不帶錢(qián)包去購(gòu)物是一種什么樣的體驗(yàn)?

會(huì)用Apple Pay的是潮人，但能將Apple Pay說(shuō)的頭頭是道，才是個(gè)最I(lǐng)N的人。想詳細(xì)了解Apple Pay就不得不提的NFC(近場(chǎng)通信)的厲害之處。

“老板，可以Apple Pay么?”

“請(qǐng)說(shuō)中文!”

“老板，可以蘋(píng)果支付么?”

“啥蘋(píng)果支付，我還梨子支付呢，你咋不上天呢!”

出門(mén)忘帶錢(qián)包一直是件尷尬的事?，F(xiàn)在把銀行卡裝進(jìn)了手機(jī)，支付更快捷，又方便記賬，還省去了找零的麻煩。帶著手機(jī)跑完步，遇上朋友去喝杯咖啡不是事!

“Apple Pay”這個(gè)詞第一次聽(tīng)到還要追溯至2015年的蘋(píng)果開(kāi)發(fā)者大會(huì)上(WWDC2015)，而再次進(jìn)入筆者視線(xiàn)里已然是2016年2月18日。蘋(píng)果公司憑借其巨大的號(hào)召力與市場(chǎng)影響力，牽手中國(guó)銀聯(lián)，經(jīng)歷各種周折后，終于登陸中國(guó)大陸市場(chǎng)。

Apple Pay這個(gè)起于早上5點(diǎn)的App應(yīng)用，其實(shí)并不是推送一個(gè)簡(jiǎn)單App應(yīng)用服務(wù)，而是推動(dòng)了NFC在整個(gè)支付領(lǐng)域里的應(yīng)用。NFC聽(tīng)上去很是神奇!今天筆者就帶大家深入了解一下NFC。

什么是NFC?

NFC，直譯成中文“近場(chǎng)通信”，英文全稱(chēng)“Near Field Communication” 。從學(xué)術(shù)角度上理解，NFC是一種短距離、高頻率的無(wú)線(xiàn)電數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，在13.56MHz頻率下通常運(yùn)行于20厘米距離內(nèi)。其傳輸速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒與424 Kbit/秒三種。目前NFC已通過(guò)成為ISO/IEC IS 18092國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、ECMA-340標(biāo)準(zhǔn)與ETSI TS 102 190標(biāo)準(zhǔn)。

看上去NFC是一項(xiàng)通信界的新兵?其實(shí)，NFC技術(shù)有著輝煌的前身。NFC技術(shù)由非接觸式射頻識(shí)別(RFID)演變而來(lái)，由飛利浦半導(dǎo)體(現(xiàn)恩智浦半導(dǎo)體公司)、諾基亞和索尼共同研制開(kāi)發(fā)，其基礎(chǔ)是RFID及互連技術(shù)。NFC標(biāo)準(zhǔn)ISO 14443 A，B，也就是使用飛利浦的MIFARE標(biāo)準(zhǔn)。，但兩者之間還是存在很大的區(qū)別。首先，NFC是一種提供輕松、安全、迅速的通信的無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)，其傳輸范圍比RFID小。其次，NFC與現(xiàn)有非接觸智能卡技術(shù)兼容，已經(jīng)成為得到越來(lái)越多主要廠(chǎng)商支持的正式標(biāo)準(zhǔn)。再次，NFC還是一種近距離連接協(xié)議，提供各種設(shè)備間輕松、安全、迅速而自動(dòng)的通信。與無(wú)線(xiàn)世界中的其他連接方式相比，NFC是一種近距離的私密通信方式。

NFC的工作模式

與RFID一樣，NFC也是通過(guò)頻譜中無(wú)線(xiàn)頻率部分的電磁感應(yīng)耦合方式傳遞與交互數(shù)據(jù)。NFC技術(shù)在繼承了RFID標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)后，依據(jù)科技的發(fā)展與物聯(lián)網(wǎng)的趨勢(shì)，NFC技術(shù)又完善了自己的工作模式，從而形成了卡模式與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式兩種模式：

卡模式(Card emulation)：RFID卡模式，這個(gè)模式其實(shí)就是相當(dāng)于一張采用RFID技術(shù)的IC卡。可以替代大量的IC卡(包括信用卡)場(chǎng)合商場(chǎng)刷卡、公交卡、門(mén)禁管制，車(chē)票，門(mén)票等等。此種方式下，有一個(gè)極大的優(yōu)點(diǎn)，那就是卡片通過(guò)非接觸讀卡器的 RF 域來(lái)供電，即便是寄主設(shè)備(如手機(jī))沒(méi)電也可以工作。

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式(P2P mode)：這個(gè)模式和紅外線(xiàn)差不多，可用于數(shù)據(jù)交換，只是傳輸距離較短，傳輸創(chuàng)建速度較快，傳輸速度也快些，功耗較低(高于藍(lán)牙BLE模式)。將兩個(gè)具備N(xiāo)FC功能的設(shè)備鏈接，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，如下載音樂(lè)、交換圖片或者同步設(shè)備地址薄。因此通過(guò)NFC，多個(gè)設(shè)備如數(shù)碼相機(jī)、計(jì)算機(jī)和手機(jī)之間都可以交換資料或者服務(wù)。

NFC的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

“青出于藍(lán)，而勝于藍(lán)。”NFC出于RFID技術(shù)，充分發(fā)揮了后發(fā)展效應(yīng)：

• 第一、NFC將非接觸讀卡器、非接觸卡和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)功能整合進(jìn)一塊單芯片，而RFID技術(shù)必須同時(shí)有讀卡器和電子標(biāo)簽。RFID卡只能實(shí)現(xiàn)信息的讀取以及判定，而NFC技術(shù)則強(qiáng)調(diào)的是信息交互，非常適合物聯(lián)網(wǎng)的終端應(yīng)用。NFC手機(jī)內(nèi)置NFC芯片，組成RFID模塊的一部分，可以當(dāng)作RFID無(wú)源標(biāo)簽使用進(jìn)行支付身份識(shí)別;也可以當(dāng)作RFID讀寫(xiě)器，用作數(shù)據(jù)交換與采集，當(dāng)然還可以進(jìn)行NFC手機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信;

• 第二、應(yīng)用方向不同。NFC更多的是針對(duì)于消費(fèi)類(lèi)電子設(shè)備相互通訊，NFC傳輸范圍比RFID小，有源RFID則更擅長(zhǎng)在長(zhǎng)距離識(shí)別;

• 第三、NFC和藍(lán)牙BLE都是短距離通信技術(shù)，均集成于手機(jī)中，但NFC不需要復(fù)雜的設(shè)置程序，也可以簡(jiǎn)化藍(lán)牙連接——畢竟不需要配對(duì)嘛;

• 第四、傳輸速度與傳輸距離有限，可以有效減少不必要的干擾。這讓NFC特別適用于設(shè)備密集而傳輸變得困難的時(shí)候;

NFC的硬件與軟件實(shí)現(xiàn)

筆者在這里建議大家直接購(gòu)買(mǎi)現(xiàn)成的NFC模塊，因?yàn)橐粊?lái)可以有效減少開(kāi)發(fā)周期;二來(lái)畢竟是射頻模塊，硬件設(shè)計(jì)需要一個(gè)較高的門(mén)檻。下圖就是某廠(chǎng)家已經(jīng)設(shè)計(jì)制作完成的NFC模塊。

這里需要指出，NFC模塊普遍使用的非接觸讀寫(xiě)芯片--PN532，包含80C51微控制器內(nèi)核，集成了13.56MHz下的各種主動(dòng)/被動(dòng)式非接觸通信方法和協(xié)議，并且兼容Arduino設(shè)備。通過(guò)UART串口進(jìn)行通訊，甚至可以運(yùn)用USB轉(zhuǎn)UART虛擬串口，輕松通過(guò)電腦對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。PN532傳輸模塊非常強(qiáng)大，全面支持6種不同的工作模式：

• 讀寫(xiě)器模式，支持ISO/IEC 14443A / MIFARE機(jī)制

• 讀寫(xiě)器模式，支持 FeliCa機(jī)制

• 讀寫(xiě)器模式，支持ISO/IEC 14443B機(jī)制

• 卡操作模式，支持ISO 14443A / MIFARE機(jī)制

• 卡操作模式，F(xiàn)eliCa機(jī)制

• ISO/IEC18092，ECM340點(diǎn)對(duì)點(diǎn)

NFC模塊的引腳電氣連接也是非常簡(jiǎn)單的：

簡(jiǎn)單的硬件連接方便我們快速安裝，而更簡(jiǎn)單的軟件開(kāi)發(fā)，以加快我們方案的部署。這里我們提供以英特爾伽利略開(kāi)發(fā)板的Arduino的示例源代碼供創(chuàng)客們參考：

/* PN532 reads the tag by Arduino Galileo

command list:

#wake up reader

send: 55 55 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ff 03 fd d4 14 01 17 00

return: 00 00 FF 00 FF 00 00 00 FF 02 FE D5 15 16 00

#get firmware

send: 00 00 FF 02 FE D4 02 2A 00

return: 00 00 FF 00 FF 00 00 00 FF 06 FA D5 03 32 01 06 07 E8 00

#read the tag

send: 00 00 FF 04 FC D4 4A 01 00 E1 00

return: 00 00 FF 00 FF 00 00 00 FF 0C F4 D5 4B 01 01 00 04 08 04 XX XX XX XX 5A 00 // XX is tag. */

void setup()

{

Serial.begin(115200);//open serial1 with device

wake_card();

delay(100);

read_ACK(15);

delay(100);}

void loop()

{

send_tag();

read_ACK(25);

delay(100);

if (!cmp_id ()) {

if (test_ACK ()) {

delay (100);

}}}

由此可見(jiàn)，Apply Pay移動(dòng)支付選擇NFC技術(shù)正是看中了其實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便、短距離、搞干擾、加密可靠的安全技術(shù)優(yōu)勢(shì)。也許NFC技術(shù)就是為移動(dòng)支付而生呢!