手机刷卡技术的模式应用和技术方案

　　手机刷卡来实现身份认证、支付是最被用户看好的项目之一。据报道，AC尼尔森调研公司在中国进行的调查显示，八成以上的消费者希望将公交卡、银行卡、门禁卡等工具集成到手机上。手机卡集成公交卡、银行卡和钥匙等功能后，并可以取代钱包中的各种卡片。一系列新的应用模式将大规模展开——用手机对准读卡器，就可以实现坐公交地铁、看电影、餐馆付账，连预约医院专家门诊，都变得轻而易举……

　　下文先简单介绍手机刷卡的技术模式，并探讨在智能建筑一卡通系统建设的技术方案。

　　手机刷卡三种技术模式

　　手机刷卡所用技术方案主要有三种，NFC、SIMPASS、2.4GHz的RFID-SIM。

　　NFC:

　　近场通信（Near Field Communication，NFC），是通过无线频率部分的电磁感应耦合方式实现的，是由非接触式射频识别（RFID）及互连互通技术整合演变而来。

　　NFC由Philips、Sony两家公司首先提出，在2003年12月8日通过ISO/IEC机构的审核而成为国际标准，并在2004年3月18日由ECMA认定为欧洲标准。

　　NFC采用13.56MHz作为近距离通信频率标准，兼容ISO/IEC 14443、ISO/IEC 15693、Sony的Felica等射频标准。其典型操作距离只有几厘米，数据传输速度可以选择106Kb/s、212Kb/s或者424Kb/s，将来可提高至1Mb左右。

　　基于NFC手机终端的技术解决方案，是将NFC控制芯片、非接触式应用芯片、射频天线集成到手机上。NFC通讯可以实现卡模拟、阅读器模拟、点对点通信三种应用模式。 
卡模拟：银行卡、积分卡、各类储值卡、身份识别、门禁、行业卡等应用；
阅读器模式：进行读取标签广告、防伪等应用； 

　　点对点通信模式：提供两个NFC设备之间数据传输、游戏等服务。

　　近几年时间里，国内外进行了很多有关NFC技术应用的试验，为技术改进和应用推广奠定了很好的基础。美国银行试点利用手机提供万事达卡PayPass应用；法国巴黎公交与地铁系统采用近场通信技术，实现了手机购买车票与扣费乘车，并推出了商用版本的SAGEM非接触手机终端和相应的SIM卡；从欧洲到北美近场通信应用已经从试点工作逐步走向试商用。亚洲日本NTT DoCoMo公司、韩国SK Telecom公司也开展了希望用手机钱包进行现场支付业务。国内在上海、厦门、重庆、武汉也有开展基于NFC近距离通信手机身份认证及电子支付现场试验的报道。

　　基于NFC手机终端的技术解决方案具有天生的缺陷,用户若要使用手机刷卡及支付业务，必须更换带有NFC功能的手机。这个市场障碍在中国表现尤为突出。

　　SIMpass

　　SIMpass是双界面智能卡技术向手机领域渗透的产品，是一种新的手机SIM卡。 SIMpass为双界面SIM卡，支持接触与非接触两个工作接口，接触界面实现SIM功能，非接触界面实现支付功能。SIMpass既具有普通SIM卡一样的电信应用功能，又能够通过附于其上的天线与读卡器进行近距离无线通信，从而能够扩展至非电信应用，尤其是手机现场支付功能。SIMpass非接触界面采用13.56MHz作为近距离通信频率标准，兼容ISO/IEC 14443。

　　基于SIMpass手机终端的技术解决方案，SIM卡上有两个天线触点用来外联天线，而天线的设计有两种实现方法：如采用定制手机，可通过改造手机电池或主板，将天线布置在电池或主板上；如采用现有手机，可以将外置天线焊接在SIM卡上。 

　　SIMpass已在中国移动作过一些应用试点，但在市场表现上则处于下风，原因是一方面依靠芯片厂商制作产品，一方面还亟需获得运营商的支持。与NFC一样，持卡人的接受是一个大问题。 

　　RFID-SIM

　　RFID-SIM卡与SIMpass同样是双界面智能卡（RFID卡和SIM卡）技术向手机领域渗透的产品，不同之处是非接触界面采用2.4GHz作为通信频率，天线与芯片集成设计一体化，可以称为单芯片双界面智能卡。单芯片RFID-SIM卡产品在外观上与现有的SIM卡没有任何差别。

　　RFID-SIM单芯片双界面智能卡支持接触与非接触两个工作接口，接触接口负责实现SIM卡的应用，完成手机卡的正常功能，例如：电话、短信功能等。于此同时，非接触界面可以实现非接触式消费、门禁、考勤等应用。并且由于支持空中下载相关规范（OTA和WIB规范），RFID-SIM卡的用户能够通过空中下载的方式实时更新手机中的应用程序或者给帐户充值，从而使手机真正成为随用随充的智能化电子钱包。

　　RFID-SIM是中国移动自主提出的完全基于单芯片SIM卡的非接触技术解决方案，国际上没有先例，可以说是中国特色。据报道中国移动针对RFID-SIM相关技术进行了深入研究，申请了20多项技术专利，形成了一系列自己的技术规范和标准。

　　RFID-SIM的用户可以在不更换手机的情况下，利用新一代的RFID-SIM卡，即可享有手机身份认证及电子支付功能，如此简单易行必将成为广大用户的首选。对此，我们可以说是RFID-SIM芯片的成熟，为手机身份认证及电子支付带来了希望。

　　基于RFID-SIM技术的智能建筑手机一卡通建设

　　从上三种技术方案分析可知，RFID-SIM卡表现了强劲的发展趋势。如何采用RFID-SIM手机卡来建设智能建筑一卡通呢？有什么技术困难吗？新建手机一卡通系统，或旧系统改造还有其它障碍吗？

　　我们知道所谓“一卡通”， 就是所有内部人员都配备一张身份识别卡，用于在内部的所有工作和工作行为中的身份确认。一张智能卡就可实现身份证明、门禁、停车、就餐等的日常管理。使人们充分享受到高新技术为大家日常工作和生活带来的便利和安全。 

　　一卡通系统的组成通常有三层架构：第一级是一卡通中央存储及系统管理层，包括核心的中央服务器系统、集成平台软件、各系统管理工作站及应用软件；第二级是控制层，包括门禁控制器、停车场控制器、查验机、访客登记机、POS机等；第三级是现场终端设备组成的执行层，包括发卡器、读卡器、电锁、拦杆机等。从系统架构，我们得知RFID-SIM手机卡来建设智能建筑一卡通，现有的第一级管理层、第二级是控制层等都不受影响，只须把执行层的部分设备，也就是与卡片相关的读卡器、发卡器中的射频读写单元更换成RFID-SIM手机卡读写模块即可，因此建设智能建筑手机一卡通从技术上可行，原理及实现方法与现有系统无差异，易于实现。

　　那么RFID-SIM手机卡来新或改造智能建筑一卡通有什么障碍吗？障碍在读卡机具设备的兼容性。我们知道非接触IC卡的技术发展是从低频LF 125Khz，到高频HF 13.56Mhz,再到超高频UHF 915 Mhz、2.4Ghz。目前大规模使用的非接触IC卡机具都是针对13.56MHz的，而RFID-SIM技术采用2.4Ghz，二者不兼容，因此现有的13.56Mhz读写机具需要把13.56MHz高频读写卡射频模块更换成2.4Gh射频读写模块，相应的接口软件需要调整。

　　新建系统可以直接采用2.4Gh射频读写模块，那么老系统如何改造呢？可以采用双频兼容读写模块。这样可以保证原先发出去的卡可以继续使用，新用户可以选择手机卡，不需再办卡。

　　十几年的智能卡技术发展，在我国涌现了一大批优秀的专业智能建筑一卡通机具设备商，如仪创科技，积累了丰富的经验，为手机一卡通的建设打下了良好基础。从我国的手机覆盖率来说，手机一卡通是个潜力巨大的市场。产业各界必将携起手来，共同努力，为促进手机一卡通在中国的发展而努力。