産品特色

編輯推薦

NFC(Near Field Communication)，是一種近距離無綫通信技術，與其他近距離通信技術相比，NFC具有獨特的安全優勢和快速接入能力，填補瞭Wifi、藍牙等其他無綫技術的使用場景空白。隨著Apple Pay、三星Pay、華為Pay、小米Pay等手機NFC支付方式的逐步普及，移動支付的飛速發展正帶動NFC技術開始一個新的應用熱潮。我們選擇瞭兩本係統介紹NFC概念、原理、技術約束及規定的書籍，希望為NFC工程設計人員提供較為準確、全麵的NFC設備和天綫設計知識，避免一些設計陷井。

除介紹NFC基本概念和NFC設備運行原理外，還收集、編譯、和整理瞭一個技術數據庫,它由各種通用工業實例，以及具體和詳細的“NFC設備設計以及相關知識”的實例組成，可以作為NFC基本技術和應用培訓教材，也可以作為有關NFC設備設計過程中的約束的專門手冊。

內容簡介

《NFC設備設計寶典：設計約束篇》講瞭當今NFC設備的技術，以及這些技術在諸如金融支付、公共交通、行政管理、機動車、工業、通信工具以及物聯網等領域的應用。
《NFC設備設計寶典：設計約束篇》通過數個翔實的技術實例，討論瞭諸多標準（如[SO、CEN、NFC Forum、EMV等）和監管認證（如ERC、FCC、ErPSI、無綫電頻率、隱私及生態汙染等）下的約束，以及NFC設備不得不麵對的審批、外形、功能性、結構性、環境或協同等問題。
《NFC設備設計寶典：設計約束篇》適閤從事NFC設備設計、研發和製造的專業人士閱讀，也可作為高校相關專業師生的參考用書。

內頁插圖

目錄

譯者序

原書前言

第１ 部分　ＮＦＣ 簡介和迴顧

第１ 章　近場通信(ＮＦＣ) 原理迴顧 ２

　１. １　“非接觸式” 的物理基礎與ＮＦＣ ２

　　１. １. １　傳播和輻射的現象 ２

　　１. １. ２　場與空間區域的分類 ２

　　１. １. ３　空間區域 ２

　　１. １. ４　遠場: ｒ >> λ /２π (Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ 區) ３

　　１. １. ５　中場: ｒ 約等於λ (Ｆｒｅｓｎｅｌ 區) ３

　　１. １. ６　近場區域: ｒ << λ /２π (Ｒａｙｌｅｉｇｈ 區) 和ＮＦＣ 的起點 ３

　　１. １. ７　非接觸式、ＲＦＩＤ 和ＮＦＣ 應用的注釋說明 ３

　１. ２　ＮＦＣ 的概念 ４

　　１. ２. １　Ｂｉｏｔ￣Ｓａｖａｒｔ 定律 ５

　　１. ２. ２　圓形天綫軸上一點的場Ｈ ５

　　１. ２. ３　作為“ｄ” 一個函數的場Ｈ 的衰減 ７

　　１. ２. ４　矩形天綫的軸上一點的場Ｈ ８

第２ 章　ＮＦＣ 的規範約束 ９

　２. １　簡介 ９

　　２. １. １　規範性、標準性和ＮＦＣ 市場約束 ９

　　２. １. ２　詞匯錶 ９

　　２. １. ３　規範 １０

　　２. １. ４　標準 １０

　２. ２　規範性約束 １０

　　２. ２. １　從發起者到接收者的上行鏈路 １１

　　２. ２. ２　ＮＦＣ 設備天綫上的非接觸式規範約束 １５

　２. ３　結論 ２３

第３ 章　規則約束和推薦規範 ２４

　３. １　針對ＮＦＣ 和ＮＦＣ 天綫的規則約束 ２４

　　３. １. １　射頻規定 ２４

　　３. １. ２　關於ＮＦＣ 輻射和汙染的約束 ２５

　　３. １. ３　ＥＲＣ ７０￣０３ 標準和ＥＴＳＩ ３００ ３３０ 規範 ２５

　３. ２　關於標準的討論 ２９

　　３. ２. １　關於人體暴露在電磁場中 ２９

　　３. ２. ２　關於個人自由(隱私) 的社會約束 ３０

　　３. ２. ３　環境影響 ３２

　３. ３　ＮＦＣ 市場的規範 ３２

　　３. ３. １　應用ＮＦＣ 技術的短距離設備 ３２

　　３. ３. ２　用戶期望的成本與市場價 ３３

　　３. ３. ３　注意虛假廣告 ３３

第２ 部分　ＮＦＣ 應用領域導緻的約束

第４ 章　ＮＦＣ 應用的分類與成果 ３６

　４. １　ＮＦＣ 應用的分類方法 ３６

　　４. １. １　技術 ３６

　　４. １. ２　“ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍ 設備” 和“ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍ 標簽” ３７

　　４. １. ３　ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍ 設備通信的“模式” ３８

　　４. １. ４　ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍ 設備的角色 ３９

　　４. １. ５　應用分類的可行性及其約束 ３９

　４. ２　應用成果及其直接約束 ４１

　　４. ２. １　Ｔｏｕｃｈ ＆ Ｇｏ ４１

　　４. ２. ２　Ｔｏｕｃｈ ＆ Ｃｏｎｆｉｒｍ ４２

　　４. ２. ３　Ｔｏｕｃｈ ＆ Ｃｏｎｎｅｃｔ ４２

　　４. ２. ４　Ｔｏｕｃｈ ＆ Ｅｘｐｌｏｒｅ ４２

第５ 章　ＮＦＣ 應用領域導緻的約束 ４３

　５. １　ＮＦＣ 應用的技術可行性範圍 ４３

　　５. １. １　架構和電子功能 ４３

　　５. １. ２　形狀. 尺寸和外形(公共場閤除外) ４３

　　５. １. ３　備注和錶的部分解釋 ４５

　　５. １. ４　用於長距比賽監測的接收者/標簽 ４５

　　５. １. ５　用於監控奢侈品的接收者/標簽 ４６

　５. ２　ＮＦＣ 設備細分、市場類型、問題和影響及直接技術約束 ４７

　　５. ２. １　市場部門和類型 ４７

　５. ３　移動電話 ４８

　５. ４　銀行/貨幣事務/付款 ４９

　５. ５　運輸 ５０

　　５. ５. １　第一種情況: 電池輔助型和平闆電池型卡模擬模式 ５２

　　５. ５. ２　第二種情況: 電池輸齣的卡模擬模式 ５２

　　５. ５. ３　第三種情況: 碰撞和負載效應 ５３

　５. ６　汽車 ５３

　　５. ６. １　消費類電子産品 ５５

　５. ７　健康服務 ５７

　５. ８　溝通介質 ５７

　　５. ８. １　ＮＦＣ 平闆電腦 ５８

　　５. ８. ２　ＮＦＣ ＵＳＢ 鑰匙 ５８

　　５. ８. ３　ＮＦＣ 溝通和促銷介質 ５８

　　５. ８. ４　“附加性” 的ＮＦＣ 設備、棒和貼紙 ５９

第３ 部分　設計ＮＦＣ 係統及其天綫時需要解決的應用約束問題

第６ 章　ＮＦＣ 的結構約束 ６２

　６. １　天綫形狀導緻的約束 ６２

　６. ２　操作距離變化導緻的約束 ６２

　　６. ２. １　距離和磁耦閤 ６３

　６. ３　在約束下發起者天綫的品質因數Ｑ 的最大可接受值 ６３

　６. ４　迴歸(逆) 調製電壓的約束 ６４

　　６. ４. １　無源負載調製(ＰＬＭ) ６４

　　６. ４. ２　有源負載調製(ＡＬＭ) ６６

第７ 章　應用功能約束 ６９

　７. １　天綫調諧/失諧約束 ６９

　　７. １. １　發起者的情況 ６９

　　７. １. ２　接收者的電路示意圖 ６９

　　７. １. ３　“調諧” “未調諧” 和“失諧” 的移動電話 ７５

　７. ２　環境的影響和約束 ７８

　　７. ２. １　環境的物理影響 ７８

　　７. ２. ２　環境對天綫及其性能的影響 ７８

　　７. ２. ３　電場 ７８

　　７. ２. ４　磁場 ８０

　　Ⅹ　　ＮＦＣ 設備設計寶典: 設計約束篇

第４ 部分　一緻性和互操作性約束

第８ 章　一緻性約束 ８８

　８. １　ＮＦＣ 設備的一緻性測試 ８８

　８. ２　ＮＦＣ ＩＰｘ 的“一緻性” 測試規範 ８８

　　８. ２. １　ＩＳＯ ２３９１７ 測試(ＮＦＣ ＩＰ１ 協議) ９０

　　８. ２. ２　ＩＳＯ ２２５３６ 測試(ＮＦＣ ＩＰ１ ＲＦ 接口) ９０

　８. ３　發起者天綫的電特性 ９１

　　８. ３. １　天綫的電感和電阻 ９１

　　８. ３. ２　品質因數 ９２

　　８. ３. ３　帶寬 ９３

　　８. ３. ４　天綫的調諧及阻抗匹配 ９４

　８. ４　接收天綫的調整方法 ９７

　　８. ４. １　吸收閾值 ９７

　　８. ４. ２　讀取模式下的吸收 ９７

　　８. ４. ３　共振頻率 ９８

　　８. ４. ４　帶寬 ９８

　８. ５　與接收者一起使用的測量方法 ９８

　８. ６　發起者天綫的電測量 ９９

　　８. ６. １　測量發起者輻射的磁場 ９９

　　８. ６. ２　品質因數的測量 １００

　　８. ６. ３　在應用中測量Ｑ 值 １０３

　　８. ６. ４　測量應用程序中的帶寬 １０４

　８. ７　整個係統的調整方法 １０５

　　８. ７. １　需要被執行的測量 １０５

　　８. ７. ２　測量的執行順序 １０５

　　８. ７. ３　能源領域、零位綫和安全操作領域 １０５

　８. ８　測量工具 １０６

第９ 章　互操作性約束 １０７

　９. １　標準和互操作性 １０７

　９. ２　測試的問題: ＮＦＣ ＩＳＯ、ＥＭＶ 和ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍ 等 １０８

　　９. ２. １　ＥＭＶ 一緻性測試 １０８

　９. ３　實際應用: 測量的一些簡單例子 １１４

　　９. ３. １　例子１ １１４

　　９. ３. ２　例子２ １１６

　　９. ３. ３　ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍ 中的一緻性測試 １１８

　　９. ３. ４　更低層的ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍ 測試和驗證方法 １１９

　　９. ３. ５　測試ＮＦＣ 與ＣＥＮ 的一緻性 １１９

　　９. ３. ６　什麼是總體的互操性? １２０

結語　ＮＦＣ 及其天綫的“近場”“遠場” 的未來 １２１

參考文獻 １２６

前言/序言

前言

我從一開始(到現在已經１５ 年瞭) 就在ＮＦＣ (近場通信) 領域工作. 過去寫過很多關於這個主題的文章. 現在ＮＦＣ 在操作原理方麵已經取得瞭長足的進步.也齣現瞭各種精彩紛呈的ＮＦＣ 應用軟件(特彆是移動電話). 然而(總是會有一個轉摺). 關於ＮＦＣ 特定應用的集成電路和天綫(硬件) 的具體功能的研究文獻相對較少. 對物理層(即空中接口) 的研究也相對很少. 我希望這本書能很好地填補這個空白.因此. 我希望立即使這種局麵得到改觀. 我希望彌補這個不足之處不是齣於情懷. 而是因為它是一個日常的現實. 設計師和用戶常常忽略某些限製. 認為“沒有它也會正常工作”. 然而. 不幸的是. 由於通過空中接口、網絡天綫、各種應用程序和物理環境的各種形式因素進行通信. 它們的問題必須加以考慮. 否則無法實現任何建設性的目標.作為在這片神秘的領域馳騁多年並且見證瞭ＮＦＣ 市場漸漸興旺的眾多公司的技術顧問. 我將本書定位為麵嚮工程師、技術人員、學生和這個領域源源不斷的新來者. 以幫助他們避免一些陷阱. 目前. 這些主題很少有現成的信息或基本技術和應用培訓. 因此. 我現在嚮你們提供這本書. 作為本領域入門的一個引導.並提供有關ＮＦＣ 設備設計過程中關於約束的專門知識. 我已經收集、編譯和整理瞭一個技術數據庫. 它由各種通用工業實例、具體和詳細的“ＮＦＣ 設備設計” 實例組成. 這些實例來自於我的公司“ｄｐ￣Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ” 的廣泛參與.本書不是關於市場營銷的百科全書. 也不是關於本書主題的泛泛而談. 而是對於技術細節和所有關於這些技術功能和應用問題的深入檢查和技術參考. 讀者在閱讀本書的過程中將發現. 應用領域非常寬廣. 從無紙化數據交換到安全支付.這些應用可由便攜設備(比方說手機和相機等) 控製. 也可以應用在芯片卡、電視或汽車上. 因此. 我們需要考慮許多“形狀因素”、外部環境等問題. 這些問題導緻瞭一係列和天綫相關的技術問題.此外. 為瞭不妨礙讀者理解本書中提到的設備. 我已經做瞭最大努力讓這本書盡可能清晰和有條理. 這樣你們就可以立刻看到重點. 以及理論、技術方麵、經濟方麵等的聯係點所在.現在. 我希望讀者會發現這本書很有趣並且很有用. 最重要的是. 享受它.　　Ⅵ　　ＮＦＣ 設備設計寶典: 設計約束篇因為它是獻給你們的(不是我)! 如果有任何疑問. 歡迎讀者隨時通過電子郵件聯係我. 提齣關於本書內容和形式的任何評論、問題(當然. 這些評論應該是建設性的).

譯者序

NFC (Near Field Communication)，是一種近距離無綫通信技術，與其他近距離通信技術相比，NFC具有獨特的安全優勢和快速接入能力，填補瞭Wifi、藍牙等其他無綫技術的使用場景空白。盡管NFC並非是一個新技術，但由於過去NFC應用使用場景比較少，因此大眾對它的認知率並不高。

隨著Apple Pay、三星Pay、華為Pay、小米Pay等手機NFC支付方式的逐步普及，移動支付的飛速發展正帶動NFC技術開始一個新的應用熱潮。但當智能手機、智能手環等多種形狀和材質的設備上附加NFC功能時，導緻NFC設備和天綫的工作電磁環境更為復雜，如何設計NFC設備和天綫成為工程設計人員麵臨的難題。譯者作為高校教師，同時作為較早接觸NFC技術、開發NFC應用的科技研究人員，對係統介紹NFC設備和天綫設計規範和原則方麵中文資料的需求和匱乏有深刻的體會，因此，我們選擇瞭兩本係統介紹NFC概念、原理、技術約束及規定的原文書，進行翻譯齣版，希望為NFC工程設計人員提供較為準確、全麵的NFC設備和天綫設計知識。

原書的作者Dominique Paret，在NFC領域工作近20年，寫過很多關於這個主題的文章，在國內翻譯齣版的有《超高頻射頻識彆原理與應用》等書，在射頻通信領域是理論與應用結閤的專傢。本書的原著《Design Constraints for NFCDevices》和《Antenna Designs for NFCDevices》是作者2016年的最新力作，對NFC特定應用的集成電路和天綫（硬件）的具體功能進行詳細、係統的描述，填補瞭對NFC物理層——空中接口的研究的空白。

書中除介紹NFC基本概念和NFC設備運行原理外，還收集、編譯、和整理瞭一個技術數據庫,它由各種通用工業實例，以及具體和詳細的“NFC設備設計以及相關知識”的實例組成，全書敘述由淺及深，由結構、實例入手，講述設計NFC設備需要遵循的約束，適閤工程技術人員、教師、學生等NFC領域的研究者閱讀，可以作為NFC基本技術和應用培訓教材，也可以作為有關NFC設備設計過程中的約束的專門手冊。

《Design Constraints for NFCDevices》——《NFC設備的設計約束》，描述設計NFC相關設備時需要遵循的標準、規則和約束。書中共分四部分，第一部分，囊括瞭很多關鍵的技術問題，對於瞭解當前NFC設備的應用問題，是非常重要的。該部分從講述NFC運行原理開始，繼而描述 NFC元件結構，給齣設計時適用的結構規範約束，主要是NFC射頻級設計、天綫設計及與之直接關聯的連接問題；第二部分，將NFC應用進行分類，按照分類介紹其成果及相應的滿足應用目標需要的設計約束；第三部分，闡述瞭設計NFC設備及其天綫的框架和背景，描述與NFC規範和標準（ISO、NFC Forum、EMV等）內容存在直接和間接相關的結構約束、各種應用的功能約束，以及對這些約束的處理方法。第四部分，介紹專門討論NFC係統及其天綫的測量和測試的約束，討論各種NFC特定組件（天綫，綫圈等）的值和特性的測量的約束，以及符閤標準的産品的主要約束的一緻性測試。

《Antenna Designs for NFC Devices》——《NFC設備的天綫設計》講述NFC設備的天綫設計的約束，書中按照NFC天綫的組成結構及通信原理講述各部分的約束規則。書中首先迴顧NFC設備天綫設計的約束條件（第一章），介紹NFC內部原理（第二章），然後重點介紹NFC天綫的組成結構的約束規則，包括發送者天綫（第三章）、接收者和標簽的天綫（第五章）、發送者-接收者天綫對及其耦閤（第七章）、發送者-接收者天綫對和負載效應（第八章），中間適時給齣應用實例，包括發起者天綫的應用實例（第四章），發送者、接收者天綫設計的詳細示例（第六章），並在最後給齣“如何進行一個NFC項目”一節，指導讀者展開實際應用。

NFC中文譯著比較少，本書翻譯過程中麵臨的一個睏難是，有很多專業名詞是否翻譯，如何進行中文翻譯，譯者進行瞭仔細斟酌，但仍難免有疏漏之處，如讀者發現任何不理想之處，望能不吝賜教，我們將在再版時予以糾正。

特彆感謝馮釩、劉亞輝、閆萌、硃翀、陶競虹等為本書翻譯所做的工作。

機械工業齣版社對本書的齣版予以高度重視，感謝呂瀟編輯日夜工作，指齣瞭很多問題，提齣瞭很多寶貴建議，提高瞭本譯著的質量。本書齣版付印過程中參與服務的還有多位颱前幕後的工作人員。對此予以特彆感謝！

譯者

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