基于NFC技術的自助收發(fā)快遞系統應用研究

付寶玉

摘 要：基于NFC技術的自助收發(fā)快遞系統采用NFC標簽代替紙質快遞單，用戶通過NFC手機終端的智能快遞App實現自助下單、信息實時交互、讀寫NFC電子快遞單、在線充值繳費、一鍵送件以及充值繳費信息和訂單物流情況的實時查詢，從而實現快件的自助收發(fā)。該系統不僅方便用戶使用，保護用戶個人信息，還能為物流快遞公司節(jié)約資源與成本，實現快件的信息化、自動化管理。

關鍵詞：NFC技術；智能快遞App；TSM平臺；NFC電子快遞單

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2016）10-00-04

0 引 言

隨著電子商務的迅速發(fā)展及“互聯網+”概念的提出，物流快遞行業(yè)也在迅速蓬勃壯大，收發(fā)快遞成為大部分人生活的一部分。目前，寄送快遞一般都是通過電話人工下單、填寫紙質快遞單及現金支付來完成。收取快遞一般也通過人工電話或短信通知。這種方式不僅費時費力、費用不透明、支付不便利，且紙質快遞單填寫麻煩，容易泄露個人信息，同時還無法回收利用，浪費社會資源。

文章利用近場通訊技術[1]（Near Field Communication，NFC）實現通過手機終端App來完成自助下單、信息實時交互、讀寫NFC電子快遞單、在線充值繳費及充值繳費信息和訂單物流情況的實時查詢，實現快件的自助收發(fā)。

1 NFC技術

近場通訊技術由非接觸式射頻識別（RFID）及互聯互通技術整合演變而來，向下兼容RFID，在單一芯片上結合感應式讀卡器、感應式卡片和點對點功能，在短距離內與兼容設備進行識別和數據交換，工作頻率為13.56 MHz，傳輸距離在10 cm內，主要為手機等手持終端提供M2M（Machine to Machine）通信。通信可以發(fā)生在兩臺NFC終端之間，也可以在NFC終端和NFC芯片之間。

NFC終端主要有主動、被動、雙向三種工作模式。

（1）在主動模式下，NFC終端相當于讀卡器，通過主動發(fā)射的射頻場來識別和讀寫其他NFC設備信息；

（2）在被動模式下，NFC終端作為一張模擬卡，響應其他設備發(fā)射的射頻場，其他設備可以對它讀寫信息；

（3）在雙向模式下，NFC終端雙方都處于主動模式，都發(fā)射射頻場來建立點對點通信。

在本文的設計中，NFC手機在主動模式下讀寫NFC標簽，在被動模式下通過刷POS機繳納快遞運費。

2 系統結構設計

2.1 總體架構設計

基于NFC技術的自助收發(fā)快遞系統架構圖如圖1所示。主要由銀行/運營商多應用開放平臺（TSM）、NFC應用前置平臺、物流業(yè)務管理平臺、NFC手機終端及智能快遞App、NFC電子快遞單組成。

TSM平臺[2-5]由銀行或運營商搭建，并開放可管理SE應用的API，提供應用發(fā)行管理和安全模塊管理等功能，實現多應用的接入。TSM平臺提供專用管理終端、SE應用管理模塊、OTA三種通道實現SE應用從應用提供方轉到用戶SE。

NFC應用前置平臺通過協議轉換將物流業(yè)務管理平臺接入TSM平臺，完成物流業(yè)務管理平臺和TSM平臺之間的交互，由TSM平臺對應用進行審核、測試及發(fā)布，并對用戶下載應用客戶端申請進行認證鑒權，業(yè)務流程如圖2所示。同時，NFC應用前置平臺具有接入應用的數據統計和上報功能。

NFC手機終端采用SWP-SIM卡方案，在SIM卡中集成安全模塊SE，并增加SWP接口，保證SIM卡和NFC芯片之間的通信，同時手機集成了射頻CLF芯片和近距離通信天線，支持ISO14443、18092、15693等非接觸通信協議，支持SWP/HCI接口，支持NFC Forum標簽與NFC NDEF/RTD協議；機卡訪問和控制部分支持SIM Alliance Open Mobile API標準和Global Platform/GSMA：Secure Element Access Control標準。

NFC標簽基于ISO14443A標準，具有可讀和重新寫入的能力，存儲空間為96字節(jié)，可擴充到2 K字節(jié)，通信速度為106 Kb/s，電子快遞單可記錄快件的收發(fā)信息，并通過NFC手機終端進行讀寫，隨快遞物品寄送。

智能快遞App由用戶申請下載、安裝、注冊后即可使用。用戶收發(fā)快遞的全過程都通過這個App完成。

2.2 系統具體設計

TSM平臺在設計上主要包含了承載層、能力層、展示層和接口服務部分，其架構設計圖如圖3所示。

（1）承載層建立平臺與卡片間的通訊環(huán)境，包括SMS通信、BIP通信、客戶端通信、POS通信。

（2）能力層提供平臺的核心能力，包括系統管理、業(yè)務管理、密鑰管理[6，7]、卡片管理、用戶管理和統計分析。

（3）展現層建立平臺與各類業(yè)務操作者和使用者的交互窗口，即系統門戶，包括業(yè)務管理門戶和平臺管理門戶。

（4）接口服務部分實現平臺與外圍系統的數據交互，包括卡數據管理接口、密鑰服務接口、用戶信息接口、業(yè)務訂購與計費接口、短信網關接口、手機客戶端接口、銀聯及第三方支付的數據接口及物流業(yè)務等第三方應用接口。

NFC手機終端架構如圖4所示，主要增加了與NFC設備的非接觸通信接口、與用戶UIM卡的通信接口、與應用客戶端的通信接口。NFC手機終端與NFC設備之間的非接觸通信接口主要支持ISO14443、IOS18902協議，支持SWP / HCI接口和NFCNDEF / RTD協議；通過SWP接口與UIM卡通信，通過Access Control （AC）訪問控制機制讀寫UIM卡；與應用客戶端的通信則通過SIM Access API，訪問控制機制由Access Control Enforcer與UIM卡中的規(guī)則文件構成，實現應用客戶端對UIM訪問權限的控制和管理。

智能快遞App手機客戶端采用Android系統開發(fā)，在功能設計上分為在線交流模塊、自助下單模塊、繳費充值模塊、信息查詢模塊、送件與收件模塊、評價反饋模塊和卡應用模塊。

2.2.1 在線交流模塊

該模塊公布合作的物流快遞公司的客服電話、在線QQ、微信公眾號等聯系方式及資費標準等，用戶可隨時進行咨詢、交流與溝通。

2.2.2 自助下單模塊

用戶使用該模塊來選擇物流公司，填寫收寄雙方的地址、聯系人、聯系方式及收件時間等信息，在線下單后，訂單信息上傳給物流公司的業(yè)務管理后臺，業(yè)務管理后臺會根據區(qū)域劃分將訂單信息通過消息或短信通知該區(qū)域的快遞員，并將該快遞員的聯系方式發(fā)送到用戶手機上，便于用戶聯系。

快遞員上門收件時，用戶無需填寫紙質快遞單，可直接通過手機客戶端將保存的收寄雙方信息寫入NFC電子快遞單，安全便捷。

2.2.3 繳費充值模塊

該模塊為用戶提供通過網銀、支付寶、翼支付、第三方支付系統向物流快遞公司資金賬戶轉賬的功能，轉賬成功后，快遞員會收到用戶繳費成功的信息。

該模塊還可以為用戶提供通過網銀、支付寶、翼支付、第三方支付系統向手機客戶端上的會員卡賬戶充值，并通過POS機刷卡結算的功能。

2.2.4 信息查詢模塊

信息查詢模塊包括充值明細查詢、繳費明細查詢、單號物流情況查詢及訂單詳細信息查詢等。

2.2.5 送件與收件模塊

該模塊應用于快遞員送件和用戶收件。物品到達目的地時，系統自動向用戶推送收件消息，用戶可反饋收件時間段。送件時，快遞員使用手機靠近NFC電子快遞單，直接顯示出用戶的聯系方式，可一鍵撥打電話，也可一鍵短信通知，短信內容可事先編輯好。若NFC電子快遞單無法讀取時，也可通過輸入NFC電子快遞單上的唯一編碼來獲取快遞的詳細信息。

2.2.6 評價反饋模塊

該模塊用于用戶確認收件，并對該物流公司的服務做出評價，也可以及時反饋快件收發(fā)過程中出現的各種問題，要求物流公司給予處理或解決。

2.2.7 卡應用模塊

卡應用模塊用于會員卡的個人認證與授權，設計上對標iOS的“App Store”模式實現了卡應用的發(fā)現、下載與刪除等可視化操作。用戶下載安裝會員卡插件后，可通過NFC手機在物流公司的POS機上刷卡付費，享受會員折扣。

3 系統優(yōu)勢

基于NFC技術的自助收發(fā)快遞系統較傳統的人工收發(fā)快遞方式具有以下幾方面優(yōu)勢：

（1）采用NFC標簽代替紙質快遞單，通過手機客戶端可以對NFC標簽進行讀寫。對用戶而言，手機客戶端可以保存常用的收寄雙方的個人信息，避免每次填寫的麻煩；更值得一提的是，個人信息會寫入NFC標簽，比較隱蔽，可有效保護用戶隱私。

對物流公司而言，NFC標簽可以反復讀寫，方便回收利用，大大降低了資源成本，且NFC標簽上可以印制條形碼或二維碼，不僅適用于物流公司原有的快遞分揀和管理系統，還可適用于NFC自動分揀系統，實現高效的快遞分揀自動化管理。

（2）用戶在線下單后，通過手機客戶端將個人信息寫入NFC標簽，將個人信息和NFC標簽的唯一識別碼綁定后，會同時上傳到物流公司的業(yè)務管理后臺。用這種方式來代替人工錄入，可以大大減少人工成本。

（3）快遞員在送件時，手動輸入收件人的聯系方式，編輯短信不僅麻煩，還容易出錯，而使用智能快遞App后，將手機靠近NFC標簽即可讀取收件人信息，一鍵撥打電話或一鍵短信通知。

（4）支持網銀、支付寶、翼支付及其他第三方支付系統轉賬，實現非現金支付。

（5）卡應用模塊的會員卡模式不僅讓用戶享受到了會員折扣待遇，還為物流公司沉淀了一筆可觀的可用資金。

（6）目前小區(qū)中的快遞箱在使用過程中出現因快遞員輸錯用戶聯系方式導致用戶無法收到開箱密碼短信的問題，如果在快遞柜植入NFC模塊，那么快遞員在投放快件時可直接通過讀取NFC標簽中的用戶信息來完成取件短信的發(fā)送，從而避免錯發(fā)或漏發(fā)所引起的用戶投訴。

4 結 語

文章對NFC技術的應用進行了研究，在總結NFC技術的基礎上，提出了基于NFC技術的自助收發(fā)快遞系統的整體解決方案，采用NFC標簽代替紙質快遞單，通過NFC手機終端的智能快遞App實現自助下單、信息實時交互、讀寫NFC電子快遞單、在線充值繳費、一鍵送件及充值繳費信息和訂單物流情況的實時查詢，實現快件的自助收發(fā)。在物聯網技術迅速推廣的背景下，NFC技術發(fā)展日益成熟[8-12]，文章的研究可以為國內相關領域的發(fā)展提供參考。

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