近场通信技术研究及其在校企手机一卡通的应用

　　引言

　　近场通信(Near Field Communication，NFC)即近距离无线通信技术。近场通信技术是一种近距离的高频无线通信技术，可用距离约为10厘米，可以实现电子身份识别或者数据传输，比如信用卡、门禁卡等功能。早期借助这项技术，用户可以用手机替代公交卡、银行卡、员工卡、门禁卡、会员卡等非接触式智能卡，还能读取广告牌上附带的RFID标签信息。现在，随着这种技术的发展和研究应用，可以在移动设备、消费类电子产品、PC和智能控件工具间进行近距离无线通信。NFC提供了一种简单、触控式的解决方案，可以让消费者直观地交换信息、访问内容与服务。

　　在校园、企业等封闭领域开展近场通信应用，可巩固和保有移动通信市场，增加校园和企业市场用户的稳定性和长期性，提高用户黏度，带来更多的增值收益。

　　1 近场通信技术分析

　　近场通信是一项以手机为载体，把非接触式IC卡应用结合于(U)SIM卡中，以卡模拟、阅读器、点对点三种应用模式，实现手机支付、行业应用、积分兑换、电子票务、身份识别、防伪、广告等多种应用的服务产品，是移动通信领域的一种新型业务。近场通信业务改变了用户使用移动电话的方式，使用户的消费行为逐步走向电子化，建立了一种新型的用户消费和业务模式。

　　1.1 业务模式

　　1) 卡模拟模式。手机终端可以模拟成为一张非接触卡，例如模拟成为银行卡、门禁卡、电子票等，手机与其它读写器终端进行交互完成近场通信功能，并能向用户显示相关的交互信息或提示相应的操作信息。具体应用如：手机支付、电子票务、身份识别等。

　　2) 阅读器模式。手机终端可以读取一张非接触卡或电子标签中的内容。当手机终端靠近电子标签时，手机终端与嵌入在卡或标签内的非接触模块进行交互，读取卡片或标签内的相应数据，并向用户显示相关的交互信息，提示相应的操作信息或通过终端功能触发相应的应用，如发送短信，上网浏览等。

　　3) 点对点模式。手机终端相互之间可以在近距离内直接传递数据，例如同步日程表、电话簿等。当有可用的点对点连接时手机可以提示用户，用户确认即可启动相应的操作。

　　1.2 技术方案

　　近场通信业务采用的频段主要包括13.56M和2.45G两个频段。具体的技术实现方案包括：

　　1) 13.56M SWP方案。该方案由雅思拓、飞利浦等厂商联合提出，目前已经成为ETSI的标准。它在NFC标准基础上，考虑了运营商的需求，将支付应用与射频模块进行分离，在移动终端中增加射频模块及天线，同时SIM卡需支持SWP协议，并将应用加载在SIM卡中。该方案的优点为：采用国际标准，容易得到终端厂家支持;性能稳定，卡与终端兼容性高;应用可加载在卡中，符合运营商需求。该方案的缺点为：需要更换SIM卡、更换终端;终端厂家需要研发，普及需要较长的时间。

　　2) 13.56M双界面卡方案之天线集成方案。该方案在SIM卡中增加射频模块，并将天线外置，直接与SIM卡连接;该方案由握奇、恒宝等申请了专利。该方案的优点为：无需更换手机，只需更换SIM卡;应用加载在SIM卡上，有利于运营商开展业务。该方案的缺点为：射频天线外置，部分手机不能安装;天线性能易受手机后盖材质的影响;天线在用户使用中容易受到损坏。

　　3)13.56M双界面卡方案之定制手机方案。该方案在 SIM中增加射频模块，在终端后盖内侧增加射频天线。如图3所示。该方案的优点为：终端开发难度小，容易快速推出;天线不易损坏。该方案的缺点为：需要更换终端;不兼容USIM卡;射频模块与天线由不同厂家提供，性能稍低于SWP方案。

　　4) 2.45G RF-SIM卡方案。该方案是将射频模块及天线直接集成到SIM卡内，天线尺寸小，工作频率为2.45GHz。如图4所示。 该方案的优点为：只需更换SIM卡，不需更换终端;可实现多种模式(卡模拟、阅读器、点对点)，工作距离较长(0~100m)。该方案的缺点为：功率控制技术难度大，对金融支付的安全性存在影响;与公交、银行现有非接触受理环境不兼容。

　　2 近场通信技术在校企的应用

　　由于2.45G RF-SIM卡方案和13.56M 双界面卡天线集成方案只需要更换一张SIM卡，因此被广泛用于校园、企业等封闭领域，代替传统的卡片通过手机刷卡实现门禁、考勤、食堂消费等。手机一卡通业务是运营商提供的黏住老用户、吸引新用户的新型增值业务产品。

　　2.1 业务功能

　　手机一卡通将普通一卡通与手机SIM卡集成于同一张卡，除实现传统普通一卡通功能以外，还可以通过短信、WAP等方式实现排课、会议、图书借阅、消费明细、账户等各种信息的互动查询，实现各种信息的指定下发，实现通知、提醒的功能;并可通过短信、STK菜单等方式实现空中圈存，为一卡通账户进行充值。

　　手机一卡通主要的业务应用有以下方案：

　　1) 消费。消费信息化功能替代了传统的餐券结算方式，解决了餐券流通过程中的伪造、丢失、病菌交叉感染等一系列弊端，节省了餐券在印刷、发放、兑换、回笼、清点、保管、复核等环节上的大量人力、物力、财力。现在的消费已从售饭系统延伸到超市收费、小卖部收费、浴室收费、停车场收费、医疗收费、网吧消费等。该功能的推广和应用，使后勤管理工作实现自动化、科学化，既节能环保，又提高效率。消费功能包括以下模块。

　　①消费管理：通过POS机刷卡实现支付消费。

　　②现金充值：通过人工收取现金为用户的一卡通账户进行充值。

　　③圈存充值：通过自助终端，实现银行卡账户或手机钱包账户向一卡通账户的资金划转，为用户的一卡通账户进行充值。

　　④福利或补贴发放：通过向福利或补贴发放对象的一卡通账户进行充值，实现各种福利或补贴的发放，并且还可以限定某发放的福利或补贴仅可用在某些消费中(如食堂)，实现学校(企业)内部福利或补贴发放电子化的应用需求。

　　⑤购水：在学校(企业)内部用水时，用手机进行淋浴、打开水等的缴费。

　　⑥购电：在学校(企业)内部用电时，用手机进行缴费。