手机RFID智能卡设计

1 引言

　　近年来，通信行业的市场环境发生了巨大的变化，通信业务的互联网化趋势越来越明显，电信网络日益通道化、电信服务日益虚拟化，没有网络的公司通过使用网络通道就可以提供越来越多的通信服务，传统电信运营商单纯依赖提供简单的语音和数据通信获得赢利的模式越来越难以持续，纷纷向“信息服务”转型。

　　另一方面，随着电子技术的高速发展，越来越多的功能集成到了手机，如媒体播放、游戏、照相、导航等，手机已不仅仅是一个通信工具，而是日益成为了个人的综合娱乐与信息终端。如何拓展手机的功能，使得手机除了通过移动网络进行传统通信外，还能够服务于运营商希望切入的移动电子商务、物联网、媒体广告等信息化应用，是近年来移动通信领域研究的重点，其中，手机RFID技术已经取得突破性的成果并开始商用。

　　手机RFID技术将RFID芯片内置在手机或手机智能卡(SIM/UIM)中，实现手机功能与RFID功能的集成，用户可刷手机实现金融服务、购物消费、乘车服务、身份认证等诸多应用。由于完全基于手机的RFID技术得不到电信运营商的支持，本文将主要针对集成了RFID射频功能的手机智能卡 (以下称手机RFID智能卡)的实现方案、应用现状、存在的问题以及发展趋势进行研究。

　　2 手机RFID智能卡主流解决方案

　　目前国内外主流手机RFID智能卡解决方案按照工作频率可分为两大类，即13.56MHz方案和2.4GHz方案。其中13.56MHz方案又可分为eNFC方案、双界面卡自带天线方案、双界面卡手机定制方案。以下对4种手机RFID智能卡解决方案分别进行说明。

　　2.1 eNFC方案

　　eNFC方案将RF射频天线及射频通信控制功能集成在手机终端，将RFID数据存储及数据处理功能放在手机智能卡，卡与手机之间通过SWP协议通信，实现RFID与手机的集成。

　　eNFC方案被3GPP定为国际标准，技术完善。采用行业普遍应用的13.56Mhz频率通信，方便合作类业务的改造实施。但eNFC方案必须更换手机和智能卡，成本较高；且目前支持的手机终端和智能卡产品较少，产业链不够成熟。另外，eNFC的专利集中在国外厂商雅斯拓和恩智浦手中，在国内规模应用eNFC方案可能遭遇专利尴尬。

　　2.2 双界面卡手机定制方案

双界面卡手机定制方案在手机智能卡上集成RFID处理芯片，将RFID线圈集成在手机终端上，RFID智能卡通过C4、C8引脚与手机终端的线圈相连，实现近距离通信。此方案采用行业普遍应用的13.56Mhz频率通信，方便合作类业务的改造实施。终端改造仅需实现天线与手机的集成，改造较简单，成本较低。天线集成到终端，提高了刷卡稳定性。缺点是占用了C4,C8触点，和国际标准应用中的大容量卡应用冲突，并且仍然需要对手机终端进行定制。

　　2.3 双界面卡自带天线方案

　　本方案在手机智能卡上集成RFID处理芯片，并从智能卡引出RFID线圈进行近距离通信。双界面卡自带天线方案采用在行业普遍应用的 13.56Mhz频率通信，且不需要更换手机，业务实施方便快速。但由于UIM卡带了较大的RFID线圈，用户安装使用不方便，较容易损坏，刷卡稳定性稍差，使用感知较差。同时，也占用了C4,C8触点，和国际标准应用中的大容量卡应用冲突。

　　2.4 2.4G全卡方案

　　2.4G全卡方案基于蓝牙通信技术，将蓝牙RF射频芯片集成到手机智能卡中，通过距离控制算法等技术进行现场通信，不需要带天线，也不需要更换手机即可实现手机RFID刷卡功能，业务实施方便快速。2.4G全卡方案除了实现现场刷卡功能外，还可根据业务需要实现中距离刷卡应用以及读卡器应用。但由于2.4G频段与国内外金融、交通现场支付标准不兼容，对于合作类应用需要新布POS机具，合作难度大，机具改造成本较高。

　　3 手机RFID智能卡行业应用现状

　　在国际上，主要以eNFC为标准，但由于需求不旺盛，支持eNFC的手机终端很少，使用eNFC方案进行手机现场刷卡的商用案例很少。日韩手机现场刷卡应用多，但由于其移动终端采用机卡合一模式，不属于手机RFID智能卡应用模式。

　　4 手机RFID智能卡存在的问题

　　从2009年开始，借助与手机支付以及移动电子商务的热潮，国内涌现了诸多模式的手机RFID智能卡种类，其中双界面卡方案以及2.4G全卡方案都在手机RFID智能卡解决方案上进行了创新和发展，并拥有一定的自主专利，可以说国内在手机RFID智能卡领域的研究与应用已经处于国际前沿，但是由于行业刚刚启动，还存在不少问题。主要表现在：

　　4.1 标准不统一