針對藍(lán)牙對象的NFC技術(shù)交換方案解析
? NFC技術(shù)由非接觸式射頻識別(RFID)演變而來。NFC技術(shù)的發(fā)展在國內(nèi)一直受到了各種阻礙。這是因為中國政策的不開放,由各種“中國國情”所決定的,但在國外它一直都是受到人們的喜歡。
? ? ? ?藍(lán)牙技術(shù)(Bluetooth)使得移動通信設(shè)備和計算機(jī)設(shè)備,不必借助電纜就能實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送, 它可以在短距離內(nèi)取代電纜和雙絞線連接方案?;?a href="http://www.www27dydycom.cn/tags/藍(lán)牙/" target="_blank">藍(lán)牙技術(shù)的文件推送技術(shù),使得設(shè)備間可以實現(xiàn)高速的大文件傳輸。但現(xiàn)有藍(lán)牙設(shè)備之間進(jìn)行文件傳輸需要較多的步驟,較為煩瑣。
NFC(Near Field Communication,近距離無線通信)是一種新型的近距離無線通信技術(shù)。它工作于13.56MHz,最高速度可達(dá)424kbit/s,工作范圍在10 厘米以內(nèi),與現(xiàn)有的RFID基礎(chǔ)設(shè)施兼容,符合ISO/EC18902 和ECMA340 標(biāo)準(zhǔn)。NFC 將非接觸讀卡器、非接觸卡和點對點功能整合在一起??梢詽M足兩個設(shè)備間,簡單又安全地進(jìn)行信息交換、內(nèi)容與服務(wù)訪問。但NFC 技術(shù)的通信距離短,數(shù)據(jù)傳輸速度不高,而且現(xiàn)有的移動產(chǎn)品一般不具有NFC功能,不適合于較大文件的傳輸。
本文給出一種方法,結(jié)合藍(lán)牙及 NFC 技術(shù)的優(yōu)點,互補(bǔ)不足。使得不需要對現(xiàn)有移動設(shè)備進(jìn)行改動,就能實現(xiàn)設(shè)備間的高速、安全、方便的文件傳送。
1、藍(lán)牙文件推送技術(shù)
1.1 OBEX 協(xié)議:
對象交換協(xié)議OBEX(Object Exchange)。是一種面向應(yīng)用的會話層協(xié)議,它運行于藍(lán)牙(Bluetooth)協(xié)議的頂部,支持文件傳輸(File Transfer),對象“推”操作(Object Push Profile)等多種應(yīng)用,提供了設(shè)備間簡單的對象交換手段,可交換的對象可以是文件、圖像,也可以是應(yīng)用支持的任何數(shù)據(jù)單位。本文介紹的文件推送方式,正是對“推”操作進(jìn)行改進(jìn)。對任意兩臺設(shè)備可組成主從關(guān)系,主動發(fā)起方為主設(shè)備(Client),被找到者是從設(shè)備(Server)。如圖1 所示,是基于藍(lán)牙的文件推送方法的協(xié)議層次關(guān)系。
圖 1:藍(lán)牙文件推送協(xié)議
說明:
OBEX:對象交換協(xié)議。
RFCOMM:電路替代協(xié)議。
L2CAP:邏輯鏈路控制及適配。
1.2 OBEX 對象模型:
OBEX 對象模型詳細(xì)介紹了該協(xié)議是如何描述一個對象的。為了做到這點,OBEX 定義了Headers 的概念。一個Header 反映了對象的一個方面,例如名字、長度、描述文字或者對象本身。例如:一個文件對象test.txt 會包含它的名字,一個類型標(biāo)示為“text”,長度和文件本身。Header 由和組成,簡稱為和。 HI 由一個字節(jié)組成,指出了Header 包含的內(nèi)容以及它的格式。HV 包含了一個或者多個字節(jié),其結(jié)構(gòu)由HI 所決定。所有的 Header 都是可選的,取決于設(shè)備的類型和事務(wù)的種類。你可以使用所有的Header,或者一些,或者沒有。ID 可以使Header 可解析以及與傳輸順序無關(guān),也可以使不支持的Header 被忽略掉。
OBEX 使用請求(Request)和回應(yīng)(Response)作為最基本的操作。請求的每個Request 必然有一個Response,否則可認(rèn)為Request 失敗。
1.3 JSR‐82
JSR-82 是用于藍(lán)牙無線技術(shù)的官方 Java API。使用這個 API 可創(chuàng)建以下功能的應(yīng)用程序:判斷和檢測本地的藍(lán)牙設(shè)備的屬性;發(fā)現(xiàn)設(shè)備通信范圍內(nèi)的藍(lán)牙設(shè)備;在遠(yuǎn)程藍(lán)牙設(shè)備上搜索服務(wù);創(chuàng)建可以與遠(yuǎn)程藍(lán)牙服務(wù)器通信的藍(lán)牙客戶機(jī)。 JSR-82 包含兩個包,
javax.bluetooth:提供Java 藍(lán)牙通信的一些類和接口。
javax.obex:提供OBEX 協(xié)議中的一些Java 類和接口。
2、NFC 技術(shù)
2.1 NFC 概述
ECMA-340(NFCIP-1)是NFC 的物理層和數(shù)據(jù)鏈接層的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)定義了兩種工作模式:主動模式和被動模式。主動模式下,通信發(fā)起方和目標(biāo)方自行產(chǎn)生無線射頻磁場進(jìn)行通信。被動模式下,通信發(fā)起方提供無線射頻磁場,目標(biāo)設(shè)備選擇發(fā)起設(shè)備的射頻磁場,并做出回應(yīng)。ECMA-352(NFCIP-2)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)說明了工作于13.56MHz 的無線通信設(shè)備的通信模式選擇機(jī)制,使得可以不同標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備可以正確工作。ECMA-340, ECMA-352以及其它的通信標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系,如圖2 所示:
圖2 ECMA-340, ECMA-352 關(guān)系
NFC 的目標(biāo)不是取代藍(lán)牙、Wi-Fi 等現(xiàn)在無線技術(shù),而是起著相互補(bǔ)充的作用。因為NFC 的數(shù)據(jù)傳輸速率較低,只可達(dá)424Kbps,比不上現(xiàn)在一些技術(shù)。由于NFC 單芯片解決方案是一個開放式的平臺,它既可以進(jìn)行快速的無線網(wǎng)絡(luò)自組,同時又可作移動通信、藍(lán)牙或無線802.11 等現(xiàn)有設(shè)備之虛擬連接。本文給出的方法,正是使用了NFC 技術(shù)的這些優(yōu)點:
短距離通信:根據(jù)靠近作為通訊啟動方式,可以保證通信的安全性防止被監(jiān)聽,保證通信的確定性。
與現(xiàn)有的 RFID 標(biāo)準(zhǔn)兼容:省電模式下的NFC 設(shè)備,相當(dāng)于一張RFID 標(biāo)簽。
簡化其它通信其它程序的連結(jié)步驟:藍(lán)牙或者以太網(wǎng)的通訊協(xié)定都需要在眾多的設(shè)備當(dāng)中選擇正確的設(shè)備。
2.2 NFC 對于OBEX 的改進(jìn)
現(xiàn)有的藍(lán)牙文件步驟:
?。?)搜索藍(lán)牙設(shè)備(人工操作)。
?。?)選擇設(shè)備(人工操作)。
(3)設(shè)備配對(人工操作)。
?。?)OBEX 文件傳輸(自動操作)。
NFC 通信的操作步驟:
?。?) NFC 設(shè)備靠近(人工操作)。
?。?) NFC 數(shù)據(jù)通信(自動完成)。
基于 NFC 技術(shù)的文件推送方法的操作步驟:
?。?) NFC 設(shè)備靠近(人工操作)。
?。?) 交換藍(lán)牙 OBEX 傳輸?shù)?a target="_blank">參數(shù)(自動完成)。
?。?) OBEX 文件傳輸(自動完成)。
從操作的步驟可知,基于NFC 技術(shù)的對象交換方法,借助NFC 技術(shù)的方便性,簡化了藍(lán)牙文件推送技術(shù)。
2.3 JSR ‐257 NFC
JSR-257 是Java 語言的非接觸通信API 庫。使用該API 庫,配合相應(yīng)的硬件,可以處理的功能有:NFC 通信,RFID 讀寫,智能卡讀寫,閱讀條形碼。例如:當(dāng)標(biāo)簽靠近移動電話時,可以自動觸發(fā)事件,運行相應(yīng)的處理程序,進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。支持的標(biāo)簽類型,如表2所示:
表 1
Nokia 公司提供的6131i 移動電話,是目前少數(shù)支持NFC 技術(shù)的設(shè)備。該公司提供了Nokia 6131 NFC SDK 開發(fā)環(huán)境,方便開發(fā)者開發(fā)基于NFC 技術(shù)的J2ME 程序。該庫支持標(biāo)準(zhǔn)的JSR-257 功能。還提供了一些擴(kuò)展功能: NFC 點對點通信,讀寫Sony‘s FeliCa 卡。該包有五部份:
javax.microedition.contactless:該API 包提供為不同的目標(biāo)提供公共接口。
javax.microedition.contactless.ndef:該 API 包提供處理NFC 目標(biāo)的功能
javax.microedition.contactless.rf:該 API 包提供處理RFID 目標(biāo)的功能。
javax.microedition.contactless.sc:該 API 包提供處理智能卡的功能。
javax.microedition.contactless.visual:該 API 包提供處理可見的條形碼的功能。
3、應(yīng)用實例
通過對 OBEX 和NFC 技術(shù)的分析,以及對這兩種通信方式的整合,我們給出的方法的示意圖,所圖3 所示:
圖-3 基于NFC 的OBEX 示意圖
硬件設(shè)備:
一臺具有藍(lán)牙以及 NFC 的手機(jī)(Nokia 6131i)
一臺普通的支持藍(lán)牙 OBEX 的手機(jī)(Nokia N70)
一張 Mifare 標(biāo)簽。
操作步驟:
(1)讀出普通手機(jī)的藍(lán)牙地址,并寫到Mifare 標(biāo)簽中。并將標(biāo)簽貼在普通手機(jī)上。
?。?)運行NFC 手機(jī)上的J2ME 程序,并選擇要傳送的文件。
(3):把普通手機(jī),靠近NFC 手機(jī),使之得到相應(yīng)參數(shù)。
?。?):文件自動傳到普通手機(jī)中。
該方法,并不需要對現(xiàn)有的藍(lán)牙手機(jī)進(jìn)行硬件的改過,也不需要安裝任何軟件,只需要多加一張RFID,就可以使用基于NFC 技術(shù)的藍(lán)牙文件推送方法。
4、結(jié)束語
本文給出一種改進(jìn)的對象交換方法,并給出實用實例。該方法使得文件推送更加方便,安全。我們希望今后加強(qiáng)本方式,使得可以商業(yè)用途。NFC 作為一種新型的近距離無線通信技術(shù)與相關(guān)硬件相結(jié)合,還有很多新應(yīng)用,值得深入的研究。
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( 發(fā)表人:wuzhan )