淺析手機刷卡在智能建筑一卡通系統中的應用

文章出處：http://5052h112.com 作者：千家安防網 人氣： 發表時間：2010年05月23日

在新興移動應用中，手機刷卡來實現身份認證、支付是最被用戶看好的項目之一。八成以上的消費者希望將公交卡、銀行卡、門禁卡等工具集成到手機上。手機卡集成公交卡、銀行卡和鑰匙等功能后，并可以取代錢包中的各種卡片。一系列新的應用模式將大規模展開——用手機對準讀卡器，就可以實現坐公交地鐵、看電影、餐館付賬，連預約醫院專家門診，都變得輕而易舉……

可以預見的是手機卡不僅可以具備市民卡、電子錢包的功能外，也可以進入企業、校園、社區等智能建筑應用市場，可用于單位內部的門禁、考勤、就餐、圖書檢閱、停車場等應用。

下文介紹手機刷卡的技術模式，并探討在智能建筑一卡通系統建設的技術方案。

手機刷卡三種技術模式

手機刷卡所用技術方案主要有三種，NFC、SIMPASS、2.4GHz的RFID-SIM。

NFC:

近場通信（Near Field Communication，NFC），是通過無線頻率部分的電磁感應耦合方式實現的，是由非接觸式射頻識別(RFID)及互連互通技術整合演變而來。
NFC由Philips、Sony兩家公司首先提出，在2003年12月8日通過ISO/IEC機構的審核而成為國際標準，并在2004年3月18日由ECMA認定為歐洲標準。

NFC采用13.56MHz作為近距離通信頻率標準，兼容ISO/IEC 14443、ISO/IEC 15693、Sony的Felica等射頻標準。其典型操作距離只有幾厘米，數據傳輸速度可以選擇106Kb/s、212Kb/s或者424Kb/s，將來可提高至1Mb左右。

基于NFC手機終端的技術解決方案，是將NFC控制芯片、非接觸式應用芯片、射頻天線集成到手機上。NFC通訊可以實現卡模擬、閱讀器模擬、點對點通信三種應用模式。

卡模擬：銀行卡、積分卡、各類儲值卡、身份識別、門禁、行業卡等應用；閱讀器模式：進行讀取標簽廣告、防偽等應用；點對點通信模式：提供兩個NFC設備之間數據傳輸、游戲等服務。
近幾年時間里，國內外進行了很多有關NFC技術應用的試驗，為技術改進和應用推廣奠定了很好的基礎。美國銀行試點利用手機提供萬事達卡PayPass應用；法國巴黎公交與地鐵系統采用近場通信技術，實現了手機購買車票與扣費乘車，并推出了商用版本的SAGEM非接觸手機終端和相應的SIM卡；從歐洲到北美近場通信應用已經從試點工作逐步走向試商用。亞洲日本NTT DoCoMo公司、韓國SK Telecom公司也開展了希望用手機錢包進行現場支付業務。國內在上海、廈門、重慶、武漢也有開展基于NFC近距離通信手機身份認證及電子支付現場試驗的報道。

基于NFC手機終端的技術解決方案具有天生的缺陷,用戶若要使用手機刷卡及支付業務，必須更換帶有NFC功能的手機。這個市場障礙在中國表現尤為突出。

SIMpass

SIMpass是雙界面智能卡技術向手機領域滲透的產品，是一種新的手機SIM卡。SIMpass為雙界面SIM卡，支持接觸與非接觸兩個工作接口，接觸界面實現SIM功能，非接觸界面實現支付功能。SIMpass既具有普通SIM卡一樣的電信應用功能，又能夠通過附于其上的天線與讀卡器進行近距離無線通信，從而能夠擴展至非電信應用，尤其是手機現場支付功能。SIMpass非接觸界面采用13.56MHz作為近距離通信頻率標準，兼容ISO/IEC 14443。

基于SIMpass手機終端的技術解決方案，SIM卡上有兩個天線觸點用來外聯天線，而天線的設計有兩種實現方法：如采用定制手機，可通過改造手機電池或主板，將天線布置在電池或主板上；如采用現有手機，可以將外置天線焊接在SIM卡上。

SIMpass已在中國移動作過一些應用試點，但在市場表現上則處于下風，原因是一方面依靠芯片廠商制作產品，一方面還亟需獲得運營商的支持。與NFC一樣，持卡人的接受是一個大問題。
RFID-SIM

RFID-SIM卡與SIMpass同樣是雙界面智能卡（RFID卡和SIM卡）技術向手機領域滲透的產品，不同之處是非接觸界面采用2.4GHz作為通信頻率，天線與芯片集成設計一體化，可以稱為單芯片雙界面智能卡。單芯片RFID-SIM卡產品在外觀上與現有的SIM卡沒有任何差別。

RFID-SIM單芯片雙界面智能卡支持接觸與非接觸兩個工作接口，接觸接口負責實現SIM卡的應用，完成手機卡的正常功能，例如：電話、短信功能等。于此同時，非接觸界面可以實現非接觸式消費、門禁、考勤等應用。并且由于支持空中下載相關規范（OTA和WIB規范），RFID-SIM卡的用戶能夠通過空中下載的方式實時更新手機中的應用程序或者給帳戶充值，從而使手機真正成為隨用隨充的智能化電子錢包。

RFID-SIM是中國移動自主提出的完全基于單芯片SIM卡的非接觸技術解決方案，國際上沒有先例，可以說是中國特色。據報道中國移動針對RFID-SIM相關技術進行了深入研究，申請了20多項技術專利，形成了一系列自己的技術規范和標準。

RFID-SIM的用戶可以在不更換手機的情況下，利用新一代的RFID-SIM卡，即可享有手機身份認證及電子支付功能，如此簡單易行必將成為廣大用戶的首選。對此，我們可以說是RFID-SIM芯片的成熟，為手機身份認證及電子支付帶來了希望。

基于RFID-SIM技術的智能建筑手機一卡通建設

從上三種技術方案分析可知，RFID-SIM卡表現了強勁的發展趨勢。如何采用RFID-SIM手機卡來建設智能建筑一卡通呢？有什么技術困難嗎？新建手機一卡通系統，或舊系統改造還有其它障礙嗎？

我們知道所謂“一卡通”， 就是所有內部人員都配備一張身份識別卡，用于在內部的所有工作和工作行為中的身份確認。一張智能卡就可實現身份證明、門禁、停車、就餐等的日常管理。使人們充分享受到高新技術為大家日常工作和生活帶來的便利和安全。

一卡通系統的組成通常有三層架構：第一級是一卡通中央存儲及系統管理層，包括核心的中央服務器系統、集成平臺軟件、各系統管理工作站及應用軟件；第二級是控制層，包括門禁控制器、停車場控制器、查驗機、訪客登記機、POS機等；第三級是現場終端設備組成的執行層，包括發卡器、讀卡器、電鎖、攔桿機等。從系統架構，我們得知RFID-SIM手機卡來建設智能建筑一卡通，現有的第一級管理層、第二級是控制層等都不受影響，只須把執行層的部分設備，也就是與卡片相關的讀卡器、發卡器中的射頻讀寫單元更換成RFID-SIM手機卡讀寫模塊即可，因此建設智能建筑手機一卡通從技術上可行，原理及實現方法與現有系統無差異，易于實現。
那么RFID-SIM手機卡來新或改造智能建筑一卡通有什么障礙嗎？障礙在讀卡機具設備的兼容性。我們知道非接觸IC卡的技術發展是從低頻LF 125Khz，到高頻HF 13.56Mhz,再到超高頻UHF 915 Mhz、2.4Ghz。目前大規模使用的非接觸IC卡機具都是針對13.56MHz的，而RFID-SIM技術采用2.4Ghz，二者不兼容，因此現有的13.56Mhz讀寫機具需要把13.56MHz高頻讀寫卡射頻模塊更換成2.4Gh射頻讀寫模塊，相應的接口軟件需要調整。

新建系統可以直接采用2.4Gh射頻讀寫模塊，那么老系統如何改造呢？可以采用雙頻兼容讀寫模塊。這樣可以保證原先發出去的卡可以繼續使用，新用戶可以選擇手機卡，不需再辦卡。

十幾年的智能卡技術發展，在我國涌現了一大批優秀的專業智能建筑一卡通機具設備商，如儀創科技，積累了豐富的經驗，為手機一卡通的建設打下了良好基礎。從我國的手機覆蓋率來說，手機一卡通是個潛力巨大的市場。產業各界必將攜起手來，共同努力，為促進手機一卡通在中國的發展而努力。