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完成感应、支付、开锁的 NFC 是怎么运作?又有哪些应用呢?

2018年08月29日

  既熟悉又陌生的 NFC

  NFC (Near Field Communication)指的是短距离无线通讯,这是在 Android 手机上相当普及的无线支付、传输、感应、通讯应用。

  NFC 技术是在 RFID(即大家熟悉的悠游卡感应)基础上研发的,早在 1997 年就使用在星际大战玩具上,后来由 Nokia、Sony、Philips 三家大厂共同研发,并在 2007 年初次使用于 Nokia 6131 手机后,于 2009 年正式推出这项技术。随后,Google 开始投入 NFC 的研发与应用,所以在 2010 年就由 Samsung 协助开发出 Google 第一款搭载 NFC 的 Android 手机-Samsung Nexus S;并在 2011 的 Google I/O 大会上宣布与示范 NFC 在游戏,以及分享通讯、网址、应用程式、或影片方向的应用。

  随著无线支付机制与习惯的普及,搭载 NFC 功能 Android 手机在 2012 年就有 300% 以上的成长,在 2017 年更达到 20 亿台。而原本只支援无线支付 Apple Pay 的 iOS 系统手机,则在 2017 年 6 月 Apple 宣布 iOS 11 以及 iPhone 7 与 iPhone 7 Plus 以上的手机开始支援 NFC App;自此 iPhone 手机就可以使用无线支付以外的应用,开发者也能透过 Core NFC 开发与发佈应用程式。Apple 此举被视为移除了 NFC 应用的最大障碍。

  NFC近距通讯认证标志。

  了解 NFC 近场通讯的历史背景后,大家都熟悉又陌生的 NFC 使用方法与应用功能,其实就像其他的通讯资讯传输一样,说明如下:

  资料传输:可分享图文、网址、通讯录、电话号码、乐曲、影片或相片等资料,并可作为支付、验核、电子票证等类资讯的发送、接收、与确认。

  使用方式:可进行非接触式点对点资料传输,范围是0~20公分。此即NFC重要的近场高频无线通讯技术基础上的特殊数位资料传送方式。

  对接形式:NFC 装置与标籤的对接传输形式主要是以下图所示之两类,也就是「『NFC手机』+『NFC Tag』」或「『NFC手机』与『NFC手机』」等。

  左边图示为:「NFC手机」接收「NFC Tag」讯号;右边图示为:「NFC手机」与「NFC手机」传通。图/taptrack.com

  来看看 NFC 的精彩应用

  Nokia、Sony、Philips 三家公司为推广 NFC 应用,并推动 NFC 技术标淮,进而成立非营利组织 NFC Forum。该组织以 2017 年公佈的「NFC Innovation Award Winners and Semi-Finalists」( NFC 创新奖)的精彩作品去介绍,会让大家对NFC有更多的认识,并且也据以提出可能的应用。

  最佳新创公司奖项得主:IO NFC Sticker (NFC贴纸)

  Dimple 的 NFC 按钮可透过手机设定并且直接贴在手机背面

  「如果透过自己在手机机体上设定的NFC按键,一按就能马上可以启动手机裡的:相机、手电筒、电话、闹钟等功能。而且有专属应用程式,要设定与更换按键功能都非常简易,一排四个按键也不需电源,随贴即用。」这听起来是不是很实用呢?知名部落格 Unbox Therapy 对此产品也有很高的评鑑,他的拆封分享、设定使用、实际体验等内容请见影片。

  最佳手机应用程式奖得主:Khushi Baby/ Healthy Baby (NFC穿戴项链)

  此内建 NFC Tag 的数位项链是在印度乡下推广使用,它可以记录幼童健康的数位资讯,而不需再用传统的纸本纪录,因为纸本既不方便又难维护,Khushi Baby 的 NFC 标籤,可以透过手机软体即时更新储存健康资料,使幼童健康履历随身携带,方便后续进行各式医疗前的个人健康资讯取得。况且 NFC 标籤既轻薄易用,又可放置在各式物品中。因此此为解决贫困乡村医疗资讯问题的创新产品,也充分发挥「社会设计」的以设计手段解决社会问题的功能。

  幼童穿戴Khushi Baby项链式NFC Tag的样子,网站中也有更多的说明。

  最创新 NFC 产品、服务、成品决赛入围:Blulog 温度监控NFC卡

  这项 NFC 应用是将 NFC Tag 设计在明片型大小的产品中,厚度仅有 2.5 mm,可与包装箱随运,并且全程记录监控箱内商品的温度,也具有 GPS 定位追踪功能,可以说是具有多元智慧功能的温度监控记录数位标籤,是针对新鲜食品的低温运输系统(Cold Chain)所研发的科技产品。

  此产品而且只要用以手机轻触就可以读取商品在低温运输过程中的温度监控、GPS 历程等资料,所侦测到的温度误差也只有 0.2~0.4℃ 而已。而且根据 Blulog 的官方网站资料, Blulog NFC 卡还有警报二极管(alert diodes)只要在低温运输过程中有问题,就会发出警示讯号,而且 Blulog NFC 卡最便宜的版本为 10 欧元,可维持 30 天到 1 年。

  Blulog的温度监控NFC标籤很轻薄。

  只要用手机即可读取Blulog数据。

  最佳新创公司决赛入围:内建 NFC 读取功能分酒机〈Kuvee Connect 〉

  Kuvee Connect 是款创新产品,可以由下插入葡萄酒瓶于器体内,并作为分酒机,Connect 器身上还有 LCD 触控萤幕,会在葡萄酒插入后读取该瓶葡萄酒的NFC资料,而在LCD触控萤幕上显示包括评价、评等、推荐资讯、酒商、酒庄等资讯。是款具有食用分酒机功能,又具备NFC资料读取应用的创新产品。可透过影片进一步了解使用方法:

  最佳手机应用程式奖决赛入围: Nestech Smart Lock (智能门锁系统)

  Nestech Smart Lock是由台湾团队所研发的,主要是将NFC技术应用在电子锁、饭店发卡系统上。目前该公司的电子锁产品已经量产,在许多购物网站上都可以看到,并在功能上特别介绍「手机App远端控制并直接产生密码」、「子母卡感应设定」、「NFC手机前台管理」、「200组密码」等特色。

  台湾团队Nestech推出智能门锁系统。

  以上是 NFC Forum 2017 年公佈的「NFC Innovation Award Winners and Semi-Finalists」( NFC 创新奖)中几款值得推荐的 NFC 应用产品。如果还有兴趣了解NFC的应用,可以再看看部落客艾格所写的「手机的NFC功能来能干嘛?6个你应该知道的NFC更多应用」。

  谈谈 NFC Tag 标签

  NFC应用的原理是主要以点对点方式,在20公分近距离内即可让NFC手机或标籤进行交易存取。特别是NFC Tag 标签是相当轻薄的晶片,共有5类,实际产品照片如下图,就像张贴纸般。

  虽然 NFC Forum 网站也针对各类 NFC Tag 特性与功能提供说明 ,但在本文则引用台湾科技大学整合数位服务实验室所整理的简报资料来介绍,而且该份简报对于Android NFC技术有相当清楚的说明。

  就如下图所示,NFC Tag 基本上分为五类,共有 type 1-4 与其他类。这些类别在相容产品(Compatible Products)、记忆容量(Memory Size)、单价(Unit Price)、资料撷取(Data Access)方面均有不同。在台湾的售价大概是在 20~150 元左右。在形状上共有:硬币形、圆形吊牌形、贴纸形、电池扣型、卡片形等等,方圆均有,有些甚至与嵌入产品中,像是手表、钥匙扣、喇叭等等。

  博物馆与展场可以如何使用 NFC 技术?

  其实能找到的 NFC 博物馆应用案例并不多,倒是 Nokia 在 2011 年与伦敦博物馆(Museum of London)推出的 NFC 应用,算是比较早的案例。相对于扫描二维码、图文、物品,或由蓝芽传输的等 QR Code、AR(Augmented Reality)、iBeacon 来说,NFC 确实是个简便又迅速的资料传输/读取技术。前面介绍过 NFC技术与 NFC 标籤,所以对 NFC 标籤可以内嵌数位资讯等候读取的这个技术应该不陌生。但 NFC 如何应用在博物馆展场提供数位服务呢?以伦敦博物馆的案例来说,Nokia 在展区中设计了两项 NFC 运用方式如下:

  Find Out More : 在许多件展品的说明牌下方,另外贴有「Find Out More」的牌子,这牌子内嵌了储存该展品的图文、影片、网路资讯的 NFC 标籤,让访客用 Nokia 手机轻触就可在萤幕上读取资料,以更深入地认识展品。

  Check In on Facebook / Sign Up to eNews/ Follow Us on Twitter:在服务区的 Check In/Sign Up/Follow 立牌中也内嵌 NFC 标籤,以手机轻触后,即可登入或登录专属数位服务社群与新闻平台。

  访客正以手机轻触说明牌去读取展品资料

  所以 2011 年 Nokia 在伦敦博物馆所展示的 NFC 应用,也就是前面所介绍的 NFC 资料传输基本功能:「分享图文、网址、通讯录、电话号码、乐曲、影片或相片等资料,并可作为支付、验核、电子票证等类资讯的发送、接收、与确认。」

  基本上,从惯用方式上去理解 NFC 功能其实能更清楚,那就是 NFC 手机为终端的接收器 (Receiver)、验证机 (Verification)、交易卡 (Trading Card) 等功能,因此就如下图,使用 NFC 手机可进行下列事项,也提供展场功能规划的设计想法。

  此图提供很完整的 NFC 智慧服务功能。图片说明:rfpage

  停车管理 (Parking Access Management):与目前停车卡与悠游卡使用方式一样,可以有效进行进出管制与流量监控。展区管理也可导入此技术功能。

  门禁控管 (Access Control):就像前面介绍目前已有多款使用NFC的电子锁,用在无钥匙门禁(Keyless Access)也是很常见的功能。展区的展件、装置、设施的启动均可使用此功能。

  票务 (Ticketing):电子票务已是兵家必争之地,因为智慧票务(Smart Ticketing)或电子票务(E-Ticketing)结合NFC的数位标籤或实体标籤后,已可取代传统票卷,而且可以置入行销宣传,提供海报、广告、传单、资讯的连结。

  资讯传输读取 (Data Exchange Between Two Mobiles/ Receive From NFC Tag):这是 NFC 最常见的基本应用。目前也用在医疗服务、健康照护等等领域,所以已有厂商助手于搭配的NFC Tag功能的小型配件,像是手环、项链等等。这功能也能提供博物馆/美术馆等展馆很多资讯提供服务的想像,不管是随附于展品、安排在特定位置、整合于特定设备。

  行动支付 (Contactless Payment):目前以手机作为智慧卡(Smart Card)或支付卡(E-Wallet),已经是目前很普及的用途。这对于博物馆/美术馆等展馆导入金融服务与行销服务是相当有帮助的,像是联名卡、跨馆际消费、会员服务、优惠服务等等。

  运输卡 (Transport Cards):此功能常见于货品运送上,作为运输过程中货物资讯、温度监控、GPS 定位追踪等,都是运输业很需要也很实用的功能。博物馆/美术馆展品管理与运送上也会有此功能需求。

  因此,在前面的许多说明与范例介绍后,相信各位也瞭解与认同,无论是本文要刻意导入的博物馆/美术馆使用方面的想像,或者是其他的应用,NFC 都是相当值得期待的数位技术与产品。在此相当推荐进一步去了解一款目前已在纽约库柏休伊特设计博物馆 Cooper-Hewitt Smithsonian Design Museum 使用的互动笔( The Pen),此数位笔型装置也是使用 NFC 技术去读取与储存展品资讯。

  The Pen是曾为克里夫兰美术馆製作 Gallery One 成功案例的 Local Projects 为纽约库柏休伊特设计博物馆所研发的。The Pen不仅能在多媒体萤幕上创作与互动,也能够读取 NFC 标籤的数位资讯,并且透过云端蒐集个人喜欢的展品资料。下图是其设计概念。而库柏休伊特设计博物馆在宣传上,将此笔在展场中的用途功能定调为三大项:「Explore探索」、「Create 创作」、「Collect蒐藏」。

  The Pen的设计构想。图片来源:cooperhewitt.org

  作为发挥「探索」、「创作」」、「蒐藏」功能的重要数位装置,The Pen 除了当作参与创作而在萤幕上绘图的数位笔之外(毕竟此展馆是著名库柏休伊特设计博物馆),也作为 NFC 标籤的读取与储存装置,可用The Pen探索与蒐藏自己喜欢的展品讯息。不仅透过笔端的传感器读取嵌入在展品说明卡上的小型NFC标籤中的讯息。

  也可以透过高解析萤幕的互动桌,让访客将 The Pen 所蒐藏的展品资讯,放到萤幕上观看。此功能让访客有如在参观过过程也担任自己的策展人,设计自己专属的展览。所以在互动桌上整理编排好后就可以储存到云端(库柏休伊特设计博物馆管理),并且取得图标(Collect Symbol)与编码(Code)后,就可以到网站输入专属编码,在家查看自己蒐藏的展品资讯。相关步骤如下面组图,欲了解其操作请看影片。

  使用The Pen读取资料

  The Pen所储存的讯息也可以在数位互动桌的萤幕上观看

  在博物馆取得专属编码后,随时都可上网登录读取所蒐藏的展品讯息

  小结

  上面所介绍的 NFC 技术内容与范例,其实都提供了许多 NFC 应用在展示场域作为数位资讯或个人服务的许多想像。由于 NFC 标签的价格不贵,也可透过许多 App 进行编辑与管理,而且相当轻薄可嵌入或黏贴于其他物品,或者製成特色商品,这些优势都是值得纳入服务构想的特色。下面有「Call to action」与「Participatory Experiences」等使用建议提供参考。

  Call to action (行动呼吁)

  非常建议采用「Call to action」的概念,以NFC手机为发想点,专注在NFC 手机作为终端的接收器(Receiver)、验证机 (Verification)、交易卡与票卷 (Trading Card/Ticket)的功能,再去接轨各项适合访客的数位服务功能。而且,使用像是「Find out more」的提示引导进行主动探索,以接续后面的蒐藏、读取等服务。

  The Pen算是目前比较值得了解仿效的数位 NFC 服务,其实若不考虑其数位绘笔功能的话,以 NFC 手机取代 The Pen 的方式,也能让此展品资讯探索、蒐藏、读取的操作方式与功能,在其他展馆提供很直觉且客製化的数位服务。

  Participatory Experiences(参与式体验)

  由 The Pen所提供的个人化展品资料库功能,与参与式体验(Participatory Experiences)形式,其实也和其研发公司〈Local Projects〉在克里夫兰美术馆所提供的 ArtLens Wall 服务很像,都能提供个人专属展件资料蒐藏与读取。当然其差别就是 The Pen是在参观过程中读取与蒐藏锺爱的展品资讯,然后在数位桌读取编辑并上传专属云端位址;而 ArtLens Wall 则是让参观者在 40英尺长、720p解析度的多媒体萤幕上,由该馆提供的 4000 多件数位典藏品中,选取自己喜欢的展品,并将资料下载到专属 iPad 导览器上,作为导览辅助进行参观。

  因此,本文建议在展场互动上,可以鼓励参与的 Call to action 去触发动机,以个人化的 Participatory experiences 去创造专属感,这样的话,NFC 所提供的便利技术与数位服务也就能够更有创意的使用在各式场域与活动中。

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