基于NFC技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)電子錢包的支付設(shè)計？

NFC即近距離無線通信，是由恩智浦公司發(fā)起，由諾基亞、索尼等著名廠商聯(lián)合主推的一項無線技術(shù)—在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點(diǎn)對點(diǎn)的功能，能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識別和數(shù)據(jù)交換。

1 背景

NFC具有雙向連接和識別的特點(diǎn)，工作于13.56MHz頻率范圍，作用距離接近10厘米。NFC技術(shù)在ISO18092、ECMA 340和ETSITS 102 190框架下推動標(biāo)準(zhǔn)化，同時也兼容應(yīng)用廣泛的ISO 14443 Type-A、B以及Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡。

PN544符合歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ETSI)制定的最新NFC規(guī)范，能夠?yàn)槭謾C(jī)制造商和電信營運(yùn)商提供完全兼容的平臺，用以推出下一代NFC設(shè)備和服務(wù)：PN544完全兼容現(xiàn)已發(fā)布的所有通過單線協(xié)議(SWP) 連接SIM卡和主機(jī)控制器接口(HCI)的NFC規(guī)范。

PN65O即為PN544加上NXP的SmartMX安全模塊，PN544和PN65O硬件PIN對PIN完全兼容。同時，PN65O / PN544還提供多種主機(jī)接口選擇 ,確保手機(jī)制造商實(shí)現(xiàn)輕松集成High Speed UART、SPI、I2C，并支持多種RF接口協(xié)議：ISO14443A/B、ISO15693、MIFARE、Felica.此外，恩智浦與Gemalto、Oberthur Technologies和Giesecke& Devrient等領(lǐng)先SIM卡制造商密切合作，以確保包括MIFARE技術(shù)在內(nèi)的SWP接口的互通。

2 NFC電子錢包總體結(jié)構(gòu)

2.1 NFC PN544/PN65O的結(jié)構(gòu)框圖

如下圖1為NFC PN544/PN65O的結(jié)構(gòu)框圖。

圖1 NFC PN544/PN65O硬件電路框圖

2.2 PN544和PN65O優(yōu)勢特性

(1)小尺寸，便于進(jìn)行尺寸優(yōu)化

(2)低功耗

(3)電池關(guān)閉及低電量工作模式

(4)可選與平臺無關(guān)的軟件堆棧

(5)提供GPIO PORT 可供外部單元控制

(6)中斷IRQ 可使外部控制單元的命令通訊更簡易

(7)支持安全單元控制接口

(8)整合電源控制單元

3 關(guān)于NXP最新的NFC電子錢包解決方案

NFC電子錢包功能是以手機(jī)為交易平臺，由PN544 NFC控制器(PN65O內(nèi)置了安全模塊)和安全模塊兩大部分實(shí)現(xiàn)移動支付及數(shù)據(jù)交換功能。

3.1 RF部分

NFC射頻電路是由EMC濾波電路、匹配電路、接收電路、天線等四部分組成。

3.2 EMC電路

由于該系統(tǒng)是以13.56MHz的操作頻率為基礎(chǔ)。該頻率由石英晶振產(chǎn)生。與此同時還會產(chǎn)生高階諧波。為了符合內(nèi)部電磁兼容性規(guī)則，13.56MHz的三次、五次及五次以上的高階諧波必須適當(dāng)?shù)囊种埂Ｋ栽揈MC電路配置為一LC低通濾波器，用來濾除高次諧波。

3.3 天線匹配電路

由于天線線圈本身是一個低阻抗的設(shè)備，為了能夠把NFC IC 送出的能量以最大化的傳遞給天線 ,所以在天線與NFC IC間須加一匹配電路。消除因不匹配而造成的信號反射形成的能量損失。

3.4接收電路

由R127，C118，R128，C119組成，芯片內(nèi)部產(chǎn)生的Vmid電位作為RX管腳的輸入電位，為減少擾動，需用電容將Vmid接地。Vmid的偏置電壓可以增加Rx腳的電壓驅(qū)動。圖2 所示的為NFC射頻接收電路。

3.5 NFC與SIM卡安全模塊接口電路

NFC IC帶有SWP一線接口可以實(shí)現(xiàn)與SIM卡的數(shù)據(jù)通訊，其參考電路如下圖3所示。

4 PN65O/PN544 Demo Board 展示

關(guān)于PN65O/PN544 Demo Board 展示如圖4 所示，如5為Android開發(fā)平臺示意圖。

不久后，未來是可以預(yù)見的，NFC功能將遍地開花。吃飯時，NFC點(diǎn)餐，吃完用手機(jī)碰一下，閃電付款走人;乘坐地鐵公交時，NFC手機(jī)秒變公交卡，熄屏刷一下，快速通過;過門禁時，手機(jī)熄屏輕輕“碰一下”，即可通過門禁...這樣的快捷生活，你期待嗎?

智能手機(jī)一直向高集成度的方向發(fā)展，它取代了手表、MP3、電視、錢包、相機(jī)、鑰匙。未來的生活也必定會更高效、更便捷、更迅速，而手機(jī)與NFC功能的結(jié)合，我們生活方式將重新定義。借助NFC技術(shù)，智能手機(jī)仿佛可以去“接觸”幾乎一切事物。

①接觸支付：將有可能顛覆掃碼支付的快捷支付形式。

雖然說掃碼支付解決了很多現(xiàn)金找零的繁瑣，也告別了收到假鈔的風(fēng)險，但這并非終點(diǎn)，掃碼支付雖然方便，但還不夠快捷，打開手機(jī)--解鎖手機(jī)--打開支付軟件--點(diǎn)擊掃碼付款--輸入金額--確認(rèn)付款，如果網(wǎng)速不好的情況下，這個過程將拉長，很多人應(yīng)該都深有體會。

反觀NFC手機(jī)支付，過程和傳統(tǒng)“刷卡”一樣，只需要熄屏刷手機(jī)即可，同時支持?jǐn)嗑W(wǎng)甚至斷電支付，比如華為NFC手機(jī)沒電自動關(guān)機(jī)后，NFC功能還可以正常使用8個小時左右。

同時，今年還有消息顯示支付寶與蘋果合作，在iOS14中將支付寶加入到Apple Pay中;拉卡拉宣布與華為達(dá)成合作，未來雙方將在華為終端上展開手機(jī)POS收款的合作;比亞迪“漢”與華為合作，打造NFC汽車鑰匙系統(tǒng)。很顯然，巨頭們都在布局NFC支付，因此未來，NFC支付適用的場景將更廣泛，未來可期。

②接觸通行功能，最能體現(xiàn)的場景就是與門禁的結(jié)合。

目前最常用的開門方式有：刷卡、手機(jī)二維碼、人臉等方式，不同的開門方式優(yōu)缺點(diǎn)各有不同，刷卡方便，但要攜帶，易丟失、易復(fù)制;手機(jī)二維碼很智能，但是操作繁瑣;人臉門禁很高端，但是人臉信息存在泄漏風(fēng)險。此時NFC手機(jī)門禁則是最佳方案，它結(jié)合了刷卡和手機(jī)門禁的優(yōu)勢，斷網(wǎng)、斷電也可正常工作，熄屏刷一下快速通行。

很多人看中手機(jī)NFC功能，主要目的也是因?yàn)槟軌蚰M門禁卡，但由于門禁卡加密等不符合模擬要求，無法模擬，讓人大失所望?？上驳氖?，近日，令令開門成功與華為NFC功能對接，可實(shí)現(xiàn)“無卡模擬”。即在沒有門禁卡的情況下，用戶用可在手機(jī)端直接模擬一張同功能的虛擬門禁卡。同時，運(yùn)營者也不用再制卡，更方便管理。

③接觸連接，與藍(lán)牙功能類似，但有所不同，如把兩個 NFC 設(shè)備靠近并連接，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸，例如傳輸音樂、圖片等。

④接觸瀏覽，用戶可將NFC 手機(jī)具有NFC功能的標(biāo)簽，即可瀏覽其中內(nèi)容，比如商品標(biāo)簽、海報等。

⑤下載接觸，用戶可通過 GPRS 網(wǎng)絡(luò)接收或下載信息，用于支付或門禁等功能，如業(yè)主可發(fā)送授權(quán)的特殊短信至訪客的手機(jī)，來授予訪客進(jìn)出門禁的權(quán)限。

NFC備受巨頭關(guān)注，用戶青睞，核心原因是NFC具有高安全性，主要體現(xiàn)在這三個方面。從傳輸距離而言：NFC源于RFID 技術(shù)，具有“非接觸”特性，一般可在10厘米的距離內(nèi)建立通訊，因此它的安全性也比RFID進(jìn)一步增強(qiáng)，同時也比現(xiàn)在的二維碼支付、音頻支付要安全很多。從NFC加密方式而言：通過SE芯片硬件加密+軟件加密的雙加密方式，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?

從數(shù)據(jù)交換速度上而言：NFC設(shè)備建立連接，完成ID與密鑰等數(shù)據(jù)傳遞的時間不到0.1秒，在如此快速的數(shù)據(jù)交換，黑客截獲并破譯無線電信號的幾率很小。NFC面向近距離傳輸，適用于交換財務(wù)信息或敏感的個人信息等重要數(shù)據(jù)，在個人隱私泄露事件頻繁發(fā)生的互聯(lián)網(wǎng)時代，安全性是所有人非常看重的，NFC恰恰符合這一點(diǎn)。