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NFC抗金属标签,NFC智能标签
1.简介
近场通信(NFC)适用于非常广泛的一系列应用。构建于现有系统和人类行为的基础上,NFC使人们的生活变得更简单更方便:访问新媒体和获取内容服务的方式更加直观,购物付款、搜索、同步处理和共享信息更加简单,使用运输和其他公共服务也更加方便。
NFC为很多行业带来了新产品和新服务的机会:从网络运营商到手持装置制造商,从应用和服务开发商到服务提供商。尽管如此,面对NFC大众市场的崛起,为了基于这种技术建立能够盈利的企业,设计商和制造商们必须做出适当的技术选择。这对于NFC标签来说尤为重要,它需要在适合大众市场的价格上将功能与需要相匹配。
NFC初期的大众市场应用,基于现有的通信基础设施和用户行为,着眼开发用户获益显著、商务模式强大、商业风险很小的领域。这意味着,需要一种用途广泛、经济有效的低成本NFC集成电路(IC),能够兼容最广泛的装置和读取器基础设施。
Innovision认为NFC有三大应用领域:服务启动,将NFC用于“开启”另一种服务(例如为数据传输开启另一条通信链接);点到点,NFC可以用于实现两个装置之间的通信;付款和票务,将NFC搭建在新兴的智能票务和电子付款基础设施之上。
本文是Innovision的《现实世界的近场通信》系列白皮书的第二篇,通过对NFC应用、技术和市场进行更深入的分析,旨在帮助NFC产品和服务开发商辨别NFC论坛规定的四种标签类型对于各种应用的适用性。
2主要的NFC应用
基本上可以确定,NFC的首要大众市场应用是相对价值较低的应用,不需要对新的后端基础设施进行大量投资,欺诈的风险较小。这些应用构建于现有的通信基础设施和用户行为,用户获益显著,商务模式强大,商业风险很小。
nFC技术的初期应用主要分为三大类:
点到点,将NFC用于启动两个装置之间的通信;
付款和票务,将NFC搭建在新兴的智能票务和电子付款基础设施之上;
服务的启动,将NFC用于实现服务发现和“开启”另一种服务(例如为数据传输开启另一条通信链接)。
在点到点应用方案中,NFC用来在两个装置之间建立本地通信。如果通信数据量较小(最多几千字节),NFC本身就可用于传输数据,在两个NFC装置互相接触的短暂时间内实现数据的交换。但是对于较大的数据量,NFC更可能用于建立独立的无线连接(如蓝牙或WiFi)进行内容传输。一个典型的点到点应用是直接从手机或数码相机上打印照片:用户只需选择要打印的照片或文件夹,然后对准启用了NFC的打印机触摸手机或相机,以建立用于传输数字照片的蓝牙连接。
信用卡发行商、银行和移动网络运营商看到了在有NFC功能的手机上加载付款和票务应用的商业价值,这也是创建NFC标准的动因之一。对信用卡发行商来说,与使用现金和其他传统付款方式相比,具有NFC功能的付款更加便捷,成本更低。另外,用户还能对哪怕是最小额的付款建立记录,这是如今的现金交易所不能提供的。最初,具有NFC功能的装置可能用于欺诈低、价值有限的付款情况,例如快餐厅、快餐窗口、自动贩卖机和停车计费器。
在服务启动应用方案中,用户可对准NFC标签触摸具有NFC功能的装置,将少量信息传输到NFC装置,这些信息可以是几行文本、一个网址(URL)、电话号码或其他简单数据。这种应用类型的一个例子是推销新产品、服务或活动的智能海报。通过对准海报上嵌入的NFC标签触摸NFC装置,可以将用户转到提供详情或订票的网站,而不再需要对手机进行键盘操作来打开浏览器或输入网址。
3. NFC的规定标签类型
服务启动的应用案例要求两个装置通过NFC进行通信,其中一个装置是NFC读写器,另一个是被动NFC标签。
2006年6月,NFC论坛推出了NFC兼容装置的标准化技术架构、初始规范和标签格式。它们包括用于智能海报、文本和互联网资源读取应用程序的数据交换格式(NDEF)以及记录类型定义(RTD)的三种初始规范。
另外,NFC论坛宣布了所有NFC兼容的装置必须支持的四种标签格式的初始设置。它们基于ISO14443类型A和B(非接触式智能卡的国际标准)及FeliCa(衍生自ISO18902的被动通信模式标准)。与这些强制格式兼容的标签最初由Innovision、Philips、Sony和其他供应商提供,现在全球已有超过10亿个此类的标签投入使用,但在公共交通和访问权控制等领域仍然空白。
NFC论坛选择的初始标签格式适用于最广泛的应用程序和装置性能:
类型1基于ISO14443A,目前由Innovision研究和技术公司独家供应(TopazTM),具有96字节内存,成本低,应用广泛
类型2同样基于ISO14443A,目前由Philips独家供应(MIFARE UltraLight),内存是1类标签的一半。
类型3基于FeliCa,目前由Sony独家供应,具有较大内存(目前为2千字节)和较高传输速率(每秒212KB),适用于更复杂的应用。
类型4完全兼容ISO14443A/B,很多制造商都有生产,包括Philips(典型产品如MIFAREDESFire)。内存更大,读取速率在每秒106KB和424KB之间,适用于多种应用。
值得注意的是,1类和2类标签与3类和4类标签的内存差别很大,因此又构成两个大类。在各种可能的应用类型中基本不存在重叠。
4.选择适当的标签
在四种NFC论坛规定的标签类型中,设计商们在确定选择哪一种之前需要仔细考虑每种标签的相对优点。鉴于初始大众市场应用可能集中在低价值低风险的领域,NFC标签在满足这些需要的同时必须兼顾成本和性能的平衡,这是非常重要的。同时,要求更强标签性能的更加专门化应用也有一定市场,对于这些应用,成本和内存大小的考虑相对比较小。
表1展示了一些主要的NFC应用,以及根据以下功能,NFC论坛规定的四种标签类型的适合性。
在智能海报应用中,用户对准嵌入海报的标签触摸手机,将网址发送到手机。通过这个网址,用户可转到相关网站,获得更多详细信息,或者下载优惠券或代币。这里需要的平衡在于,一方面标签足够小,造价足够低,适用于大众市场应用,另一方面提供的内存要足以包含URL长度和一些附加安全特性
在短消息或手机号码快捷方式的应用案例中,用户对准嵌入某物体的标签触摸手机,可收到自动发送的短信文本或手机号码。一种可能是为新手机在包装盒中随附标签。可在标签上保存手机号码或信息文本,然后将它固定到相框上,需要时对准它触摸一下手机,就能获取照片中人的电话号码,这既有趣又实用,可以为残疾人或老年人带来很大的帮助。也可将包含短信息文本的标签粘贴到家里的房门内侧,孩子放学回家后只要触摸一下电话,就能将一条文本消息自动发送给父母。这种应用对内存的要求很小,因此体积小造价低是主要的考虑因素。
蓝牙配对,从根本上讲就是两个装置之间的“握手”,如在手机和自动对讲听筒之间,或者数码相机和打印机之间。这种情况不多,但有了NFC将变得更加方便。一般情况下,这只需
要小量的内存,同时要求体积小、成本低、数据传输“中断”的风险小。如果要在两个装置之间进行一些数据的自动传输,也可使用较大的内存。
在彩信或彩铃下载应用中,用户可以触摸产品或促销品,使彩信或彩铃自动的传输到手机上。这时体积小仍然很重要,但还需要足够的内存和安全特性。标签上的内存越大,直接传输到手机上的信息就越多。同时必须考虑NFC装置和标签之间短暂的接触时间造成的限制。由于这种限制,在实际应用中,一次触摸的数据交换量至多几千字节。
1类和2类标签为双重状态,即可以读写或只读(如图1所示)。3类和4类标签为单一状态,即永远只能为只读,这与正式发布的CD或DVD类似。这意味着,在上面提到的手机包装盒内随附标签等应用中,只能使用1类或2类,因为3类和4类标签不能由用户进行个性化设置。
双重状态
读写
例如,用户或公司将标签进行个性化设置
只读
例如,用户在写入数据后“锁定”标签使其成为“只读”