图1 利用NFC技术的智能汽车钥匙可向列车员显示所购置的车票
以前,汽车中的无线数据传输任务基本都是利用蓝牙技术来实现的,但是现在,近场通信(NFC)技术越来越成熟,同样可以完成大数据量的传输任务,这实际上终止了蓝牙技术一统天下的局面。
NFC技术优于蓝牙技术吗?
蓝牙不是平白无故地成为汽车无线数据传输最重要的接口的。它的有效传输距离达100 m,每秒钟的最高数据传输率高达2.21 MB,非常灵活的配置方式以及易于使用的操作界面都使其非常适合于在汽车中使用,就像集成在手机中一样。
不过蓝牙技术也有一些不尽人意的地方。首先是不能100%地防止远距离数据传输时的黑客入侵。只需一个干扰发射器就可打断蓝牙设备之间的通信,切断新建的设备识别联系,出现一些不为人所察觉的通信中断。另一个问题就是当利用电池供电时,蓝牙需要的电流很大,蓝牙无线数据传输系统的电池用过几年之后就必须更换。
近场通信(NFC,Near Field Communication)技术则没有以上这些缺点,因为它是一种基于RFID射频识别的无线通信技术,而且具有能耗非常低的特点。不仅如此,NFC技术的防窃听性能也优于蓝牙。虽然NFC技术的有效通信距离最多只有10 cm,但也正因为如此,它具有很好的防黑客入侵的能力。总之,可以说,NFC技术是一种非常节能、安全的无线通信技术。
目前已经有一些无线通信目的的NFC系统在实际中得到了应用,尤其是在韩国,NFC技术的竞争非常激烈。在英国伦敦,信用卡公司Visa也在地铁、公交车站以及出租车站点等地方设置了6万多个利用这种非接触式技术进行存取款的承兑点。在德国,最知名的应用实例就是许多足球场外的非现金支付购票系统。有些国家甚至已经采用了NFC技术的身份证,包括德国。对于这样的应用,424 KB/s的数据传输率已经足够。
图2 NFC只能在很短的距离内传送数据
与汽车有关的应用
在汽车工业应用中,NFC技术应用的重点不是现金支付的问题,相反是车辆数据的移动使用性问题。NFC技术将极大地拓展移动式无线通信终端的通信能力。这种多功能的通信联系方式也能向车外的车主报告车辆当前的情况和信息数据。而要实现这一切的前提只有一个:合适的接口。例如,利用计算机或者利用智能手机。若下一代智能手机能够配备NFC接口的话那就再好不过了。
多功能的汽车钥匙能够在关闭车门时经NFC接口自动下载汽车起动电气系统的有关信息。利用合适的应用软件和其他接口,车主可以在他的手机或者平板电脑中查看、编辑这些数据。目前,在应用软件商店中已经有这样的应用软件了。比如跟踪定位功能,在车主对自己爱车的停车场位置不是非常熟悉时就可以利用NFC技术下载的车辆信息在手机上找到准确的停车位置,而汽车钥匙与手机之间的通信只需一个很短的通信距离就可以了。若车辆到了需要维护保养的时候,汽车钥匙下载的数据和信息也会及时通知车主,必要时还会指出最近的汽车维修厂。在手机与电动汽车之间,驾驶员可以通过手机-汽车钥匙了解到电动汽车蓄电池的剩余电量,从而可以更好地计划自己的行程。
若要再增加一些辅助的无线移动通信功能的话,可以利用NFC技术实现车辆辅助设备的遥控功能,例如打开通风换气设备,或者调整汽车钥匙原来设定的采暖、空调工况等。
走向未来的NFC技术
对于NFC技术的实际应用进展,据了解,德尔福公司已经与一些汽车生产厂就大批量生产车辆中使用NFC技术的事宜进行了富有成效的商谈。他们下一步的研发方向是:是否应用手机来替代汽车钥匙的功能。
实际上,另外一家汽车零部件供应商大陆公司与芯片生产厂NXP公司也正在一起向着这一方向努力。他们在2011年度在美国巴塞罗那举办的世界移动通信技术大会期间展示了一辆采用了包括不同NFC技术应用的概念车,其中就有利用智能手机作汽车钥匙这一应用。当驾驶员把智能手机当作车门钥匙使用时,可通过验证对话框确认解除车门的锁。同时,驾驶员也可以“通知”汽车控制系统按照他所保存的舒适性调整设置进行工作。
图3 不久以后,智能手机可能取代汽车钥匙的功能
当驾驶员把手机放到汽车仪表盘上方的手机架中之后,它就起动了防跑偏装置,让汽车做好行驶前的一切准备工作。最后,当有合适的应用时,还可以通过扩展槽从智能手机中直接读取有关车辆的数据,例如油耗、行驶的公里和小时、用户服务信息或者最近的直达行驶路线等。
作为汽车生产厂家,宝马公司在NFC技术领域中已经成为领先一步的开路先锋了,他们在多次的野外实地测试中对智能汽车钥匙进行了测试。例如,车主可以通过智能汽车钥匙购买火车票,;并把所购买车票的数据信息保存在智能汽车钥匙中。其他的辅助功能,例如当作信用卡、存储旅馆客房预订数据或者作为工作证、家门备用钥匙以及其他出入大门控制系统的钥匙等。总之,一切看似非常简单,在有了合适的NFC接口之后,就能够方便地实现汽车钥匙的智能化。
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