？

同事用极其鄙视的眼光看着我：“我用的是手机卡的NFC功能啊，消什么磁？！”。紧接着，他就开始给我科普了：

NFC使用的是射频芯片，不是一般的银行卡上使用的磁条，怎么会消磁呢？RFID也不会消磁啊！

我不甘示弱地反对：“那我上一张地铁卡，外表好好的，就是刷不了了，是为什么啊？”
“那估计是芯片坏了吧，或者是跟金属什么的放一块被击穿了呗！”

我竟无言以对，一脸懵逼地站在那里，真叫一个尴尬啊。于是在地铁的功夫狂查了一下，不得一承认，他说的还是有一定道理滴！

二、技术速览

1. RFID

射频识别，RFID（Radio Frequency Identification）技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

简单来说，它就是一种电子标签，利用无线电射频信号耦合传输的特性，在读写器标签之间进行非接触双向数据传输以达到目标识别和数据交换的目的。

RFID由两部分组成：询问器（阅读器）和应答器（标签）。一个阅读器可以同时识别多个标签，即它们之间存在一对多的关系。它能够识别标签的距离从几cm到上百m，这与使用的频率有关：

• 低频(从125KHz到134KHz)：该频率主要是通过电感耦合的方式进行工作， 也就是在读写器线圈和RFID标签线圈间存在着变压器耦合作用。
  
  • 使用范围：<10cm
• 高频(工作频率为13.56MHz)：读卡器一般通过负载调制的方式进行工作。也就是通过读卡器上的负载电阻的接通和断开促使读写器天线上的电压发生变化，实现用远距离读卡器对天线电压进行振幅调制。
  
  • 使用范围：<30cm
• 超高频(工作频率为860MHz到960MHz之间)：主要是通过电容耦合的方式进行实现。
  
  • 使用范围：<100m

2. NFC

近场通信（Near Field Communication,NFC）是一种短距高频的无线电技术，在13.56MHz频率运行于10厘米距离内。是一种非接触式识别和互联技术。

简单来说，NFC就是把RFID读卡器与智能卡的功能整合在一起，可以在移动设备、消费类电子产品、PC和只能控件工具间进行近距离无线通信。

NFC的工作频率为13.56MHz，工作距离理论上为0~20cm，但是在产品的实现上，由于采用了特殊功率抑制技术，使其工作距离只有0~10cm，从而更好地保证业务的安全性。

NFC同时支持读写模式和卡模式，NFC支持P2P模式。传输速度可分为106K BITS\SEC、212K BITE/SEC、424K BITS/SEC。

运行可分主动与被动模式。主动模式需要使用电池，还需要独立发射模组，被动模式不需要使用电池，但是无法独立发射讯号。

NFC发展极为迅速，已经由最初知识RFID技术和网络技术的简单合并，到现在已经演变成一种短距离无线通信技术。把NFC芯片装在手机上，手机就可以实现小额电子支付和读取其他NFC设备或标签的信息。NFC的短距离交互大大简化了整个认证识别过程，使电子设备间相互访问更直接、更安全和更清楚。

3. ETC

ETC( Electronic Toll Collection ) 是不停车电子收费系统，通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与在收费站 ETC 车道上的微波天线之间的微波专用短程通讯，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的。

ETC系统由RSU（Road Side Unit）、OBU（On Board Unit）和DSRC协议三部分组成。RSU，路侧单元，一般挂在ETC车道的正上方5.5m高度；OBU，车载单元，通常安装在车辆挡风玻璃内侧，后视镜背后位置。

ETC技术设备：电子标签＋微波天线。电子标签可分成只读式（单片式）和读写式（双片式），依据电子标签应答方式的不同，可分为主动式和被动式两种。

关键技术：

• 车辆自动识别技术：主要由车载设备和路边设备组成，两者通过短程通信DSRC完成路边设备对车载设备信息的一次读写，即完成收付费交易所必须的信息交换手续。
• 自动车型分类技术：在ETC车道安装车型传感器测定和判断车辆的车型，以便按照车型实施收费。
• 违章车辆抓拍技术：主要由数码照相机、图像传输设备、车辆牌照自动识别系统等组成。对不安装车载设备OUB的车辆用数码相机实施抓拍措施，并传输到收费中心，通过车辆自动识别系统识别违章车辆的车主，并实施通信费的补收手续。

ETC一般用有源2.45GHZ，这个频段的特点是识别距离远，缺点是标签带有电池，成本较高，需要定期更换电池。

三、pk一下

由以上分析可知，NFC是RFID的一部分，ETC是RFID的一个分支，它们都是无线射频技术。它们都有各自的使用领域，可以说是相辅相成。

• 工作频率：NFC的工作频率为13.56MHz，ETC的工作频率为2.45GHZ，而RFID的工作频率有低频，高频（13.56MHz）及超高频。
• 工作距离：NFC的工作距离理论上为0~20cm，但是在产品的实现上，由于采用了特殊功率抑制技术，使其工作距离只有0~10cm，从而更好地保证业务的安全性。由于RFID具有不同的频率，其工作距离在几厘米到几十米不等。
• 工作模式：NFC同时支持读写模式和卡模式。而在RFID中，读卡器和非接触卡是独立的两个实体，不能切换。
• 点对点通信：NFC支持P2P模式，RFID不支持P2P模式。
• 应用领域:RFID更多的应用在生产，物流，跟踪和资产管理上，ETC主要用于高速收费，而NFC则工作在门禁，公交卡，手机支付等领域。
• 标准协议:NFC的底层通讯协议兼容高频RFID的底层通信标准，即兼容ISO14443/ISO15693标准。NFC技术还定义了比较完整的上层协议，如LLCP，NDEF和RTD等。