NFC技术在智慧家庭中的应用趋势
2021-07-27  23：07：50     作者：李晋
     “越来越多的家电产品，开始用NFC与手机来互动去做一些配置。” “今年，意法半导体还计划推出一些新产品，主要应用于移动支付领域。”7月27日，在由ASPENCORE主办的《2021国际AIoT生态发展大会》上，意法半导体（ST）技术市场经理孙超针对NFC在智慧家庭中的应用做了主题演讲，并介绍了ST目前能够提供给广大开发者的产品方案。
NFC技术的优势

NFC其实是RFID技术领域下的无线互联技术。据市场调查报告显示，NFC未来的市场前景非常光明。据市场研究报告显示，到2023年，NFC的市场规模将达到6405亿元人民币。

从技术的角度来看，IoT领域也有很多互联技术。相比于其他技术，NFC技术有更显著的特点。首先，从数据速率和通信距离两个维度来看，NFC具备低通信速率、近通信距离的特点。

具体展开来看，NFC具备诸多优势——

首先，NFC通信设备双方无需电池供电。与其他通信设备相比，几乎所有的通信技术都需人为或者软件来做触发，NFC只要轻轻一碰就可完成通信数据交互，可以简单理解为“一触即发”。NFC能极大改善用户体验，较之于二维码，标签不容易被涂改，可靠性更高、安全性更好。同时，在配对的应用方面，NFC的技术互联功能可帮助其他无线技术完成互联。例如，采用NFC技术来配对蓝牙，只要轻轻一碰标签就可完成设备间的蓝牙连接。

其次，NFC的设备形式可以更灵活，NFC里有标签和双界面的动态标签、带数据接口的标签以及Read（读）。读写器可在几种不同的模式下工作——读写模式、点对点通信模式、卡模拟模式、无线充电模式。其中，点对点通信模式是读写器和读写器直接进行数据通信；卡模拟模式是日常生活中用户体验最紧密的一种；无线充电模式是近年来NFC论坛新定义的NFC读写器工作模式，较之传统的无线充电，其目标市场很明确，适用于小功率充电场景，比如手环、手表、耳机、电容笔等设备。

再次，NFC标准化体系非常完善，可保证各个厂商之间的设备实现完美的互操作性。

据预测，到2023年，将有超过70%的手机支持NFC功能。届时，国内消费者常用的闪付功能的使用比例也会快速提升。这些数据意味着，NFC技术有非常广泛的设备基础。

NFC在智慧家庭领域的应用

在演讲的第二部分，孙超主要介绍了NFC在智能家居领域的应用。他表示，NFC在智能家居的应用涉及到方方面面，比如从投屏到电子智能锁都有NFC刷卡的功能、照明和游戏中也有NFC应用的场景。

去年，苹果针对iPhone发布了一个新功能，是类似微信的小程序。我们的手机里有几十甚至上百个APP，这些APP都需要下载才能使用，这样会造成手机系统的运行速度越来越慢。同时，所有的APP都会收集个人隐私的数据、不断推送垃圾信息，以上这些痛点都可通过App Clip来解决。作为从小程序片断出发的技术，苹果App Clip采用了NFC的技术。

App Clip是NFC的标签，在里面写了iPhone Clip链接的地址。当苹果手机扫描标签之后会弹出一个界面，这个界面其实是简化版的APP，而不是手机真正下载了APP。其使用场景包括餐厅，采用小程序片断的方式，无需打开微信或支付宝，即可自动直接弹出菜单页，快速完成产品下单。此外，小程序的片断也可控制智能家电。

另一个应用场景是设备的连接配对场景。蓝牙设备可通过NFC，帮助它完成快速配对。值得注意的是，如果在音响设备上增加带接口的标签，就可以通过手机完成对设备的部件升级。消费者的投屏需求正逐渐增加，一些大型电视机厂商已经做了这样的功能，很多厂商在摇控器里面增加了NFC标签，以便于直接用手机碰摇控器的NFC标签就可完成自动投屏。

现在很多家电设备都带了WiFi的功能，空调、冰箱、洗衣机这的WiFi联网操作非常繁琐。在这样的情况下，可以利用手机NFC作为中间媒介，去帮助设备完成网络连接。

路由器上贴了NFC标签，用手机来碰路由器的NFC标签，标签里面的路由器组网SSID数据就可传到手机中。

越来越多的家电产品，开始用NFC与手机来互动去做一些配置。比如带NFC动态标签的洗衣机，采用NFC的方式之后，洗衣机可一键完成网络连接。连接之后还会自动弹出手机控制洗衣机的界面，里面有些个性化的启动的程序，可通过手机配置到家电中，家电完成工作任务之后，还会通过云端来提醒我们工作已经完成。

最后，还有NFC无线充电方案。目前主要有两部分方案：一是充电发射端；二是接收端。这种无线充电技术适合小功率设备，可同时完成能量和数据传输，满足有数据传输和充电需求设备的应用，以达到设计的小型化。

ST NFC产品线的情况

ST从1999年开始推出第一款标签产品，到2009年推出双界面标签，为进一步增强产品线的实力，2016年收购了奥地利微电子的NFC读写器产品。2020年，ST针对在汽车应用市场推出了一系列读写器产品，其中包括了ST 25R3920。

今年，ST还计划推出一些新产品，比如3916B。它主要应用于移动支付领域。据了解，移动支付POS机设备，需要过国际银行卡组织的认证，能满足该组织要求的EMVco3.0厂商寥寥无几。目前，国际银行卡组织的规范即将升级到3.1，ST计划推出新产品来应对新的测试规范。

在标签这部分，今年ST也推出了两款新产品，这是tap2的标签产品，来满足市场的需求。ST在NFC产品线的覆盖面很完善，大家称之为ST25。ST25下面包含了动态标签和读卡器，其中T是标签Tag，D是动态标签Dynamic，R是Read。

NFC的读写器也是射频的器件，所有射频器件最重要的两个指标，发射端的性能或者发射功率，接收端的性能、接收灵敏度，最终体现出来是通信距离。孙超以ST读卡器Demo为例，这是一张身份证大小的NFC卡片，亮红灯代表读到卡片，这个距离接近30cm，通常NFC卡的读写距离是10cm。这样的性能，给ST的应用提供来两种便利——读NFC卡的距离更远，可以把设备的天线、尺寸做得更小。

在技术支持方面，ST有完整开发的生态，包括所有软件的开发资源，以及硬件的开发资源。包括Demo版的原理图、PCB文件、软件的源代码都可开放给开发者。同时，ST还可以提供丰富的设计文档，提供射频设计的工具。