RFID射頻技術在現(xiàn)代支付領域的應用
?。ㄒ唬㏑FID技術簡介及其發(fā)展史
射頻識別技術RFID (Radio Frequency Identification)是自動識別技術的一種,即通過無線射頻方式進行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信對目標加以識別。與傳統(tǒng)的識別方式相比,RFID技術無需直接接觸、無需光學可視、無需人工干預即可完成信息輸入和處理,且操作方便快捷。能夠廣泛應用于生產(chǎn)、物流、交通、運輸、醫(yī)療、防偽、跟蹤、設備和資產(chǎn)管理等需要收集和處理數(shù)據(jù)的應用領域,并被認為是條形碼標簽的未來替代品。
RFID技術的發(fā)展最早可以追溯至第二次世界大戰(zhàn)時期,那時它被用來在空中作戰(zhàn)行動中進行敵我識別。從歷史上看,RFID并不是一個嶄新的技術。從分類上看,因為經(jīng)過多年的發(fā)展,13.56MHz以下的RFID技術已相對成熟,目前業(yè)界最關注的是位于中高頻段的RFID技術,特別是860MHz~960MHz(UHF頻段)的遠距離RFID技術發(fā)展最快;而2.45GHz和5.8GHz頻段由于產(chǎn)品擁擠,易受干擾,技術相對復雜,其相關的研究和應用仍處于探索的階段。
(二)RFID工作原理及技術現(xiàn)狀
1、RFID的基本工作原理
最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成:
電子標簽(Tag):由耦合元件及芯片組成,每個標簽具有唯一的電子編碼,附著在物體上標識目標對象;
讀寫器(Reader):具備讀取和寫入標簽信息功能的設備,可設計為手持式或固定式;
天線(Antenna):在標簽和讀寫器間傳遞射頻信號。有些系統(tǒng)還通過讀寫器的RS232或RS485接口與外部計算機(上位機主系統(tǒng))連接,進行數(shù)據(jù)交換。
圖1 RFID射頻感應技術工作原理圖
RFID系統(tǒng)在實際應用中,電子標簽附著在待識別物體的表面或者內部,電子標簽中保存有約定格式的電子數(shù)據(jù)。讀寫器可無接觸地讀取并識別電子標簽中所保存的電子數(shù)據(jù),從而達到自動識別物體的目的。如圖1所示,在電磁場系統(tǒng)中,讀寫器通過天線發(fā)出一個電磁(EM)波,電磁波以一個球形波向前傳播。當標簽進入磁場時產(chǎn)生感應電流從而獲得能量,發(fā)送出自身編碼等信息,被讀取器讀取并解碼后送至電腦主機進行有關處理。
2、RFID技術現(xiàn)狀
RFID技術利用無線射頻方式在讀寫器和射頻卡之間進行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸,以達到目標識別和數(shù)據(jù)交換的目的。與傳統(tǒng)的條型碼、磁卡及IC卡相比,射頻識別具有非接觸、讀寫速度快、無磨損、不受環(huán)境影響、壽命長、便于使用等特點和具有防沖突功能,能同時處理多張電子標簽。
目前定義RFID產(chǎn)品的工作頻率有低頻、高頻和甚高頻的頻率范圍內的符合不同標準的不同的產(chǎn)品,而且不同頻段的RFID產(chǎn)品會有不同的特性和不同的典型應用。一般低頻(<135KHz)主要應用在汽車防盜系統(tǒng),畜牧業(yè)管理等領域的應用。高頻(13.56MHz)主要應用在圖書館管理、藥品的防偽、一卡通等領域的應用。甚高頻(860MHz~960MHz)主要應用在供應鏈管理、高速公路收費等領域的應用。
RFID使用的主要標準有:ISO/IEC 18000標準(涉及125KHz, 13.56MHz, 433MHz, 860-960MHz, 2.45GHz等頻段),ISO11785(低頻),ISO/IEC 14443標準(13.56MHz),ISO/IEC 15693標準(13.56MHz),ISO/IEC10536等。其中,ISO/IEC 14443在非接觸智能卡方面的應用最為廣泛,根據(jù)信號調制及解調方式的不同,又可以分為ISO/IEC 14443A和ISO/IEC 14443B。以Philips為首的Philips、Siemens、Hitachi聯(lián)盟致力于A型技術的研發(fā),而OTI、ST、Motorola、NEC、 SAMSUNG 、Infineon等公司則致力于B型技術的研發(fā)。Sony公司發(fā)行的Felica非接觸式卡在日本的發(fā)卡量已經(jīng)超過5百萬張,該卡是基于由RFID衍生出的NFC技術,并由ISO/IEC 18092標準支持。
3、RFID應用現(xiàn)狀
RFID技術應用給各行各業(yè)都帶來了巨大的技術變革和新興的行業(yè)機會,在如下的行業(yè)中得到了廣泛的應用。
零售、物流行業(yè):在歐美國家,包括美國的沃爾瑪特(Wal-Mart)、英國的特易購(Tesco)、德國Metro等大型超市物流企業(yè),均以提升公司內部物流系統(tǒng)和安全、管理效率為目標,相繼宣布在2005-2006年,正式導入RFID系統(tǒng)。2005年10月11日,中國的大型家電連鎖銷售公司國美電器開通國內第一個RFID系統(tǒng)店面。
門禁、汽車門鎖和安全管理方面:不需刷卡,僅靠感應,RFID就可以識別和讀取使用人或對象的相關信息。
醫(yī)藥行業(yè):借助RFID來解決目前供應鏈上存在的一系列問題,例如防止假冒、改進產(chǎn)品庫存管理、減少藥品減量和轉移帶來的損失以及更快更有效地召回產(chǎn)品等。
運輸和通關:利用RFID技術交付高速公路使用費、提取行李或出境管理等;
金融行業(yè):MasterCard將推出由PayPass提供的RFID感應式信用卡,不需刷卡,便可支付貨款。
4、衍生NFC技術
在非接觸式識別(RFID)和互連技術基礎上發(fā)展起來的,由飛利浦、諾基亞和索尼主推的無線近距離通信技術標準NFC(Near Field Communication),填補了連接領域的空白。飛利浦電子在2004年3月就聯(lián)合諾基亞、索尼發(fā)起并成立了NFC論壇。NFC論壇的有兩個主要目標,一是引領關于業(yè)務模式及服務的討論;二是實現(xiàn)具備NFC技術的設備間的互連互通。NFC近距離通信是基于頻率為13.6MHz的射頻技術,典型操作距離只有幾厘米,數(shù)據(jù)交換率目前為424Kb,將來可提高至1Mb左右。NFC和現(xiàn)有的RFID基礎設施兼容,符合ISO/IEC18092和ECMA340標準;同時,NFC也能與非接觸式智能卡連接,兼容廣泛建設的基于ISO/IEC 14443A的非接觸式智能卡基礎設施。
NFC用于快速建立各種設備之間其他類型的無線通信,可作為一種虛擬連接器。NFC技術可以滿足任何兩個無線設備間的信息交換、內容訪問、服務交換,并且使之更為簡約——只要任意兩個設備靠近,不需要線纜接插,就可以實現(xiàn)相互間的通信,這將使任意兩個無線設備間的“通信距離”大大縮短。在無線設備環(huán)境中,NFC無需通過復雜的菜單就能建立連接,實現(xiàn)在非接觸式智能卡、RF應答器等設備間的相互通信。與紅外線技術相比,NFC設備能在有源和無源模式下工作,從而實現(xiàn)在非接觸式智能卡、RF應答器等許多無源設備間進行通信。而與藍牙技術對比,NFC技術可以實現(xiàn)對等的一對一的通信。
二、RFID技術及衍生NFC技術在全球支付領域內的應用
隨著RFID技術在其它行業(yè)漸漸凸現(xiàn),金融支付領域也開始逐步引入相關的RFID技術和NFC近距離通信技術,進一步改善全球支付環(huán)境。
?。ㄒ唬┍泵?BR> 在美國,非接觸卡市場已經(jīng)比預期提前升溫。兩大卡組織已于2005年3月宣布采用統(tǒng)一的非接觸式支付標準,萬事達的PayPass成為卡與設備間標準通信協(xié)議。在此之前,萬事達已在奧蘭多進行PayPass信用卡測試,并在達拉斯與Nokia合作進行移動應用測試。Visa的非接觸式系統(tǒng)“Wave”也在亞洲的馬來西亞與我國臺灣地區(qū)推行試點項目。2005年5月,美國最大的發(fā)卡機構Chase正式大規(guī)模發(fā)行“Blink”品牌的非接觸式信用卡,首先在Georgia與Colorado發(fā)行,計劃發(fā)行200萬張。未來還將在5至6個地區(qū)推行,每個市場預計發(fā)卡量100萬張。預計至2006年1季度,大通發(fā)卡總量將達到800萬張。由德州儀器提供芯片的運通ExpressPay也已開始全國性推廣,合作商家包括CVS連鎖、Ritz Camera與Sheetz。
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在歐洲,隨著3G商用進程的逐步加快,各大移動運營商也在積極推廣移動支付業(yè)務。以芬蘭為例,從2002年2月起,在赫爾辛基乘地鐵等公交工具出行的乘客,只要用手機發(fā)出短信代碼給指定的服務商,就會得到購票信息反饋,并可在1小時的有效時間內乘坐地鐵、有軌電車及部分公共汽車,票款計入購票者每月的電話賬單。2004年11月,芬蘭手機購票服務的范圍進一步擴大,人們可以通過手機購買赫爾辛基地區(qū)的短途火車票。2002年3月,芬蘭最大的電信運營商索內拉公司開始向首都居民提供用手機支付購物款的服務。凡加入索內拉公司建立的移動支付系統(tǒng)并設立了移動賬戶的用戶,可以在指定的數(shù)十家商店用手機購物。從2004年5月開始,芬蘭國家鐵路局在全國推廣電子火車票,乘客不僅可以通過國家鐵路局網(wǎng)站購買車票,還可以通過手機短信訂購電子火車票。
在法國嘎納,2005年10月針對近距無線通信(Near Field Communication,NFC)展開一項測試。根據(jù)飛利浦電子公司所提供的這項觸控式技術(touch-based technology),參加測試的200位嘎納居民將能夠在為期六個月的測試期間在嘎納特定的零售店、停車場和著名的觀光景點使用內嵌有飛利浦NFC芯片的移動電話進行安全的付款。在這項測試中,飛利浦將與法國電信的研發(fā)部門、運營商Orange、手機制造商三星電子以及知名零售公司Groupe LaSer和Vinci Park緊密合作。在嘎納進行的近距無線通信NFC測試是這項新技術在全球第一次大規(guī)模的測試,將能直接從移動運營商、零售業(yè)者和消費者三方得到意見反饋。這項測試也將有助于大眾了解這項技術所帶來的便利:只要將他們的移動電話在近距無線通信NFC終端機前輕松掃過,就能安全而便捷地完成付款并獲取信息。
?。ㄈ﹣喼?BR> 在韓國,已經(jīng)有越來越多的移動用戶通過手機實現(xiàn)POS支付,購買地鐵車票,進行移動ATM取款。早在2001年,SK就推出了名為MONETA的移動支付業(yè)務品牌。申請了該項業(yè)務的移動用戶可以獲得兩張卡:一張是具有信用卡功能的手機智能卡,另一張是供用戶在沒有MONETA服務的場所使用的磁卡。移動用戶只要將具有信用卡功能的手機智能卡安裝到手機上,就可以在商場用手機進行結算,在內置有紅外線端口的ATM上提取現(xiàn)金、在自動售貨機上買飲料,還可以用手機支付地鐵等交通費用,無須攜帶專門的信用卡。2004年8月,SK將其移動支付業(yè)務整合為新的品牌“M-BANK”。通過在手機中內置智能型芯片,用戶可以用手機辦理各種金融服務?!癕-BANK”的特點在于將結算信息密碼化,因而具有很高的安全性。
在日本,NTT DoCoMo等移動運營商均把移動支付作為重點業(yè)務予以積極推進。2004年,NTT DoCoMo先后推出了面向PDC用戶和FOMA用戶的基于非接觸IC智能芯片的Felica業(yè)務。用戶可以在各種零售、電子票務、娛樂消費等商戶利用這種手機進行支付。據(jù)統(tǒng)計,自去年7月以來,DoCoMo已經(jīng)售出200萬部芯片手機,而支持該支付方案的商家數(shù)量已經(jīng)超過9000家,這一數(shù)字還在迅速擴張中。 目前,在使用FeliCa手機的用戶中,60%的用戶每周都會至少使用一次支付功能。為了推廣移動支付計劃,近期NTT DoCoMo還出資收購了一家信用卡公司。今年,公司計劃在手機中整合完整的信用卡支付功能。
三、非接觸式支付的發(fā)展前景
RFID技術,尤其是由此衍生的近距離無線通信NFC技術將在非接觸式銀行卡以及其它非接觸式支付領域內,徹底改變持卡人使用科技和商戶利用科技的模式,為我們帶來更安全、更便捷的新興支付方式。
NFC技術選擇了“兼容”的高起點,它能與非接觸式智能卡連接,兼容廣泛建設的基于ISO14443A的非接觸式智能卡設備。相對于其它無線通信技術應用所遭遇的一些應用瓶頸,NFC技術采用了更聰明的做法。與一般的非接觸技術相比,NFC可將交易信息上載到手機上,同時也可通過手機把這個信息再傳到其他裝置。NFC技術能輕松地實現(xiàn)手機到電子交易間的信息傳輸,使用戶擁有一個無需瀏覽復雜的菜單或進行繁冗的設制程序就能進行交互的環(huán)境。NFC使人們不費吹灰之力就能連接到數(shù)碼相機、PDA、機頂盒、計算機和手機上,輕松安全地在任意兩個設備間實現(xiàn)信息交互、內容讀取和服務享受。
由于這兩種技術可以適用于不同的應用環(huán)境,所以也可以應用在磁卡、IC卡不適用的一些環(huán)境。此外,通過存儲單元的劃分,一張卡片可以同時應用于不同的子系統(tǒng).在香港非常普及的Octopus (八達通卡)就利用這一特點從而大量應用于超市、公交系統(tǒng)、餐廳酒店及其他消費場所。從銀行角度來講,在這樣一張卡片上同時集成代理醫(yī)療保險、代收交通罰款、代收稅等多個功能,從而可以實現(xiàn)一卡多用,改變目前持卡人“一事一卡”的尷尬狀態(tài)。
未來,NFC技術應用將以手機作為最大的載體,而中國是手機用戶最多的市場之一。截至2005年6月底,中國國內手機用戶已達3.63億,并且仍然保持著強勁的增勢。而北京2008數(shù)字奧運也將會為無線通信技術的應用帶來眾多的商機,這是一個最不容忽視的市場。NFC既克服了其它無線通信技術應用的制約因素,又成功借助他們建立的市場平臺實現(xiàn)起跳,為手機提供的豐富功能將催生一個新的應用市場。
RFID和NFC必將在中國掀起一股新的無線交易應用浪潮。