NFC防伪技术在出租车计价器中的应用研究

摘 要：近年来，一些不法出租车业主使用技术手段篡改计价器，达到多收运费的目的，这引起了计量检定部门和广大消费者的关注。对此本文通过分析出租车计价器的构成原理，提出利用NFC的技术防止计价器作弊的方案，保护广大消费者的利益。

关键词：出租车计价器；NFC；防伪

中图分类号：TP3

出租车行业已经成为现代交通运输不可或缺的部分，它不仅是人们出行的交通工具，也是城市文明的“形象窗口”。出租车计价器是乘客与出租车司机之间费用结算的计量工具。近年来一些不法出租车司机利用技术手段修改计价器上参数，多收乘客运费，纠纷事件层出不穷。因此，规范出租车计价器的管理工作具有非常重要的意义。

目前，大多数出租车计价器上贴有法定计量检定机构的铅封以防不法分子篡改计价器，但铅封是可以仿造的，且如果是计价器的芯片本身作弊，这种方式就起不了作用了。本文旨在结合NFC技术的防伪特性提出一种新的解决方案供大家参考。

1 出租车计价器

出租车计数器系统主要由五个部分组成：霍尔传感器、单片机、独立键盘、EEPROM和数码显示模块。霍尔传感器通常安装在车轮上用以检测出租车行驶的公里数，并产生相应的电子脉冲输出，输出的脉冲被送到单片机进行处理，单片机根据原先设计好的程序通过脉冲数来换算出租车行驶的里程数，然后根据从EEPROM中读取的相关数据进行计算，计算好的金额、里程和单价等都实时地显示在数码显示管上。独立键盘用于调节价格等相关数据，调整好的数据存储到EEPROM中，这些数据在掉电后不会丢失，在下次来电后单片机直接从EEPROM读数据，系统结构图如图1。

图1 出租车计价器系统结构图

根据JJG517-2009《出租汽车计价器》检定规程，产生计价器数据误差的原因主要有四个方面：计价器主机，空车牌，传感器和出租车外围环境（包括电源，变速箱，轮胎等）。其中计价器常数K是可调节的，通过改变计价器常数K值的方法能达到多计里程从而多收费用的目的。经过改造的传感器或使用遥控器输入非法脉冲来改变特征系数W的值，也能使计程数增加。因此，计价器必须选用质量好的防盗铅封，在计价器与传感器、EEPROM等连接处应贴标识签防止信息篡改，计价器方能准确计程。

2 NFC技术

2.1 定义

NFC即近距离无线通讯技术（Near Field Communication），由飞利浦公司和索尼公司共同开发一种非接触式识别和互联技术，具有易识别、难伪造、、安全性好、一次性使用等特点，工作频率为13.56MHz，可以在移动设备、消费类电子产品、PC等工具间进行近距离无线通信。目前市场上很多主流的手机都支持NFC功能，消费者可利用具有NFC功能的手机在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换，因而在移动支付、门禁安防等应用领域发展迅速。

2.2 系统组成

一个最基本的NFC手机系统由电子标签（Tag）、阅读器（Reader）以及天线（Antenna）组成。为了能实现对电子标签数据的处理，还应该配备相应的计算机系统支持。

（1）电子标签（即射频卡）。是NFC的主要部件，安置于被识别的物体上，存储一定格式的电子数据以描述此物体的详细信息。NFC标签大致有：ISO1443-A、ISO1443-B、TOPAZ、MIFARE和Felica。考虑到标签的价格成本及手机作为NFC标签的阅读器，一般选择ISO1443-A标准，106kbit/s的数据传输速率，约10厘米的识别距离。

（2）阅读器（即NFC手机）。作为终端设备，能自动以无接触的方式读取电子标签所存储的数据信息，是NFC手机系统信息控制和处理中心。在电子标签和NFC手机之间还需遵循一定的通信协议，完成彼此间信息传递。

（3）天线（Antenna）。在电子标签和阅读器之间传递射频信号。阅读器上的天线放在被测物品上，即可以给无源的电子标签发射无线电信号以提供电能来激活电子标签，也接收电子标签上发出的信号。另外在每个电子标签上也具有自己的微形天线，用于和阅读器彼此相互通讯。

2.3 工作原理

NFC手机系统的工作原理参见图2。通常电子标签（Tag）安置在物体上，具备识读功能的NFC手机通过天线发送出一定频率的射频信号；当被检测的电子标签进入手机电波接收覆盖范围内时，其微形天线产生相应的感应电流，电子标签获得能量后被激活，并向手机发送识别所需的数据等信息；手机接收来自电子标签的载波信号，对该信号进行调制解调后通过公共移动网络（PSTN）送至计算机主机处理；计算机系统根据逻辑运算判断该标签的合法性，并将结果传回手机。

图2 NFC手机系统的工作原理

3 防伪的设计应用

在出租车计价器芯片出厂时或计量检定机构检定合格后铅封上NFC标签，这个电子标签具有唯一的识别号（ID）即防伪码、出租车计价器重要的参数K和W值、检定日期、有效期、检定结论等信息，为了防止不法分子使用相同ID的伪造电子标签，在防伪标签中还可以写入一个与ID关联的具有唯一性的加密信息“密钥”，保障检定过程的唯一性。另外，在传感器端的输出前加入编码或加密电路，同时在计价器内部原脉冲输入电路前加入解密电路，就可以屏蔽其他接入的脉冲信号，解决输入非法脉冲的作弊行为。这些信息在制作芯片时将其放在ROM中的，无法修改、难以仿造；一旦铅封遭到破坏或芯片遭到篡改，芯片就马上失效，这样保证了芯片的唯一性和真实性。

贴有此电子标签的计价器只要具备NFC功能的手机就能识别，因此乘客在结算时如对计价器有疑问，可直接利用手机对计价器进行扫描判定是否正常，无需通过专用电子标签扫描设备对其进行检定。

4 结束语

将NFC技术应用于出租车计价器是一种新的防伪技术思路，能有效地解决当前出租车市场上作弊的问题。然而监管的实际效果还需要计量检定机构、生产厂家的等企事业单位的密切配合才能发挥它最大的功效。

参考文献：

[1]王淼.NFC技术原理与应用[M].北京：化学工业出版社，2014.

[2]黄叶钰.基于NFC的茶叶防伪验证可追溯系统的设计与研究[J].科教论坛，2013（03）.

[3]刘艳平.出租车计价器作弊与预防[J].计量与测试技术，2009（05）.

作者单位：福建省标准化研究院，福州 350013