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NFC移动设备支付技术在数据传输、移动支付、公交卡方面的应用

2017-08-31
类别:设计应用
eye 627
文章创建人 拍明

  智能识别做为物联网信息采集的最前端,对物联网的实现起着基础性作用,而NFC 不仅仅在支付领域,在非支付领域随着云概念的兴起,也出现百花齐放的应用局面,给人们的生活带来了极大的便利,触角伸到了我们生活的每一个角落。


  一、NFC技术概述


  NFC英文全称Near Field Communication,近距离无线通信。是由恩智浦公司发起,由诺基亚、索尼等著名厂商联合主推的一项无线技术,NFC由非接触式射频识别 (RFID)及互联互通技术整合演变而来,在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能,能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。

  这项技术最初只是RFID技术和网络技术的简单合并,现在已经演变成一种短距离无线通信技术,发展态势相当迅速。NFC具有双向连接和识别的特点,工作于 13.56MHz频率范围,作用距离接近10厘米。NFC技术在ISO 18092、ECMA 340和ETSI TS 102 190框架下推动标准化,同时也兼容应用广泛的ISO 14443 Type-A、B以及Felica标准非接触式智能卡。


  二、NFC具有三种工作模式


  •Card Emulation模式:行动支付、票证、通道控制、收费站、停车卡等

  •Peer-to-Peer通讯模式:数据交换:快速、容易、方便实现设备的建立、配置和连通

  •Reader模式:内容分发、信息访问、广告宣传


  三、最新NXP NFC 移动设备支付解决方案


  1、NXP NFC芯片概述

  NXP NFC芯片为PN66T、PN548C2符合欧洲电信标准协会(ETSI)制定的最新NFC规范,能够为手机制造商和行动营运商提供完全兼容的平台,用以推出下一代NFC设备和服务。PN66T完全兼容现已发布的所有通过单线协议(SWP) 连接SIM卡和主机控制器接口(HCI)的NFC规范。

  此外,恩智浦与Gemalto、Oberthur Technologies和Giesecke & Devrient等领先SIM卡制造商密切合作,以确保包括MIFARE技术在内的SWP接口的互通。PN66T即为PN548C2加上NXP的SMART MX2安全模块,PN66T硬件对与PN548C2 BGA版本PIN 完全兼容。PN66T是最新一代NFC全终端解决方案芯片。

  2、PN66T特点:

  • PN66T是安全组件中唯一通过通用标准EAL6+认证的移动应用产品,为终端用户、银行卡发卡机构和智能手机制造商提供最 高级别的数据保护和加密。

  • PN66T通过了EMVCo(Europay、MasterCard和Visa)认证,确保安全支付服务能够在全球范围内广泛部署,同时也保证与传统和未来的支付基础设施具有互操作性。

  • PN66T可实现与交易相关的诸多应用的融合部署,包括行动支付、门禁控制、公共运输和身份验证。

  3、PN66T与PN548C2以下优势:

  • ARM cortex M0核心

  • 灵活的从NFC论坛主机接口符合国家标准(NCI)

  • 双SWP界面

  • 可选与平台无关的软件堆栈

  • 提供GPIO PORT 可供外部单元控制

  • 更宽的电压连接支持。

  • 支持安全单元控制接口

  • 支持最新的RF协议标准(ISO18000-3、Kovio tags、HID iClass tags)

  •支持多种RF接口协议:ISO14443A/B 、ISO15693 、MIFARE、Felica.

  4、SmartMX P61N1M3特点:

  • SmartMX2

  • C090NV

  • SPI

  • JavaCard GP 2.2 OS

  • MIFARE

  • DESFIRE

  • CC EAL6+ /EMVCO

  • Multiple Applets

  5、NFC PN66T/ PN548C2硬件电路框图:

NFC PN66T/ PN548C2硬件电路框图.png

  NFC 电子货币包功能是以手机等移动设备为交易平台,由PN66T NFC控制器和内建安全模块两大部分实现移动设备支付及数据交换功能。

  NFC-SWP软件架构框图:

  规范NFC-SWP终端的软件架构及各单元功能

NFC-SWP终端的软件架构及各单元功能.png

  NFC与SIM卡安全模块接口电路,NFC IC带有SWP一线接口可以实现与NFC-SIM卡的数据通讯,目前中国移动主导的NFC行动支付方案。


  四、NFC支付的优缺点


  ●优点:NFC支付和传统的近距离通讯支付相比有安全、联接建立速度快等优点,该支付的使用距离小于10厘米,可避免设备间的相互干扰。此外,其建立联接的时间小于0.1秒,较好地保证了用户支付的安全性,并且成本较低。

  ●缺点:NFC的普及需要有大量的硬件设备来支持,而手机厂商和金融机构部署大量硬件设备的前提是有一个足够大的市场。另外,这种支付方式还面临着使用谁家的标准、用户手机丢失怎么办、支付额度如何设定等问题。

  五、NFC技术应用与场景

  NFC设备可以用作非接触式智能卡、智能卡的读写器终端以及设备对设备的数据传输链路。其应用广泛,NFC应用可以分为四个基本类型。诸如门禁管制或交通/活动 检票之类的应用,使用者只需将储存有票证或门禁代码的设备靠近阅读器即可。还可用于简单的数据撷取应用,例如从海报上的智能标记读取网址。

  接触、确认。移动付费之类的应用,用户必须输入密码确认交易,或者仅接受交易。

  接触、连接。将两台支持NFC的设备连结,即可进行点对点网络数据传输,例如下载音乐、交换图像或同步处理通信录等。

  接触、探索。NFC设备可能提供不止一种功能,消费者可以探索了解设备的功能,找出NFC设备潜在的功能与服务。

  1.NFC用于付款和购票等例如:招商银行的一闪通等。

  2.NFC用於智慧媒体对于配备NFC的电话,利用其读写器功能,用户只需接触智能媒体即可获取丰富的信息或下载相关内容。

  3.NFC用于电子票证电子票证是以电子方式存储的访问权限,消费者可以购买此权限以获得娱乐场所的入场权。

  4.NFC用于连接和作为无线启动设备消费者希望无线连接简单便捷,但对消费者承诺的便利性和移动性却仍未兑现。

  由于NFC支付具有较高的安全性,因此该技术被业内认为在手机支付等领域具有较大发展前景。NFC作为一种成熟的支付技术,目前已在很多领域得以应用。据业内人士预测,移动支付的行业标准一旦统一,NFC支付很可能成为未来主流的移动支付手段。


  NFC技术本领强 数据传输/移动支付/公交卡它都行


  NFC技术在前几年曾作为一个新兴技术倍受手机市场的追捧,各家几乎都在手机必备NFC功能,但由于NFC相关功能和使用并没有跟进,以至于NFC一度被贴上“RBL”的标签,而随着近年的逐步发展后,NFC又重新成为新手机上大家的关注点之一,那么NFC现在已可以做哪些事情?

NFC技术.png

  NFC现在能做什么?

  NFC是什么?

  NFC全称为Near Field Communication,中文名近场通信,为一种基于RFID(非接触式射频识别)演进而来的短距离高频无线通信技术,由飞利浦半导体(后为NXP Semiconductors,恩智浦半导体,最近已被高通收购)、诺基亚和索尼共同开发而来。

NFC logo.png

  NFC logo很好地表达了该技术的通信方式

  NFC基础为RFID和互连技术,所以NFC可以向下兼容RFID,在使用上也明显表现出RFID的特点:非接触式。NFC一次只能与一个目标进行通信,数据交换距离在10-20cm以内,最高传输速率为424kbit/s。

  按NFC的技术规范,NFC所有设备必须具备主动和被动的工作模式,具体表现为卡模拟模式(Car Emulation Mode)、点对点模式(P2P Mode)和读卡器模式(Reader/Writer Mode)三种。

  NFC现在能做什么?

  NFC的应用方式有接触通过(Touch and Go)、接触支付(Touch and Pay)、接触连接(Touch and Connect)以及接触浏览(Touch and Explore) 四种,与三年前国内几乎没有体现NFC这四种方式的情况不同,现在NFC已可以说是全功能应用了。

  NFC标签

  NFC标签有接触通过的应用,这与RFID的应用类似,如小区门禁卡,但这在手机上情况较少。还有一种用到接触浏览,主要为识别、追踪带NFC信息的物体,如任天堂3DS游戏机,通过NFC来识别amiibo手办,会 在屏幕上显示对应的内容,amiibo手办便是一个NFC标签,另有一些NFC电子标签可写入简单的指令,用于激活启动手机上指定的功能,例如在标签上写入切换静音模式的命令,当该标签靠近手机时,手机便会自动进入静音。

任天堂的amiibo手办应用到NFC标签

  任天堂的amiibo手办应用到NFC标签

  数据传输

  NFC在传输数据方面,其实用到的是蓝牙传输,NFC只是起到建立连接的作用,所以在数据传输过程中,用户不用保持两部设备上NFC区域紧靠,目前NFC传输还是以图片、文本、网页链接等小文件为主,三星的S Beam则用到了NFC建立连接、Wi-Fi传输的方式,则可以实现大文件的交换 ,但仅限三星手机之间。

NFC传输数据

  而在蓝牙配对上,NFC也有体现出这个“媒人婆”的角色,支持NFC配对的两个蓝牙设备,只需相互靠近N标位置,便可以让两个设备之间快速地完成配对。其中作为NFC技术创立者之一的索尼,在这方面相当积极,其现有的无线产品几乎都已经支持NFC配对方式。

NFC配对蓝牙设备.png

  利用NFC来配对蓝牙设备相当便捷

  移动支付

  移动支付在近年开始流行起来,其中的非接触式支付让NFC真正变得有用起来。在国内,手机通过NFC进行移动支付,其实都与银联有关,无论各家的Pay,还是HCE,都用到了银联的云闪付服务。

移动支付.png

  三星智付

  国内目前主要的Pay类NFC支付为Apple Pay、Samsung Pay(三星智付)、Huawei Pay和小米支付,这用到了NFC的卡模拟模式,但在手机内并非绑定银行卡的完整卡片信息,而是形成特殊Token号码,在支付时通过NFC通信把Token传递给POS机,POS机再把Token和交易金额发送给银联、银行,进行验证和完成交易,这个过程中手机是不需要联网的,也就相当于你的实体银行卡。

  这类Pay为了保证安全性,还需要内置SE(Secure Element)安全模块,用于存储Token信息,苹果Apple Pay利用TouchID指纹识别进行Token的读取和交易确认。而Samsung Pay、Huawei Pay和小米支付用到的是electron SE模块,实现原理基本一样的。

三星智付.png

  Apple Pay

  NFC支付还有通过HCE方式,国内没有Andorid Pay,这种支付表现有NFC-SIM卡和银联云闪付卡。NFC-SIM卡需要运营商提供的特制SIM卡,配合运营商的钱包APP来使用。银联云闪付卡则较为简便,只需要在支持的带NFC功能手机上,安装云闪付APP或各大银行的APP便可以使用。

  相比支付宝、微信的扫码支付,基于NFC技术的移动支付,在使用体验上更加方便、流畅,只需要把手机靠近POS机,便会启动支付程序,而且有指纹识别的确认也相对更安全。当然NFC移动支付需要手机支持NFC,手机厂商与银行合作,还有POS机支持等较多前期准备,成本较高,暂时还难以大范围普及。

  公交卡、地铁卡

  NFC在公交卡上的应用有充值公交卡和手机模拟成公交卡两种。充值公交卡用到NFC的读卡器模式,以广州地区为例,在支持名单上的NFC手机可以读取岭南通公交地铁卡,在微信、支付宝和QQ上查询卡上余额,并进行充值操作。

NFC在公交卡上的应用

  小米公交卡服务

  手机模拟公交卡为NFC的模拟卡模式,又分为运营商提供的NFC-SIM卡和手机自带NFC两种模拟。NFC-SIM为在SIM卡上加入卡模拟的芯片,然后通过手机上的NFC射频部分进行工作,中国移动和中国电信都有提供模拟公交卡服务的NFC-SIM卡。

  手机自带NFC模拟公交卡目前做到有小米公交卡服务,这其实相当于重新购买一张公交卡,但这张卡直接写进了手机里面,目前小米公交卡支持的城市有上海、深圳、北京、武汉、苏州和广州等。

手机自带NFC模拟公交卡

  已支持多个城市的公交卡、一卡通

  现在能享受到NFC便利的手机都有哪些?

  这里主要罗列国内正式发售和正常应用到NFC的手机型号。值得注意的是,小米在今年新机上宣传了全功能NFC,但小米的NFC不支持NFC-SIM模拟公交卡和移动支付,小米用自家的小米支付和小米公交卡取代这两项功能,所以这个全功能NFC略有争议。

  移动支付:

  苹果Apple Pay:iPhone 6/6 Plus、iPhone 6s/6s Plus、iPhone SE、iPhone 7/7 Plus

  三星Samsung Pay:Galaxy S6/S6 edge/S6 edge+、Galaxy Note5、Galaxy S7/S7 edge、2016款Galaxy A5/A7/A9/A9高配版、Galaxy C5/C7、ON 5/7

  华为Huawei Pay:Mate S、荣耀V8、荣耀8

  小米支付:小米5、小米5s、小米5s Plus、小米Note2、小米MIX

  HCE方式的NFC支付:支持银联云闪付卡手机,可参阅银联的支持机型列表;支持NFC-SIM卡的手机,可参阅中国移动、中国电信的支持机型列表。

支持银联云闪付的手机型号名单.png

  支持银联云闪付的手机型号名单

  充值公交卡:各地公交、地铁公司的支持手机型号有不同,需按回公布的机型名单,事实上大部分采用原生或轻度定制Android系统的带NFC手机都可以完成该功能。

  模拟公交卡:国内部分老款带NFC手机可通过NFC-SIM来实现,而小米5、小米5s、小米5s Plus、小米Note2、小米MIX有相关的小米公交卡服务。

  蓝牙配对、数据传输等其它NFC功能:除了iPhone以外的带NFC手机。


责任编辑:Davia

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