NFC系統
近場通信（NFC）是一種射頻識別系統（RFID），該技術可以使通信兩端使用13.56-MHz的RFID頻段進行短距離的快速通信。NFC技術作為基於工作頻率在13.56MHz RFID 的非接觸式卡標准，其是隨着智能手機端移動支付的大規模應用，手機配置NFC，才使得這一技術流行開來。目前，因為NFC具有低功耗、無需電池等優良特性，所以近場通訊技術開始出現在醫學的應用之中，例如利用無源標簽對患者身份與病症識別、葯品庫存識別及控制以及一些植入式的醫療器械等。。
NFC系統是屬於RFID系統中的一種，典型的系統由應答器、讀寫器以及應用系統組成，如下圖所示。
圖1 RFID系統的組成框圖
通常來說，NFC系統是由一對 NFC 設備及其之間的相互通訊組成[21]。應答器（又可稱射頻標簽），一般來說是要安放在識別的物體表面，標簽存儲着被識別物體的數據或者采集到的信息，這些信息可被讀寫器進行射頻識別，從而讀寫器就從這一標簽當中讀出來可獲得的有效的數據或采集的數據，標簽是由一片NFC芯片和外接天線（能量耦合元件）構成，NFC芯片上還集成了ADC、FRAM、CPU等部分，每個射頻標簽在其內部都出廠存有着唯一的可識別信息，使用者可以很方便的對不同的應答器進行分類及管理[20]。
在無源NFC系統中，因為NFC閱讀器與NFC應答器間的能量與數據的傳輸是采用“問答”的形式進行的，所以控制這個通訊序列是需要一定的時序控制。在這種情況下，閱讀器除了還要無線供能之外，還要進行通訊時序控制。
NFC系統的能量以電感耦合（電磁感應）的方式通過天線來進行無線的能量傳輸，其射頻載波頻率為 13.56MHz，采用電感耦合方式的無源射頻標簽的典型的工作距離為10-20cm，在此距離范圍內，可以進行能量傳輸與數據通信，如圖2所示。
圖2 RFID電磁感應的原理效果圖
詳細來說，NFC兩端通訊的過程如下：上位機可以控制NFC讀寫器，通過串口給讀寫器寫入將要發送的信息，讀寫器天線將信息發射給距離內的射頻標簽，此時無線能量傳輸也在進行，在距離范圍之內的標簽獲得能量且激活，信息通過標簽端的天線處理后直接進入芯片的寄存器區，之后標簽上采集或存儲的信息可以由上位機寫入的程序控制后，通過標簽端的外圍天線發射到讀寫器；之后讀寫器將從寄存器讀來的信息送到上位機進行下一步的處理；上位機得到NFC讀寫器傳輸來的數據之后，進行下一步的數據處理分析並存儲，這樣就實現了NFC兩端的相互通信[20]。
NFC技術擁有着兩種通訊模式：主動通訊模式和被動通訊模式，分別如圖3 、圖4所示。在3主動通訊模式中，讀寫器和標簽端都可以從自身產生射頻場，也就是可以自身供給能量，兩端相互之間可以按時序傳輸信號。但在圖4被動通訊模式中，就只有讀寫器端能夠產生射頻場，標簽收到能量被激活后可以發射信息回答讀取器。
圖3 主動通訊模式
圖4 被動通訊模式