Ameba NFC功能設計發想前需知

Posted By 陸向陽 on 1 月 24, 2016 in Realtek, Realtek Ameba, 單元, 評測 | 2 comments

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作者：陸向陽

瑞昱阿米巴（Realtek Ameba）開發板與其他Arduino開發板很大一個不同點，在於阿米巴直接內建NFC功能，NFC打從2004年由Nokia、Philips、Sony等三業者發起到現在已逐漸普及，特別是Apple的iPhone加入後更加受業界重視。

在正式使用阿米巴的NFC功能前，讓我們先了解一些NFC的相關基礎知識，有助於下一步設計發想時更精確掌握與發揮阿米巴的NFC功效。

為何要NFC？

NFC發展歷程

相信大家多少用過磁條卡，磁條卡的卡號資料並不加密，容易被變造，所以後來推晶片卡，例如健保卡從單純的紙張劃記卡變成晶片卡，晶片卡需要金屬接腳的接觸才能讀寫通訊，7-11便利商店初期用的i-Cash也是，但接觸插拔不方便，而後有了近接感應式的晶片卡，如悠遊卡。

悠遊卡採行的是Philips的MiFARE標準，而Sony也推行自己的FeliCa卡，FeliCa感應速度更快，一般感應要0.3秒，FeliCa只要0.1秒，適合大量進出的車站使用，但FeliCa不普及，MiFARE較早起步也較普及，因此兩業者商議，訂立一套更好的標準，同時取代MiFARE與FeliCa，此即是NFC。

而為何有Nokia加入？因為Nokia想推手機錢包，即行動支付，事實上最早具備NFC功能的手機也是由Nokia推出的，同款手機可選用有無NFC功能的背蓋，有NFC功能的背蓋具有NFC天線。Nokia的NFC手機初期可用於公車票支付。2004年的Nokia仍是手機界老大，一直到2007年Apple推出iPhone才開始逐漸失去手機市場的主導。

NFC簡單說是MiFARE、FeliCa的超集合，且有其他更好的表現，例如資料傳輸率更快、感應距離更遠等，只要NFC的兩端都具有電力（例如手機內的電池供電給NFC標籤，而公車上的NFC讀卡機本身也有電力），則感應距離可拉至20cm，此稱為主動感應，或只有讀卡端有電力，標籤端無電力，則為10cm感應距離，稱為被動感應。

不過，感應距離僅屬技術文件上的理論，實務上不一定可以到這麼遠距離，部分測試顯示只有在5～6cm內可以成功感應。

NFC有三種模式

更具體來說，NFC有三種使用模式，一是標籤（Tag），簡單讀寫一下NFC卡內部的內容；二是對傳（P2P），兩個NFC裝置直接傳輸資料；三是信用卡模擬（Card Emulation），充當感應式的信用卡使用，有較高的安全性要求。

Nokia式微後，前述NFC的三大力主業者之一Sony取而代之推行NFC，在Xperia系列的智慧手機上，加推行SmartTag的應用，SmartTag為NFC標籤，可以寫入內容，例如寫入「開啟手機的鬧鐘、將手機調成靜音、關閉3G/4G並改用家裡的Wi-Fi連線」。

如此，將NFC標籤掛在臥房檯燈，一旦進了臥房，用手機感應該標籤，則前述多項設定將一次設定到位，省去使用者滑開手機逐一設定，類似的應用情境也可用於車上、辦公室中。另外小米科技的Wi-Fi路由器，也用NFC來分享SSID、SSID Password給造訪家裡的朋友，感應一下就可上網。以下影片中展示了更多NFC使用情境：

以上為Tag應用，Sony也推行NFC的對傳應用，讓Sony隨身聽可透過NFC，將數位音樂分享給朋友，Google、Samsung也在推行Tag應用外也推行對傳應用，但NFC的對傳太慢，不到1Mbps傳輸率，因此Google、Samsung各自發明了加速傳輸法，初期先用NFC認證對方，而後改用Bluetooth、Wi-Fi進行後續的大資料量對傳。

而信用卡模擬方面，最代表性是Apple，甚至Apple的iPhone也只取用NFC的這項功能，讓NFC充當無線感應的信用卡，類似VISA payWave那樣。iPhone無法感應NFC標籤，也無法用NFC實現對傳。