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Alipay の新しい「タップ＆ペイ」機能を使いましたか?この背後にある原理は何だろうかと考えたことはありませんか?

実際、この背後で使用されているテクノロジーは NFC と呼ばれます。この技術には長い歴史があります。今日はNFCとは何かについて学びます。どのように機能しますか?

NFCとは何ですか?

NFC は Near Field Communication の略で、近距離無線通信技術を指します。その動作原理は無線周波数識別 (RFID) 技術に基づいていますが、NFC は従来の RFID とは異なります。重要な特徴が 2 つあります。1 つは短距離通信です。 NFC の通信距離は非常に短く、通常は数センチメートル以内です。この機能により、安全性が高まり、長距離信号干渉や盗聴を回避できます。第二に、双方向のコミュニケーションです。 NFC は情報を読み取るだけでなく、情報を積極的に送信し、双方向のデータ交換をサポートします。これにより、特定のアプリケーションでは、NFC は従来の一方向 RFID よりも柔軟性が高まります。

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また、NFC テクノロジの動作周波数は通常 13.56 MHz で、標準のデータ伝送速度は 106kbps ～ 424kbps です。伝送速度は中程度で、ほとんどの一般的なアプリケーションシナリオをサポートするのに十分です。

NFCの仕組み

NFC の動作原理は、簡単に言えば「送信と受信」です。具体的には、NFC デバイスは電磁場を介して相互に通信します。 2 つの NFC 対応デバイスを十分に近づけると、電磁波を介して情報が交換されます。 NFC デバイスは通常、送信機と受信機で構成されます。

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アクティブモードでは、NFC デバイスは信号をアクティブに送信して他のデバイスと通信します。携帯電話やその他のデバイスは、NFC チップを通じて信号を送信し、受信者の応答を待ちます。パッシブモードでは、NFC デバイスは信号を積極的に送信せず、他のデバイスからの電磁場を使用して電力を供給し、信号に応答します。パッシブモードは、カードやタグなどのデバイスでよく使用されます。双方向モードでは、2 つの NFC デバイスが相互に情報を送受信できます。このモードは、デバイス間のペアリングやファイル転送によく使用されます。

携帯電話におけるNFCアプリケーション

NFC テクノロジーの応用範囲は非常に広く、私たちの生活のほぼすべての分野をカバーしています。一般的な NFC アプリケーションをいくつか紹介します。

モバイル決済

モバイル決済は、NFC の最もよく知られたアプリケーションの 1 つです。最近では、携帯電話を使って支払いをすることが日常生活の一部になっています。 NFC 機能により、スマートフォンは決済端末 (POS 端末など) と素早く接続し、決済プロセスを完了できます。

たとえば、Alipay、WeChat Pay、Apple Pay などのアプリケーションを使用する場合、支払いを完了するには、携帯電話を支払いデバイスに近づけるだけで済みます。これは、携帯電話の NFC チップが近距離無線通信を介して POS 端末と情報を交換し、資金移動を実現するためです。

支払い処理中、携帯電話の NFC チップは「電子財布」として機能し、銀行カード情報や支払い口座情報を保存し、暗号化して認証することで、支払い処理のセキュリティを確保します。

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電子アクセス制御

NFC テクノロジーは、電子アクセス制御システムでも広く使用されています。多くの近代的なオフィスビル、ホテルの客室、その他の場所では、アクセスカードの代わりに NFC が使用され始めています。 NFC 対応の携帯電話をアクセス制御デバイスに近づけるだけで、認証されてドアのロックが解除されます。この方法は便利で高速であるだけでなく、従来のアクセス制御カードを紛失するリスクも軽減します。

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Bluetoothペアリング

NFC は Bluetooth ペアリングでも重要な役割を果たします。携帯電話を Bluetooth ヘッドセット、スピーカー、車載システムなどのデバイスとペアリングする場合、従来のペアリングプロセスでは、手動でパスワードを入力するか、デバイスを選択する必要があります。 NFC を使用する場合、携帯電話と Bluetooth デバイスを近づけるだけで、デバイスが自動的に認識してペアリングを完了するため、操作プロセスが大幅に簡素化され、利便性が向上します。

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スマートラベルと情報交換

NFC タグ (NFC タグカードまたは NFC ステッカーとも呼ばれます) は、NFC を介して携帯電話などのデバイスと情報を交換するデバイスです。 NFC タグは、スマート広告、チケットシステム、製品情報クエリなどの場面で広く使用されています。たとえば、店舗では NFC チップが埋め込まれた看板や商品タグを見かけます。ユーザーは携帯電話をタグに近づけるだけで、詳細な製品情報、プロモーション、偽造防止および追跡情報などを入手できます。

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さらに、NFC タグは簡単な情報や設定を保存するためにも使用できます。たとえば、ホームオートメーションシステムでは、NFC タグをドアに取り付け、携帯電話を使用してタグをスキャンし、照明の点灯、エアコンの温度調整などのスマートホームデバイスを制御できます。

データ交換とファイル共有

NFC テクノロジーは、デバイス間の高速データ交換にも使用できます。一部のデバイスでは、NFC 対応の携帯電話 2 台を近づけるだけで、連絡先、写真、音楽ファイルなどのデータをすばやく交換できます。この方法は Bluetooth と比較して操作が高速かつ簡単で、特に小さなファイルの高速転送に適しています。

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本人認証と電子チケット

NFC は、本人認証、電子文書、電子チケットにも使用できます。たとえば、一部の国や地域の公共交通機関では NFC チケットがサポートされています。乗客は携帯電話をカード読み取り装置の近くに置くだけで、チケットの確認を素早く完了できます。さらに、NFC テクノロジーは、アクセスカード、ID カード、電子パスポート、その他の ID 認証シナリオなど、セキュリティが重視される場面でも使用されます。

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参考文献

[1]https://mp.weixin.qq.com/s/OSeQxztKnW6qs3z8lHpLhw

[2]https://mp.weixin.qq.com/s/g-GgKhRG4e0UuZuVcKUOyQ

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[4]https://mp.weixin.qq.com/s/Ar-YrOtTIpXwIld2t-d1dw

[5]https://mp.weixin.qq.com/s/Vqa5CsW0VvXzahQnhhxCGg

[6]https://mp.weixin.qq.com/s/FRKbkAs8Q3SxJPjvdC-frQ

[7]https://mp.weixin.qq.com/s/EFulsF5P6-Dr_pRAvQnGsw

[8]https://mp.weixin.qq.com/s/vXoPUZHu24cBHmTg0qaM6w

[9] Wang Peiyi、Ju Xinxin、Zhao Junyan、他。 NFC技術に基づくワンカードシステムの設計と応用[J]。ワイヤレスインターネットテクノロジー、2021年、18(18):50-51。

[10] 携帯電話がバスカードに「変身」？ NFC機能をあなたのために公開します[J]。計測器とメーターユーザー、2020、27(01):104。