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你与共享单车NFC专家的距离，只差这篇文章

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　　一直以来，美国公司主导着互联网世界，中国互联网则是跟随者。如今，中国互联网经济已超美国，尤其是在移动互联网领域，公司不再拷贝来自美国的商业模式，反而向美国输出中国的移动互联网的创意和商业模式。这其中不得不提的就是有中国“新四大发明”之一称号的共享单车。

　　最近，有一家宣称要颠覆行业的美国共享单车品牌诞生了，V Bikes。该公司早在两年前就开始酝酿一款能够解决共享单车现存弊端的升级产品，该项目在美国、中国拥有强大的科学技术团队，上市的单车运用全新高科技，解决国内单车现有的难点，誓将打破现存的市场格局。

　　V Bikes将它的开锁方式作为重点宣传的黑科技。

　　无需二维码，智能锁无需连网也能用!

　　突破传统的二维码智能锁体系架构，崭新的共享单车智能锁。

　　无需二维码，待机工作时无需保持连网状态，功耗极低，电池使用时间更长，网络信号不好时，也不影响开锁体验。

　　无需二维码，不仅开锁的时间变得更快，开锁率更高(仅需3秒左右)，而且安全性高，“粘贴假二维码骗财“这种事情也就不会发生啦~

　　是的，关注我们NFC前沿观察的朋友应该已经知道了，V Bikes智能车锁的开锁方式是用的NFC技术。

　　对于以二维码为基础的智能车锁，和以NFC技术为基础的智能车锁，我们分别请出两者的代表，摩拜和V Bikes，通过两张图将很清楚地了解他们的原理。

　　在共享单车的智能车锁上，NFC技术相比二维码，在数据和联网效率、安全性、用户体验和功耗这四项指标上取胜，而在成本上NFC技术输给了二维码，取得了4比1的成绩。详细的分析请移步《一文全比较，NFC与二维码在共享单车上的相爱相杀》。

　　目前国内还没有使用NFC技术的共享单车，反倒被美国品牌抢了先，作为共享单车的发明国，这实在是说不过去。既有理论支撑，又有珠玉在前，所以趋势已成，在将NFC技术应用于共享单车这件事上，现在面临的问题已经不再是“要不要做”，而是“要怎样做”。

　　为了弄清“要怎样做”，首先要了解NFC技术的原理。NFC是一种短距高频的无线电技术，其传输速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者424 Kbit/秒三种。这个技术由非接触式射频识别(RFID)演变而来，并向下兼容RFID，主要用于手机等手持设备中提供M2M(Machine to Machine)的通信。目前NFC技术已成为ISO/IEC18092国际标准、EMCA-340标准与ETSI TS 102 190标准。

　　NFC的工作模式包含以下三种模式：

　　1.读写器模式(Reader/writermode)：NFC设备作为读卡器，发出射频场，读取/操作外部的标签或者卡。

　　2.卡模拟模式(Card emulation mode)：NFC设备将自己模拟成一张标签或者卡，被动响应射频信息，能被外部的读写器读取/操作。

　　3.点对点模式(P2P mode)：NFC设备工作在P2P模式时，主要用于数据交换。

　　简单分析这三种模式，其中读写器模式和卡模拟模式这两种模式，是分别模拟RFID系统中的读写器和卡(标签)这两个角色，这是一种主从的通信模式，读写器作为通信的主机方，而卡(标签)作为通信的从机方。

　　P2P模式是一个与RFID完全不同的工作模式，在这个模式里，两个NFC设备不存在主机方和从机方，两个NFC设备以对等的角色进行通信。根据通信中射频场的产生方式，P2P模式又分为主动P2P模式和被动P2P模式。在主动P2P模式下，要发出信息的NFC设备使用自己发出的射频场(RF-field)携带信息，发送完一帧信息后就关闭自己的射频场，等待对方以同样的方式发出信息;在被动模式下，启动P2P通信的设备，也称为NFC发起设备(主设备)，在整个通信过程中提供射频场(RF-field)，它可以选择106kbps、212kbps或424kbps其中一种传输速度，将数据发送到另一台设备。另一台设备称为NFC目标设备(从设备)，不必产生射频场，而使用负载调制(load modulation)技术，即可以相同的速度将数据传回发起设备。

　　了解完NFC的工作模式，再回到主题，NFC技术应该以什么样的形式应用于共享单车的智能车锁。我们知道，技术是服务于产品，产品的需求决定了技术的形式。从产品的需求出发，首先看NFC的三种模式中，哪些适合于应用在智能车锁上;然后来看选择什么样的NFC器件。

　　选择工作模式

　　观察员首先要排除掉的是P2P模式。P2P模式主要用于交换数据，或者为蓝牙、WIFI设备进行配对，这种模式不适合于智能车锁需要的鉴权开锁和加密数据传输。

　　读写器模式可以应用于智能车锁。智能车锁通过轮询(polling loop)的方式发出射频场，携带询问信息。当用户要开锁时，除了可以使用NFC手机、NFC手环(手表)等设备外，还可以使用特定的卡。例如银联希望切入共享单车这个市场，它该如何做呢?由于现在新发的银行卡都有RFID的芯片和天线，是一张标准的RFID卡，所以银联可以用银行卡作为抓手，用银行卡开锁的方式，切入到共享单车这个市场。以银联这个思路，其他的应用方同样可以以自己已有的非接触卡为载体，切入共享单车市场，甚至，共享单车自己也可以发卡，如此一来，想象空间就变得更大了。

　　卡模拟模式也是适合于智能车锁的。卡模拟模式应用于智能车锁，被动地检测射频场，当一个工作在读写器模式的NFC手机、NFC手环(手表)等便携式设备靠近时，NFC模块从射频场中取电，并唤醒主控芯片进行鉴权解锁。这种方式依赖于开锁的设备是工作在读写器模式，所以，前面提到的各种卡就不能用来解锁了。

　　选择NFC器件类型

　　适合于智能车锁的NFC器件有两种，一种是NFC桥接器(NFC Booster)，一种是NFC控制器(NFC Controller)。

　　NFC桥接器是一种桥接主控芯片和外部NFC设备的器件，它和外部的NFC进行无线射频通信，并将数据转化成普通格式，通过I2C/SPI这种通用协议，和主控芯片交互数据。NFC桥接器的本质是一个射频前端，根据这个射频前端的工作模式，可以分为读写器型NFC桥接器，和卡模式型NFC桥接器。读写器型NFC桥接器其实就是读写器芯片，典型的如NXP公司的CLRC632。卡模式型NFC桥接器是一个有接触和非接触两个通道的射频前端，其中接触通道使用I2C/SPI等通用的通信协议，或者DWP等其他私有的通信协议，非接触通道只实现卡模式的NFC通信协议。智能车锁使用NFC桥接器后就能轻松地成为工作在读写器模式，或卡模拟模式的NFC设备了。

　　NFC控制器能实现NFC的全功能，既能工作在读写器模式，又能工作在卡模拟模式，还能工作在P2P模式。NFC控制器都内嵌有cpu、总线架构、存储器和各通信IP，同时有预先嵌入的完整的NFC协议栈，这是一个SOC的系统。毫无疑问，从技术上来说，这是一种最理想的器件，不论用户使用的是NFC手机、NFC手环(手表)，还是无源的卡片(标签)，它都能进行开锁。

　　在了解了工作模式和NFC器件类型两个维度的选择后，要实现出一个真正的NFC智能车锁，只需要根据具体的应用场景，考虑整个车锁的敏感因素，就能搭配得出一个有实用价值的方案了。

　　我们从功能性能、器件成本、集成成本、功耗四个考察点来分析下面三种方案，最后得出一个推荐指数。

　　首先来看的是功能性能，这个考察点主要看产品的使用体验和适用范围。使用体验在读写器模式和卡模拟模式上会出现一些差别，射频场强的质量是NFC通信的保障，读写器模式是本身发出射频场强去操作外部的卡或者工作在卡模拟模式的NFC设备，智能车锁能自己保证射频场强的质量;卡模拟模式中，射频场强的质量依赖于外部的NFC手机、手环等设备，相比读写器模式，兼容性会有一些潜在的问题。在适应范围这点上，粗看上去读写器模式会占优，因为卡的普及程度远远高于NFC手机或手环，但细想很可能不是这样。第一是用户是否真的接受用银行卡来骑行共享单车，这点存疑，银行卡可是高度机密的东西，至少观察员自己就不会接受为了骑共享单车，而要冒着机密信息被泄露的风险。第二是NFC技术的发展就是要用手机、手环或手表这类智能设备替代卡，如果在智能车锁上卡打败智能设备，那就是一种倒退，NFC这项技术存在和发展的最基本理论之一就不复存在了，这点在逻辑上讲不通，所以，在“刷手机坐地铁”、各种pay蓬勃发展的大背景下，智能车锁上卡模拟模式的适用范围其实是要大于读写器模式的。

　　其次来看器件成本，现在共享单车的车锁的成本要占到整车一半左右，如果为了增加NFC功能而继续大幅提升车锁成本，显然是不可承受的。在下面三种方案中，卡模式型NFC桥接器无疑是器件成本最低的方案，分析卡模式型NFC桥接器的芯片结构，可以估算出来，它的器件成本接近于一个NFC标签芯片(视具体型号而定)，相对另外两种方案，这可以说是非常的低廉。

　　接下来是集成成本，过于复杂的集成方法会造成研发周期、经费等不可控。好在在智能车锁这个产品上，没有类似移动支付的那些金融准入门槛，所以集成成本这点都是可控的。其中NFC控制器由于内嵌标准的NFC协议栈，所以在集成时是成本最低的方案。

　　最后来看的是功耗，毫无疑问，卡模式型NFC桥接器是功耗最优方案，因为它非但不需要耗费车锁的电量，甚至可以做到采集射频场强的能量来供应车锁内的某些器件，功耗是负数。而在NFC控制器与读写器型NFC桥接器的比较中，由于NFC控制器有更完备、更易于操作的轮询模式，所以会占优。

　　器件类型：读写器型NFC桥接器

　　工作模式：读写器模式

　　功能性能：★★

　　器件成本：★★

　　集成成本：★★★

　　功耗：★

　　推荐指数：★☆

　　器件类型：卡模式型NFC桥接器

　　工作模式：卡模拟模式

　　功能性能：★★★