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NFC已經(jīng)遍布了我們生活的方方面面，我們的銀行卡，公交卡，門禁卡，乃至電動車鑰匙，快遞包裹等上面隨處可見，甚至在各個便利店的冰柜櫥窗里也隨處可見。
NFC其實是“Near Field Communication”的縮寫，翻譯成中文就是近場通信。它由飛利浦半導(dǎo)體（現(xiàn)恩智浦半導(dǎo)體公司）、諾基亞和索尼共同研制開發(fā)的以RFID及互連技術(shù)為基礎(chǔ)的一種短距高頻的無線電技術(shù)。它可以在移動設(shè)備、消費類電子產(chǎn)品、PC和智能控件工具間進行近距離無線通信，有效傳輸距離為10厘米以內(nèi)。
NFC的傳輸速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者424 Kbit/秒三種。是在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點對點的功能，能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進行識別和數(shù)據(jù)交換。
這項技術(shù)最開始讓人著迷的地方在于，它的卡片一端可以無需供電，以前工藝還不夠好，還需要把它封在一張厚厚的卡片里面，比如我們的門禁卡。如今加持了更為先進的芯片工藝，這種卡片可以輕松的做到指甲蓋大小的波紙片。
NFC通信原理
NFC本身是一種無線通信，只不過在無線調(diào)制解調(diào)的基礎(chǔ)上增加了供電功能，我們知道電能是可以通過線圈的磁場感應(yīng)進行傳播的，最早期的器件就是變壓器，只不過這里我們把變壓器的磁芯移走，只留下了原邊和副邊的線圈。
傳遞能量只需要一個固定頻率的載波即可，如果想要在這一對線圈之間增加通信，那么可以借鑒無線通信中的調(diào)制解調(diào)方法，將數(shù)字信號調(diào)制到提供電能的載波上面，通信雙方就可以進行通信了。當(dāng)然，從機是不可能主動發(fā)起通信的，因為它沒有電。
其實，我們生活中還有一種將數(shù)字信號調(diào)制在載波上面進行通信的有線通信，它叫電力載波，也就是我們消費電子中常說的電力貓，它可以通過220V的插排將以太網(wǎng)布滿整個網(wǎng)絡(luò)。
還有，我們現(xiàn)在手機無線充電，其原理跟NFC是一模一樣的，只不過因為選擇了不同的頻率，不同的線圈而已。有些頻率是可以傳輸電能，有些頻率適合傳遞信號。
NFC的卡片分類
ID卡主要用來給NFC讀設(shè)備讀取數(shù)據(jù)；IC卡里面有專門處理卡片數(shù)據(jù)的芯片。
ID 卡：僅僅記錄卡號，卡內(nèi)的卡號讀取無任何權(quán)限，易于仿制。ID 卡「不可寫入」數(shù)據(jù)，其記錄內(nèi)容(卡號)只可由芯片生產(chǎn)廠一次性寫入，開發(fā)商只可讀出卡號加以利用，無法根據(jù)系統(tǒng)的實際需要制訂新的號碼管理制度。
IC 卡：ID內(nèi)所記錄數(shù)據(jù)的讀取，寫入均需相應(yīng)的密碼認(rèn)證，甚至卡片內(nèi)每個區(qū)均有不同的密碼保護，全面保護數(shù)據(jù)安全，IC 卡寫數(shù)據(jù)的密碼與讀出數(shù)據(jù)密碼可設(shè)為不同,提供了良好分級管理方式，確保系統(tǒng)安全。IC 卡不僅可由授權(quán)用戶讀出大量數(shù)據(jù)，而且亦可由授權(quán)用戶寫入大量數(shù)據(jù)(如新的卡號,用戶的權(quán)限,用戶資料等)，IC 卡所記錄內(nèi)容可反復(fù)擦寫，IC 卡的安全性遠(yuǎn)大于 ID 卡。
「IC卡還可再分類」
「M1卡」：普通IC卡，0扇區(qū)不可修改，其他扇區(qū)可以反復(fù)擦寫；通常我們使用的門禁卡、電梯卡都是M1卡。M1卡是NXP公司研發(fā)的IC卡，全稱為NXP Mifare1系列，目前大多數(shù)手機廠商使用的NFC芯片都是NXP。
「UID卡」：普通復(fù)制卡，可以反復(fù)擦寫所有扇區(qū)，門禁有防火墻則失效。
「CUID」：升級復(fù)制卡，可以反復(fù)擦寫所有扇區(qū)，可以穿透大部分防火墻。
「FUID」：高級復(fù)制卡，0扇區(qū)只能寫入一次，寫入后變?yōu)镸1卡。
「UFUID」：超高級復(fù)制卡，0扇區(qū)只能寫入一次，封卡后變?yōu)镸1卡，不封卡變?yōu)閁ID卡。
M1卡的介紹
對于M1卡，我們?nèi)绻褵o線通信看為底層，從上層來看，M1卡就是一個eeprom。
M1卡分為16個扇區(qū)，每個扇區(qū)由4塊（塊0、塊1、塊2、塊3）組成，（我們也將16個扇區(qū)的64個塊按絕對地址編號為0~63，存貯結(jié)構(gòu)如下圖所示：
首先，對于第0扇區(qū)的塊0（即絕對地址0塊），它用于存放廠商代碼，已經(jīng)固化，不可更改。
其次，每個扇區(qū)的塊0、塊1、塊2為數(shù)據(jù)塊，可用于存貯數(shù)據(jù)，塊3為控制塊。
「數(shù)據(jù)塊」可作兩種應(yīng)用：
?用作一般的數(shù)據(jù)保存，可以進行讀、寫操作。?用作數(shù)據(jù)值，可以進行初始化值、加值、減值、讀值操作。
「控制塊」，包括了密碼A、存取控制、密碼B。具體結(jié)構(gòu)如下：
每個扇區(qū)的「密碼」和「存取控制」都是獨立的，可以根據(jù)實際需要設(shè)定各自的密碼及存取控制。
存取控制為4個字節(jié)（上圖中：FF 07 80 69），共32位，扇區(qū)中的每個塊（包括數(shù)據(jù)塊和控制塊）的存取條件是由「密碼和存取控制共同決定的?！?/strong>
「存取控制」中每個塊都有相應(yīng)的三個控制位，也就是每個塊的讀寫控制由3個bit來控制，具體如下表：
上面列表可以看出，當(dāng)控制位不同的組合時，對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊就會有不同的操作邏輯，比如，當(dāng)塊0的存取控制位為1 0 0時，驗證密碼A或密碼B正確后可讀；驗證密碼B正確后可寫；不能進行加值、減值操作。
既然有這么三個bit可以表示數(shù)據(jù)塊的操作邏輯，必然需要一個地方來存儲每個數(shù)據(jù)塊對應(yīng)的3bit，它們就被存儲在存取控制的4個字節(jié)中，只不過它們的排列方式有點奇怪。我們這里把塊0-塊3命名為塊a-塊d，看起來舒服一些。假設(shè)：
塊a： C1a C2a C3a
塊b： C1b C2b C3b
塊c： C1c C2c C3c
塊d： C1d C2d C3d
那么，在存儲控制區(qū)域，定義為如下：
「控制塊塊3」的存取控制與「數(shù)據(jù)塊」（塊0、1、2）不同，它的存取控制如下
例如：當(dāng)塊3的存取控制位C13 C23 C33 = 1 0 0時，表示：
密碼A：不可讀，驗證KEYA或KEYB正確后，可寫（更改）。
存取控制：驗證KEYA或KEYB正確后，可讀、可寫。
密碼B：驗證KEYA或KEYB正確后，可讀、可寫。
RC522的介紹
RC522 通常帶有一個具有1KB內(nèi)存的RFID卡標(biāo)簽和密鑰卡標(biāo)簽。最棒的是，它還可以編寫標(biāo)簽，因此我們可以在其中存儲某種秘密消息。
RC522 采用的是13.56MHz的電磁場，用于與RFID標(biāo)簽（ISO 14443A標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽）進行通信。閱讀器可以通過4引腳串行外圍接口（「SPI」）與微控制器進行通信，SPI的最大數(shù)據(jù)速率為「10Mbps」。它還支持通過I2C和UART協(xié)議進行通信。
RC522帶有一個中斷引腳。這很方便，當(dāng)標(biāo)簽進入附近時，芯片會提醒我們。
如何操作一個卡片
「復(fù)位應(yīng)答（Answer to request）」
M1射頻卡的通訊協(xié)議和通訊波特率是定義好的，當(dāng)有卡片進入讀寫器的操作范圍時，讀寫器以特定的協(xié)議與它通訊，從而確定該卡是否為M1射頻卡，即驗證卡片的卡型。
「防沖突機制 (Anticollision Loop)」
當(dāng)有多張卡進入讀寫器操作范圍時，防沖突機制會從其中選擇一張進行操作，未選中的則處于空閑模式等待下一次選卡，該過程會返回被選卡的序列號。
「選擇卡片(Select Tag)」
選擇被選中的卡的序列號，并同時返回卡的容量代碼。
「三次互相確認(rèn)(3 Pass Authentication)」
選定要處理的卡片之后，讀寫器就確定要訪問的扇區(qū)號，并對該扇區(qū)密碼進行密碼校驗，在三次相互認(rèn)證之后就可以通過加密流進行通訊。（在選擇另一扇區(qū)時，則必須進行另一扇區(qū)密碼校驗。）
「對數(shù)據(jù)塊的操作」
讀 (Read)：讀一個塊；
寫 (Write）：寫一個塊；
加（Increment）：對數(shù)值塊進行加值；
減（Decrement）：對數(shù)值塊進行減值；
存儲（Restore）：將塊中的內(nèi)容存到數(shù)據(jù)寄存器中；
傳輸（Transfer）：將數(shù)據(jù)寄存器中的內(nèi)容寫入塊中；
中止（Halt）：將卡置于暫停工作狀態(tài)；
