基于手机的NFC应用研究

 引言

　　随着手机的快速普及，无线网络支持的上下行数据速率不断提高，新的应用尤其是数据业务方面的应用不断涌现，手机成为人们身边不可缺少的信息终端。越来越多的人用手机代替手表、记事本、MP3，是否有一天我们的钱包和钥匙也会让位于手机，使我们的生活更加方便，更加安全呢？ 近距离通信NFC（Near Field Communication）技术将让这一切变为现实。2006年6月，诺基亚和中国移动、飞利浦、易通卡公司在厦门启动了中国首个NFC手机支付试验。用户使用内嵌NFC模块的诺基亚3220手机，可在厦门市任何一个易通卡覆盖的营业网点（公交汽车、轮渡、电影院、快餐店）进行手机支付。不仅如此，在不久的将来，通过手机和NFC技术的结合，用户仅仅通过手机就可以实现以下应用：在街边海报上和杂志上下载演唱会时间地点和节目表；在公园里玩互动的定向越野游戏；在车站实时刷新公交车的到站时间；在办公室发送短信控制家政服务员进出住宅的时间；在学校全面代替现有学生证和学生卡；在遍布市区的智能公用电话亭查询地图、公交线路、餐饮购物等信息；在加油站、超市、银行任何有POS机的地方支付款项并用手机收取电子发票。

　　1 技术简介

　　NFC是在无线射频识别（RFID）和互联技术的基础上融合演变而来的新技术，是一种短距离无线通信技术标准。它在单一芯片上集成了非接触式读卡器、非接触式智能卡和点对点的功能，运行在13.56MHz的频率范围内，能在大约10cm范围内建立设备之间的连接，传输速率可为106kbit/s、212kbit/s、424 kbit/s，未来可提高到848kbit/s以上。NFC终端有三种工作模式：

　　（1）主动模式下，NFC终端作为一个读卡器，主动发出自己的射频场去识别和读/写别的NFC设备；

　　（2）被动模式下，NFC终端可以模拟成一个卡被读/写，它只在其他设备发出的射频场中被动响应；

　　（3）双向模式下，双方都主动发出射频场来建立点对点的通信。

　　NFC用于在短距离范围内快速建立各种设备之间的无线通信，可作为一种虚拟连接器，它可以满足任何两个无线设备间的数据交换。它还能通过初始化设备原有的蓝牙和802.11等无线协议，使设备能在更远距离上通信或以更高速率传输数据。所以除了信息传输之外，NFC设备可以在联网世界中作为一个安全的网关，让用户无论在家中或移动中，都能随时储存或接收各种信息。只要将两个NFC设备靠拢，它们便会自动启动网络通信功能，用户无需另行设定安装程序，从而实现前述的非接触式移动支付、身份识别等电子钱包和身份证功能。 NFC技术符合国际标准化组织的ISO18092、ISO21481标准，兼容无线智能卡ISO14443标准，符合欧洲计算机协会的EMCA-340、352和356标准。NFC兼容非接触式智能卡领域的两强--飞利浦的MIFARE技术和索尼的FeliCa技术，基于前者的智能卡已部署约12亿片，后者也已部署约1.7亿片。这使NFC技术充分具备了未来近距离无线互连设备所应有的低功率、低价格、兼容性的特点，而使NFC成为近距离无线互连领域一种极富竞争力的技术。

　　2 应用分类和现状

　　2.1 应用分类 NFC 技术的应用可分为五类：

　　（1）接触通过（Touch and Go），如门禁管理、车票和门票等，用户将储存着票证或门控密码的设备靠近读卡器即可，也可用于物流管理。

　　（2）接触支付（Touch and Pay），如非接触式移动支付，用户将设备靠近嵌有NFC模块的POS机可进行支付，并确认交易。

　　（3）接触连接（Touch and Connect），如把两个NFC设备相连接（如图1中手机和笔记本电脑），进行点对点（Peer-to-Peer）数据传输，例如下载音乐、图片互传和交换通讯录等。

图1 手机和笔记本电脑的NFC点对点通信

　　（4）接触浏览（Touch and Explore），用户可将NFC手机接靠近街头有NFC功能的智能公用电话或海报，来浏览交通信息等。

　　（5）下载接触（Load and Touch），用户可通过GPRS网络接收或下载信息，用于支付或门禁等功能，如前述，用户可发送特定格式的短信至家政服务员的手机来控制家政服务员进出住宅的权限。

　　2.2 国内外的应用现状

　　诺基亚、飞利浦和索尼于2004年创建的非赢利性行业协会--NFC论坛，目前的赞助会员已有三星、微软、Visa等11个，而其各类会员总数已超过100个，这里集中了全球领先的运营商、手机厂商、芯片厂商、智能卡生产商、银行和信用卡组织（见表1）。