對NFC應(yīng)用在手機(jī)的研究

　　NFC源于RFID技術(shù)，但又不同于RFID。NFC采用了雙向識別和連接，通信各方不存在固定的主從關(guān)系，通信可以由任意一個NFC設(shè)備發(fā)起。紅外通信要求設(shè)備在30°錐角以內(nèi)且不能移動，而作為一種面向消費(fèi)者的支付技術(shù)，NFC比紅外更快，操作也更簡單。與藍(lán)牙相比，NFC面向近距離交易，適用于交換財(cái)務(wù)信息或敏感的個人信息等重要數(shù)據(jù)；藍(lán)牙適用于較長距離數(shù)據(jù)通信，能夠彌補(bǔ)NFC通信距離的不足。NFC和藍(lán)牙可以互為補(bǔ)充，共同存在。同時，

　　非常近的通信距離也使NFC具有了天然的安全保障。ZigBee更適合用于擁有大量無線傳感器和控制操作的工業(yè)控制領(lǐng)域，而Wi-Fi顯然更適于小型辦公場所和家庭網(wǎng)絡(luò)（見表2）。

　　表2 NFC與六種無線通信技術(shù)的比較

　　就成本而言，NFC的成本較低，飛利浦承諾，每個芯片的成本約在2美元左右。而藍(lán)牙、Wi-Fi和ZigBee的系統(tǒng)成本則遠(yuǎn)遠(yuǎn)比NFC的高。 總體來看，作為一種面向近距離交易的無線通信技術(shù)，NFC的優(yōu)勢明顯，功耗極低、成本低、安全性好，其速率基本能滿足設(shè)備之間信息交換的需求。同時，對于視頻流等需要較高帶寬的應(yīng)用，也可以配合藍(lán)牙、Wi-Fi等技術(shù)，提供方便的自動接入功能。

　　4 非接觸式移動支付的幾種應(yīng)用方案

　　目前，基于手機(jī)的非接觸式移動支付應(yīng)用有三種主流方案：飛利浦、索尼和諾基亞等廠家提出的基于手機(jī)的NFC方案、芯片廠商Inside公司提出的eNFC方案和雙界面智能卡方案。

　　4.1 主流方案

　　（1）NFC方案

該方案中NFC功能芯片和天線與手機(jī)的其他部分及SIM卡相獨(dú)立，但NFC模塊與手機(jī)共用電池（見圖3）。電池有電時，NFC模塊可在主動、被動和雙向三種模式下工作；電池?cái)嚯姇r，只能在被動模式下工作，相當(dāng)于普通的一卡通。手機(jī)開關(guān)機(jī)對NFC模塊無影響，即在手機(jī)關(guān)機(jī)時也可使用NFC功能。實(shí)現(xiàn)方式有兩種：一是定制手機(jī)，將天線集成在手機(jī)電池或主板上，使NFC應(yīng)用與手機(jī)融為一體，工作穩(wěn)定可靠，但需更換手機(jī)；二是將天線與NFC芯片直接相連，然后與電池緊貼放在電池和手機(jī)后蓋之間，用戶不需更換手機(jī)，前述的廈門測試項(xiàng)目就采用了此種方式，如圖2。此方案的不足在于，天線連接的可靠性不高；此外對手機(jī)的內(nèi)部尺寸有特殊要求，增加天線之后影響了手機(jī)的便攜性。 此方案的NFC模塊不能和手機(jī)的處理器或SIM卡通信，用戶和電信運(yùn)營商無法通過手機(jī)控制NFC模塊。這會造成信用卡發(fā)行商和手機(jī)制造商單獨(dú)接觸，完全脫離電信運(yùn)營商的市場格局。另一方面，若要將NFC模塊收發(fā)的信息與蜂窩網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，須在NFC模塊和手機(jī)基帶芯片間建立接口，且各層的設(shè)計(jì)都必須繞開運(yùn)營商的控制，也無法直接讀寫SIM卡，軟硬件設(shè)計(jì)將變得非常復(fù)雜。 此方案的優(yōu)點(diǎn)是對不同技術(shù)、不同信用卡發(fā)行商的卡兼容性好，在全球已有很多案例，應(yīng)用技術(shù)也比較成熟，比較適合試點(diǎn)期的項(xiàng)目。

　　圖2 廈門測試中的諾基亞3220

　　圖3 NFC方案示意圖

　?。?） eNFC方案

　　此方案又稱為手機(jī)和SIM卡的融合方案，分離了應(yīng)用層和底層功能，把NFC應(yīng)用放在SIM卡中，把NFC功能芯片放在手機(jī)中（如圖4）以解決兼容性問題。由于SIM卡容量較大，可將重要信息（如信用卡賬號、員工卡號） 存儲在SIM卡中，且SIM卡存儲的安全性更高，對SIM卡只需增加一個管腳。用戶更換SIM卡時，可以帶走現(xiàn)有的交易數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)徹底的機(jī)卡分離。 此方案可簡化NFC模塊和手機(jī)間的通信結(jié)構(gòu)，使NFC的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用更為流暢，也使電信運(yùn)營商和信用卡發(fā)行商共同加入到市場中來。缺點(diǎn)是NFC模塊和SIM卡間需要高速傳輸，保證實(shí)時性和操作的快捷，但這種通信協(xié)議目前尚未標(biāo)準(zhǔn)化。表1中法國巴黎交通系統(tǒng)采用了此種方案。

　　圖4 eNFC方案示意圖

　　圖5 雙界面智能卡方案示意圖

　?。?）雙界面智能卡方案

　　該方案基于一種雙界面智能SIM卡，支持非接觸式應(yīng)用，同時也可實(shí)現(xiàn)普通手機(jī)SIM卡的功能，在接聽撥打電話、收發(fā)短信時不影響非接觸式操作（見圖5）。兩種實(shí)現(xiàn)方式與NFC方案基本相同：一是定制手機(jī)；二是將天線與SIM卡直接相連后放在電池和手機(jī)后蓋之間，這樣可只更換SIM卡，降低成本，缺點(diǎn)也是天線連接的可靠性低、對手機(jī)尺寸要求高等。該方案占用了C4和C8接口，而這兩個接口是用于高速數(shù)據(jù)下載的，可能會影響到未來高速空中下載應(yīng)用。 此方案基于智能卡技術(shù)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范都已成型；對于運(yùn)營商來說項(xiàng)目啟動較快，成本低。由于SIM卡只能由運(yùn)營商發(fā)行，因此該方案對運(yùn)營商更為有利。目前，湖南移動正在對該方案進(jìn)行內(nèi)部測試。