針對藍牙對象的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。
? ? ? ?藍牙技術(shù)（Bluetooth）使得移動通信設(shè)備和計算機設(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://ttokpm.com/tags/藍牙/" target="_blank">藍牙技術(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)有藍牙設(shè)備之間進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)合藍牙及 NFC 技術(shù)的優(yōu)點，互補不足。使得不需要對現(xiàn)有移動設(shè)備進行改動，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”操作進行改進。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，是基于藍牙的文件推送方法的協(xié)議層次關(guān)系。

　　圖 1：藍牙文件推送協(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，否則可認為Request 失敗。

　　1.3 JSR‐82

　　JSR-82 是用于藍牙無線技術(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牙設(shè)備的屬性；發(fā)現(xiàn)設(shè)備通信范圍內(nèi)的藍牙設(shè)備；在遠程藍牙設(shè)備上搜索服務(wù)；創(chuàng)建可以與遠程藍牙服務(wù)器通信的藍牙客戶機。 JSR-82 包含兩個包，

　　javax.bluetooth：提供Java 藍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)詳細說明了工作于13.56MHz 的無線通信設(shè)備的通信模式選擇機制，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)不是取代藍牙、Wi-Fi 等現(xiàn)在無線技術(shù)，而是起著相互補充的作用。因為NFC 的數(shù)據(jù)傳輸速率較低，只可達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，它既可以進行快速的無線網(wǎng)絡(luò)自組，同時又可作移動通信、藍牙或無線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

　　現(xiàn)有的藍牙文件步驟：

　?。?）搜索藍牙設(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：

　　一臺具有藍牙以及 NFC 的手機（Nokia 6131i）

　　一臺普通的支持藍牙 OBEX 的手機（Nokia N70）

　　一張 Mifare 標(biāo)簽。

　　操作步驟：

　　（1）讀出普通手機的藍牙地址，并寫到Mifare 標(biāo)簽中。并將標(biāo)簽貼在普通手機上。

　?。?）運行NFC 手機上的J2ME 程序，并選擇要傳送的文件。

　?。?）：把普通手機，靠近NFC 手機，使之得到相應(yīng)參數(shù)。

　?。?）：文件自動傳到普通手機中。

　　該方法，并不需要對現(xiàn)有的藍牙手機進行硬件的改過，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)的藍牙文件推送方法。

　　4、結(jié)束語

　　本文給出一種改進的對象交換方法，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。