不带钱包去购物是一种什么样的体验？

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会用ApplePay的是潮人，但能将Apple Pay说的头头是道，才是个最IN的人。想详细了解Apple Pay就不得不提的NFC（近场通信）的厉害之处。

“老板，可以Apple Pay么？”
“请说中文！”
“老板，可以苹果支付么？”
“啥苹果支付，我还梨子支付呢，你咋不上天呢！”

出门忘带钱包一直是件尴尬的事。现在把银行卡装进了手机，支付更快捷，又方便记账，还省去了找零的麻烦。带着手机跑完步，遇上朋友去喝杯咖啡不是事！

“Apple Pay”这个词第一次听到还要追溯至2015年的苹果开发者大会上（WWDC2015），而再次进入笔者视线里已然是2016年2月18日。苹果公司凭借其巨大的号召力与市场影响力，牵手中国银联，经历各种周折后，终于登陆中国大陆市场。

Apple Pay这个起于早上5点的App应用，其实并不是推送一个简单App应用服务，而是推动了NFC在整个支付领域里的应用。NFC听上去很是神奇！今天笔者就带大家深入了解一下NFC。

什么是NFC？
NFC，直译成中文“近场通信”，英文全称“Near Field Communication” 。从学术角度上理解，NFC是一种短距离、高频率的无线电数据传输技术，在13.56MHz频率下通常运行于20厘米距离内。其传输速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒与424 Kbit/秒三种。目前NFC已通过成为ISO/IEC IS 18092国际标准、ECMA-340标准与ETSI TS 102 190标准。

看上去NFC是一项通信界的新兵？其实，NFC技术有着辉煌的前身。NFC技术由非接触式射频识别（RFID）演变而来，由飞利浦半导体（现恩智浦半导体公司）、诺基亚和索尼共同研制开发，其基础是RFID及互连技术。NFC标准ISO 14443 A，B，也就是使用飞利浦的MIFARE标准。，但两者之间还是存在很大的区别。首先，NFC是一种提供轻松、安全、迅速的通信的无线连接技术，其传输范围比RFID小。其次，NFC与现有非接触智能卡技术兼容，已经成为得到越来越多主要厂商支持的正式标准。再次，NFC还是一种近距离连接协议，提供各种设备间轻松、安全、迅速而自动的通信。与无线世界中的其他连接方式相比，NFC是一种近距离的私密通信方式。

NFC的工作模式
与RFID一样，NFC也是通过频谱中无线频率部分的电磁感应耦合方式传递与交互数据。NFC技术在继承了RFID标准的优点后，依据科技的发展与物联网的趋势，NFC技术又完善了自己的工作模式，从而形成了卡模式与点对点模式两种模式：

卡模式（Card emulation）：RFID卡模式，这个模式其实就是相当于一张采用RFID技术的IC卡。可以替代大量的IC卡（包括信用卡）场合商场刷卡、公交卡、门禁管制，车票，门票等等。此种方式下，有一个极大的优点，那就是卡片通过非接触读卡器的 RF 域来供电，即便是寄主设备（如手机）没电也可以工作。

点对点模式（P2P mode）：这个模式和红外线差不多，可用于数据交换，只是传输距离较短，传输创建速度较快，传输速度也快些，功耗较低（高于蓝牙BLE模式）。将两个具备NFC功能的设备链接，能实现数据点对点传输，如下载音乐、交换图片或者同步设备地址薄。因此通过NFC，多个设备如数码相机、计算机和手机之间都可以交换资料或者服务。


NFC的技术优势
“青出于蓝，而胜于蓝。”NFC出于RFID技术，充分发挥了后发展效应：

• 第一、NFC将非接触读卡器、非接触卡和点对点功能整合进一块单芯片，而RFID技术必须同时有读卡器和电子标签。RFID卡只能实现信息的读取以及判定，而NFC技术则强调的是信息交互，非常适合物联网的终端应用。NFC手机内置NFC芯片，组成RFID模块的一部分，可以当作RFID无源标签使用进行支付身份识别；也可以当作RFID读写器，用作数据交换与采集，当然还可以进行NFC手机之间的数据通信；

• 第二、应用方向不同。NFC更多的是针对于消费类电子设备相互通讯，NFC传输范围比RFID小，有源RFID则更擅长在长距离识别；

• 第三、NFC和蓝牙BLE都是短距离通信技术，均集成于手机中，但NFC不需要复杂的设置程序，也可以简化蓝牙连接——毕竟不需要配对嘛；

• 第四、传输速度与传输距离有限，可以有效减少不必要的干扰。这让NFC特别适用于设备密集而传输变得困难的时候；


NFC的硬件与软件实现
笔者在这里建议大家直接购买现成的NFC模块，因为一来可以有效减少开发周期；二来毕竟是射频模块，硬件设计需要一个较高的门槛。下图就是某厂家已经设计制作完成的NFC模块。

这里需要指出，NFC模块普遍使用的非接触读写芯片--PN532，包含80C51微控制器内核，集成了13.56MHz下的各种主动/被动式非接触通信方法和协议，并且兼容Arduino设备。通过UART串口进行通讯，甚至可以运用USB转UART虚拟串口，轻松通过电脑对其进行测试。PN532传输模块非常强大，全面支持6种不同的工作模式：

  •   读写器模式，支持ISO/IEC 14443A / MIFARE机制
  •   读写器模式，支持 FeliCa机制
  •   读写器模式，支持ISO/IEC 14443B机制
  •   卡操作模式，支持ISO 14443A / MIFARE机制
  •   卡操作模式，FeliCa机制
  •   ISO/IEC18092，ECM340点对点



NFC模块的引脚电气连接也是非常简单的：

简单的硬件连接方便我们快速安装，而更简单的软件开发，以加快我们方案的部署。这里我们提供以英特尔伽利略开发板的Arduino的示例源代码供创客们参考：

/* PN532 reads the tag by Arduino Galileo
command list:
#wake up reader
send: 55 55 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ff 03 fd d4 14 01 17 00
return: 00 00 FF 00 FF 00 00 00 FF 02 FE D5 15 16 00
#get firmware
send: 00 00 FF 02 FE D4 02 2A 00
return: 00 00 FF 00 FF 00 00 00 FF 06 FA D5 03 32 01 06 07 E8 00
#read the tag
send: 00 00 FF 04 FC D4 4A 01 00 E1 00
return: 00 00 FF 00 FF 00 00 00 FF 0C F4 D5 4B 01 01 00 04 08 04 XX XX XX XX 5A 00 // XX is tag. */
void setup()
{
  Serial.begin(115200);//open serial1 with device
  wake_card();
  delay(100);
  read_ACK(15);
  delay(100);}
void loop()
{
  send_tag();
  read_ACK(25);
  delay(100);
  if (!cmp_id ()) {
    if (test_ACK ()) {
      delay (100);
    }}}

由此可见，Apply Pay移动支付选择NFC技术正是看中了其实现简便、短距离、搞干扰、加密可靠的安全技术优势。也许NFC技术就是为移动支付而生呢！

（原文作者：李思佳，中国航天电子科技集团物联网应用技术研究院工程师，硕士研究生，部分图片来自网络）