【摘要】近场通信技术是在无线射频识别的基础上结合了互联互通技术逐渐发展演变而来，该技术的工作频率在13.56MHz，无线传输距离在20cm以内，远低于无线射频识别技术，属于近距离通信。该项技术在交通领域中得到了充分的应用，NFC技术的产生为人们日常的出行提供了很大的便捷。本文主要分析NFC在交通领域中的几种应用场景。
关键词：近距离；无线通信；交通
一、近场无线通信原理
对于无线通信，数据的传输都是依靠天线发射磁场或电磁波来完成的，天线的电磁场周围的区域可以划分为三个部分：近场区、辐射近场区与辐射远场区。它们主要根据距离天线的远近来区分的。一般来说，以信号场源为中心，假设信号波长为λ，距离场源的距离为D，在D<3λ范围内的范围，称为感应近场区，又称感应场，在近场区域中，离天线越近天线所辐射的电磁信号越好，离天线越远，衰减越大，电磁信号越差，因此近场区域特别适合信号的短距离通信；以场源为中心点，半径为发射信号的三个波长以外，也就是D>3λ的场域称为辐射场。辐射场又可以分为辐射近场和辐射远场两个场区。辐射近场和辐射远场划分起来相对比较复杂，通常情况下，会根据测量的目的和不同的工作环境来划分。
二、什么是NFC
NFC（NearFieldCommunication），即“近距离无线通信”，顾名思义，它是基于近场感应的一种短距离的无线通信技术，其基本工作原理是电磁感应定理。NFC是一种新兴技术，能够将具备NFC功能的设备在相互靠近的情况下完成数据的交换，它最初来源于非接触式射频识别技术（RFID，RadioFrequencyIdentificationSystem），是将互联互通技术与RFID技术相结合逐渐演变而来的。它能够在多个NFC设备之间实现简单双向通信，且通信的安全性较高。
三、NFC系统组成及原理
具体来说，NFC是将感应读写器、感应式卡和点对点通信的这三种功能共同集成在同一个芯片上，因此它可以具备多种功能，并且能在较小的距离内和与其他的相兼容的NFC设备之间进行设备间的身份识别和数据的交互。NFC属于近场通信，它的通信距离通常不足10cm，这样的通信距离能够更好地保证数据的安全性。这一点跟RFID不同，RFID可以通过调节信号的频率来调整传输距离，传输距离能达到几厘米到几十米不等。而NFC通过调节NFC的天线尺寸和位置可以调节其灵敏度，进而改变通信距离，但是这个距离一旦超过该范围就会导致设备连接失败进而导致数据传输失败。当两个具有NFC功能的通信设备相靠近时，其中一个设备作为通信的发送方，而另一设备为通信的接收方，双方设备以电磁耦合的方式进行通信，发起方产生磁场并进行系统的初始化，然后以一定的调制方式进行数字信号的传输，接收方被发送方所产生的磁场感应，从而实现双方的数据传输。
1.NFC的通信模式
NFC支持三种通信模式：主动模式、被动模式和双向模式。在主动模式下的NFC终端设备可以充当读写器的功能，是射频场的发起设备，主动的去识别或改写其他的电子标签或者NFC设备。被动模式和主动模式不同，在被动模式下的NFC终端类似于一张卡片，不发射射频场，而是在其他NFC设备所产生的射频场中被动响应其他设备、被其他设备对内部数据进行改写。在双向模式下NFC收发双方都能够主动发出射频场来建立两者之间的点对点通信。在双向模式下，相当于两设备没有主动、被动之分，两个NFC设备都是主动模式。
2.NFC的工作模式
NFC支持三种工作模式，分别为：仿真卡、读写器和点对点模式。仿真卡模式就类似于一张IC卡片，内部存储着ID号，在需要刷卡、验票的场合进行刷卡校验，此时该卡片所消耗的电能是由读卡器提供的，不需要单独的外接电源，用户只需要将带有NFC功能的手机靠近读卡器，然后输入正确的用户密码确认或者直接接收交易即可；读卡器模式，类似于一个读卡器，它能够读取其他NFC设备或者卡片的相关信息，并且对其他NFC设备内部的相关数据进行改写；点对点模式：即将两个兼容的NFC设备点对点链接，进行点对点的数据传输，这种链接方式的传输距离比较近，一般不超过4cm，传输的连接的建立速度要比蓝牙和红外要高很多。点对点模式的典型应用是具有NFC功能的手机或平板进行通讯录的同步或图片、视频的传输。
四、NFC在智能交通中的应用
1.具备NFC功能的手机，结构上有一个共同的特点，在手机背部特定位置安装有内置天线，手机主板上有内置的NFC芯片，两者共同构成一个RFID系统，因此该手机就可以充当RFID标签，用来进行公交和地铁的刷卡使用。在此应用中，NFC模块与手机共用同手机电池，当手机电池有电量的时候NFC模块能够在主动、被动和双向模式下工作；当手机电池电量耗尽，无法给NFC模块供电时，此时NFC模块只能够工作在被动模式，此时手机仅仅能够充当一卡通公交卡的功能。因此关于手机充当公共交通刷卡时，无论手机有电与否，该具有NFC功能的手机均能够实现刷卡功能。
2.随着科技的发展，手机已经从单一的通信工具逐渐发展成功能齐全的智能通讯设备。目前市场上多个手机生产厂商已生产多种具备NFC功能的手机。这种手机在市场上逐渐普及，在手机上使用NFC的读卡器模式时，该手机相当于一个非接触式的读写器，也就是我们常说的读卡器，能够根据近场通信里的电磁感应原理从NFC相关设备上读取信息。在交通领域中我们常使用NFC手机给公交卡充值，所应用的就是NFC的读写器模式。
3.经统计，我国的私家车已经突破了2亿辆，近两年的发展更是迅猛。随着私家车数量的激增，以往的传统交通管理模式已经应付不了当今这么庞大的私家车数量，以往传统的手写罚单的弊端逐渐显现出来，因为它的不方便性，很多地方手写罚单已经被逐步取代。目前，我国一些城市，给执行公务的交警统一配备具有NFC功能的终端和具备NFC功能的微型打印机。当交警发现有违章事故发生时，例如发现违章停车时，只需要填写相关的信息并拍摄现场照片就能够将违章现场记录下来，并且通过具有NFC的手持式终端靠近微型打印机就能够实现近距离的无线通信，现场打印违章罚单，使用起来非常方便快捷。
五、结语
近年来，近距离无线通信技术在交通行业的发展突飞猛进，大大降低人们在交通上的成本。随着科学技术的发展，相信在不久的未来近距离无线通信技术会更多的应用于智能交通技术领域，将更有利于交通的管理和运营及交通服务水平的提高，公共交通、交通管理都将会向更加信息化，智能化方向发展。
作者：张亚菊 庞连红 单位：南京信息职业技术学院