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一文全比较,NFC与二维码在共享单车上的相爱相杀


作者:观察员霸蛮 来源:NFC前沿观察 2017-08-12 09:15:38 填写您的邮件地址,订阅我们的精彩内容:

摘要:在智能车锁上,NFC技术是否真的是一种相对二维码更合适的技术呢?观察员当然不会无凭无据地瞎说,我们要在智能车锁关心的几个关键指标上,让NFC和二维码一一对战一番。首先让我们回顾下NFC和二维码两种技术的定义。

关键词:共享单[61篇]  智能车锁[2篇]  NFC[5105篇]  二维码[637篇]  

  前段时间摩拜和ofo两家共享单车背后的大佬,马化腾和朱啸虎,在朋友圈互怼上了,争论的焦点就是什么样的终端才是智能终端。我们在上期讨论到,在共享单车上,智能终端的落脚点就是车锁是否智能,一个合格的智能车锁应该在通信、定位和开锁方式上都达到智能的标准。其中,我们本期观察的重点在开锁这个环节。

  摩拜在车锁上的技术投入一直是业内领先的,开锁方案也是最主流的。尽管其他不同的共享单车车锁有很多种不同的开锁方式,但流程的核心思想都是相同的。将整个开锁动作分解成开锁请求,和开锁指令下达两个步骤。第一个步骤,手机扫描二维码,获得单车ID号,将开锁请求发送至云端服务器。不同方案中的这个步骤是相同的。不同之处只在于开锁指令的下达,云端服务器将开锁指令通过短信、GPRS流量或者手机蓝牙,这三种不同的方式发送至单车进行开锁。闭锁结束行程的流程也是类似的,下面谈到的开锁的问题同样会出现在闭锁这个环节,我们只以开锁为例来讨论。

一文全比较,NFC与二维码在共享单车上的相爱相杀

  从这个开锁流程观察员发现,目前的方案在数据、安全、用户体验和功耗这四个核心指标上都存在缺陷,追根溯源,根本原因就是因为二维码这个技术并不是真正适合共享单车智能车锁这个应用场景的,或者可以换个说法,这个应用场景有比二维码更合适的其他的物联网技术。既然二维码不合适,我们很自然地就会想到二维码的冤家,NFC近场通信技术。NFC技术大家都不陌生,网上关于这个技术的介绍和研究文章很多,很多人讨论它作为根正苗红的物联网技术,为什么在与二维码的较量中,一直处于下风。确实,NFC与二维码,这对冤家在多个领域纠缠不清,从物品标识到移动支付,NFC胜少败多。尤其是移动支付,这个看似专为NFC准备的猎物,由于中国市场上支付宝和微信支付的支持,二维码硬生生地虎口夺食,几近将NFC在移动支付领域逼入绝境。如此形势下,看好二维码,看低NFC的阵营不断壮大,甚至出现很多声音认为NFC没能抓住移动支付的黄金机会,大势已去,将沦落为物联网小众的技术。但观察员认为,NFC不会沦落为小众技术,那些限制NFC发展的致命问题都在向着好的方面发展,智能车锁就是NFC技术一个很好的应用场景,将会是NFC的一个很好突破口。

  在智能车锁上,NFC技术是否真的是一种相对二维码更合适的技术呢?观察员当然不会无凭无据地瞎说,我们要在智能车锁关心的几个关键指标上,让NFC和二维码一一对战一番。首先让我们回顾下NFC和二维码两种技术的定义。

  NFC技术是一种短距高频的无线电技术,在13.56MHz频率运行于10厘米距离内,它是由非接触式射频识别(RFID)演变而来。

  二维码又称QR Code,是用某种特定的几何图形按一定规律,在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的。

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  现在,我们要让NFC和二维码在数据、安全性、用户体验、成本和功耗这5个关键指标上贴身肉搏了。

  数据

  作为一个物联网系统,数据永远是最核心的。在这个“摩拜开锁原理”图中,我们发现三角中只有一个边的数据流动是单向的,那就是手机扫描二维码这个环节,毫无疑问,单向的、有限的数据流动会极大限制这个环节的潜力,除了将单车ID号等简单信息传递至手机外,人和单车之间的几乎就没有其他互动的可能。这甚至限制整个共享单车系统的数据抓取和应用的能力,进一步限制共享单车这个平台的想象空间。

  从技术角度出发分析这个问题,手机扫描二维码只能获得这辆单车的ID等有限的信息,而且不能反过来向单车发送任何数据。用户在开锁时,用户和具体的这辆单车就配对了,这个信息只能通过手机的APP发送到云端系统,数据抓取和应用能力有限,比如,由于车辆联网通信的功耗占总体功耗的比例较大,所以车辆一些实时更新的数据要先离线保存,比如位置、轨迹、维修和车辆状态等这些信息,等到需要联网通信时才会上传云端服务器。如果在开锁时,车辆需要将这些信息发送到手机,要怎么才能做到呢?需要两步,第一步,车辆通过网络连接至云端服务器;第二步云端服务器将信息发送至手机。这种方式功耗大、效率低。如果使用NFC技术,手机和车锁之间是可以有大量数据互相传输的。手机触碰车锁时,车锁内的离线信息不需要通过联网,直接就可以传送至手机。同时,手机也可以向车锁传输大量的信息,这个更是二维码不具备的数据流动方向。

  在数据这个指标上,NFC完胜二维码。

  安全性

  安全对于物联网的重要性是不言而喻的,可以说这是物联网的生命线。互联网时代我们已经饱受诸如病毒、蠕虫和木马的侵害,造成了很大的损失,但物联网时代面临的危险相对互联网时代而言,严重程度跟后者相比,甚至可以说已经不再同一个维度上了,不仅经济和财产面临危险,甚至我们的人身都面临极大危险。看过好莱坞大片《速度与激情8》的朋友,都被反派女黑客Cipher控制纽约僵尸车的场景震惊了,而这绝非只是导演的脑洞大开,牛津大学安全系统教授安德鲁·马丁指出,尽管这类攻击相对简单,现有的汽车很容易遭受此类攻击。

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  当然不止汽车,物联网设备、智能家居等也面临此类风险。所以重视物联网的安全性刻不容缓。当然,我们今天的讨论对象智能车锁不会面临这种灾难式的威胁,但这并不能成为忽视它安全性的借口。安全性恰恰是二维码技术最大的软肋之一,远的不说,通过在共享单车上粘贴伪造的二维码,使用户手机遭受山寨链接的病毒侵害,或盗取用户金钱,这种案例正不断地发生,从技术上说,二维码技术对这种安全威胁束手无策。众所周知,安全性是NFC技术的看家本领之一。在智能车锁上,NFC有两个特点使得类似于伪造二维码这样的威胁不会发生。第一,不同于二维码基于图像识别的技术,NFC是无线射频的技术,所以NFC的天线不需要像二维码一样放在车锁表面,而是内置于车锁里面,无法通过粘贴、替换等手段造假。第二,NFC技术的通信拥有双向鉴权、数据加密等手段,能达到金融级别的安全等级,这是二维码单向通信、有限信息所不能达到的,从技术上保证了造假无法实施。

  在安全性这个指标上,NFC完胜二维码。

  用户体验

  用户体验这个指标看似没有数据和安全性这两者来得那么重要,但在这个颜值就是战斗力、体验就是生命力的时代,解决好了有无问题后,用户体验好与差的区别就是决定性的。经过了支付宝和微信支付的多年用户教育,大家都已习惯了二维码的使用,不再感觉用二维码有多么别扭。掏出手机、解锁屏幕、打开软件、点击扫描二维码、拂去二维码上的灰尘、或者撕掉该死的“他好我也好”的广告、瞄准手别抖、等待那一声滴,一切都是那么地自然,仿佛天经地义。但事实并非如此,“我们这些体验过NFC便捷性的用户,就像尝过人肉的狮子,那美味无与伦比”。

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  当你只需掏出手机贴近车锁,其他的诸如自动配对、唤醒屏幕、调出APP呈现在你面前,这些动作NFC都替你完成时,你会瞬间感受到作为一个现代人的尊严,然后猛然间为自己之前觉得二维码的操作是天经地义这件事,感到无比懊丧,彷佛刚从一场拿着石器举着火把,嗷嗷叫着和小伙伴一起追逐鹿的梦中惊醒。

  在用户体验这个指标上,NFC完胜二维码。

  成本

  “NFC说它成本低啊,二维码就笑了”

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  作为一个NFC老鸟,观察员经常建议,如果你实在看不惯一个NFCer在那吹牛B,想膈应一下他,最好的办法是什么呢?“NFC,成本还是比二维码高吧”,NFCer便涨红了脸,额上的青筋条条绽出,争辩道,“成本不能算高…成本!…普及后量大能降的成本,能算高么?”接连便是难懂的话,什么“射频参数适配”,什么“过检认证”之类,引得众人都哄笑起来,店内外充满了快活的空气。

  NFC的成本不低,而二维码的成本趋近于零,没有对比就没有伤害,成本不可控的问题一直都是带给NFC最大的伤害的问题。NFC功能取舍的决定性因素不是NFC技术的普不普及,而是成本。观察员的这个观点可能会引起一定的争议,因为在一般观念里,NFC模块的供货价是透明的,成本并非不可承受。但这个“NFC模块成本”是狭义的成本,我们需要仔细算一下集成NFC功能的所有成本。

  首先是硬件成本。这个成本是可控的,目前市场占比最大的是NXP公司,它的PN系列NFC模块垄断了智能手机的高端机市场。在没有出现有竞争力的对手时,NFC模块的利润很大,成本不低。但要看到,虽然在手机市场还很难出现有实力的竞争者,但在类似智能车锁这类对技术要求相对较低的产品上,技术门槛大大低于智能手机,出现很多有实力的竞争者并不难,成本将会快速降低。

  其次是集成成本。一是应用和软件方面的从业人员不丰富,开发没有形成成熟的流程,没有丰富的成熟的函数和模块可供调用,不能快速形成产品。二是底层技术的从业人员不丰富,NFC是近程通信技术,基于高频的RFID技术发展而来,载波频率13.56Mhz,对天线面积和电磁环境都有一定要求,所以每个机型都需要适配一套定制化的参数。这些因素叠加在一起,推高了集成时的人力、财力和时间成本。

  最后是认证过检成本。其实NFC并非一个技术,而是一堆技术的集合,3、4个标准组织在对它定义,各说各话,定义出了卡模拟CE、读写RW和P2P三种应用模式。同时为了对RFID技术这个兄弟不抛弃不放弃,NFC决定将所有的高频RFID技术全部兼容。这些问题造成的后果是,NFC技术想要能真正使用,需要在各个检测中心将所有的NFC协议都过一次,拿到各种证书。尽管NXP的NFC模块技术是非常先进的,也已经拿到各种证书了,但基于上面谈到的集成问题,NFC模块集成到产品时,产品本身还需要经过很多调试才能最终过检,而过检的时间成本和人力、财力成本也非小数目。

  虽然要和几乎为零的二维码比拼成本还是不现实的,但具体到智能车锁这个产品,随着NFC模块供应商的增加,这三方面的成本都会快速地下降,很快就能将成本控制到可接受范围。

  在成本这个指标上,NFC败于二维码。

  功耗

  功耗对于智能车锁也是非常关键的指标,如果能去掉发电花鼓,共享单车的骑行体验能提升一个档次。看起来又是一个说起都是泪的指标,因为二维码的功耗为零,但事实却不是这样。这里还是把开锁动作分解成开锁申请和开锁指令下达。首先是开锁申请这个环节,不同于智能手机上的NFC,与之相比智能车锁最大的优势是天线面积不受限,足够的天线面积能使NFC模块采用和RFID类似的技术,从射频场中取电,完成单设备选择SDD和激活后,才唤醒主控MCU和SE,所以开锁申请环节,NFC的通信本身并不消耗智能车锁的电量,在这点上是和二维码一样的零功耗。再看开锁指令下达这个环节,二维码开锁方式是需要连接云端服务器的,云端服务器通过网络或者短信下达开锁指令,联网的功耗是无法忽视的。而NFC是离线开锁,智能车锁车锁本身能完成开锁指令,无需连接云端服务器。所以,事实上NFC技术的开锁的功耗是优于二维码的。

  在功耗这个指标上,NFC胜于二维码。

  通过在数据、安全性、用户体验、成本和功耗这5个关键指标上的比较,NFC VS二维码取得了4:1的胜利。这为NFC技术打入智能车锁市场奠定了理论基础,但如果就此认为NFC将在智能车锁上打败二维码,这也不现实。在成本这个非常关键的指标上,除了上面谈到的硬件、集成和过检三个车锁的成本外,还有一个隐形成本,那就是NFC智能手机还正处在普及的阶段,并不像摄像头一样已经完成了普及,这是属于基础设施不完善带来的隐性成本。正是由于失去了成本这个关键指标,NFC并没有取得对二维码的完胜,所以这对冤家在智能车锁上相爱相杀,互补互进,将在未来很长一段时间内共存。

  其实,这格结果是符合NFC技术的本质的,观察员想再强调一遍,NFC技术的本质是技术合作者,不是颠覆者,我们对它的定位是要让它帮助其他技术和品提升,而不是干掉谁谁谁,只有这样定位才会有很好前景,所以对NFC这个非常有前景的小伙,我们要提醒它:

  “猥琐发育,别浪!”

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