杜剛

摘 要：近場無線通訊技術(shù)是一種短距離高頻的無線通訊技術(shù)，即NFC。在現(xiàn)如今的商業(yè)環(huán)境中，近場無線通訊技術(shù)在安卓系統(tǒng)中的應(yīng)用變的越來越重要，該文分析了近場通訊技術(shù)的相關(guān)設(shè)計(jì)和發(fā)展?fàn)顩r等。

關(guān)鍵詞：近場通訊 安卓系統(tǒng) 設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）11（b）-0050-01

近場通訊技術(shù)是2002年被開發(fā)出來的一項(xiàng)無線通訊技術(shù)，并且在歐洲電腦廠商協(xié)會(huì)、國際電工委員會(huì)和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織等被接受為標(biāo)準(zhǔn)。近場通訊有這更為短的通訊距離，軟件與硬件的實(shí)現(xiàn)會(huì)更為簡單，電子設(shè)備可以更加快速的連接要進(jìn)行交換的信息。

1 近場無線通訊的應(yīng)用模式

進(jìn)廠無線通訊模式是在十幾厘米范圍之內(nèi)對(duì)無線數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)囊环N技術(shù)。它是由互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、非接觸式識(shí)別技術(shù)發(fā)展而來的，可以在單一的芯片上，它實(shí)現(xiàn)了非接觸智能卡同設(shè)備的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信、非接觸式的讀卡器能力。在通信當(dāng)中使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的時(shí)候，根據(jù)設(shè)備在整個(gè)連接中的角色，我們會(huì)對(duì)設(shè)備進(jìn)行命名，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)發(fā)起連接功能的設(shè)備我們稱為發(fā)起設(shè)備。另外一種設(shè)備就被看做目標(biāo)設(shè)備。目標(biāo)設(shè)備和發(fā)起設(shè)備同時(shí)都支持兩種通信方式，也就是被動(dòng)和主動(dòng)。在主動(dòng)的通信模式里，兩種設(shè)備都是要經(jīng)過自身的射頻場才能進(jìn)行通信活動(dòng)。在被動(dòng)的通信模式里，設(shè)備在工作時(shí)有很少的耗電量，節(jié)能省電。有三種應(yīng)用模式在NFC中，其一就是讀寫模式，這種設(shè)備完全可以當(dāng)做閱讀器，是符合18092、15693與ISO/IEC14443等規(guī)范的智能卡進(jìn)行讀寫。其二是智能卡模式，在這種模式下，設(shè)備可以模擬智能卡功能也能模仿讀寫器以此來進(jìn)行交互。目前僅支持IEC/ISO18092規(guī)范。三是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的模式，支持該設(shè)備之間的通信，見圖1。

2 近場無線通訊技術(shù)中的連接、傳輸問題

在NFCIP-1的標(biāo)準(zhǔn)中我們對(duì)于編碼、幀結(jié)構(gòu)、調(diào)制機(jī)制、傳輸速率和射頻接口等進(jìn)行了規(guī)定，另外還對(duì)初始化過程、傳輸協(xié)議和沖突檢測等有規(guī)定，支持三種傳輸速率。

2.1 幀結(jié)構(gòu)

不同傳輸速率存在不同的幀結(jié)構(gòu)，例如在106 kb/s的速率中有三種幀結(jié)構(gòu)，即短幀、標(biāo)準(zhǔn)幀和檢測幀。

2.2 沖突檢測

沖突檢測就是要避免干擾正在通信的設(shè)備與此頻段所使用電子設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于相關(guān)設(shè)備也進(jìn)行了規(guī)定，就是在初始化之后，要先檢查設(shè)備周圍的射頻場，只有外部沒有出現(xiàn)射頻場的時(shí)候才能有下一步的操作計(jì)劃。

2.3 初始化的過程

NFC設(shè)備的默認(rèn)狀態(tài)就是我們所指的目標(biāo)狀態(tài)，目標(biāo)設(shè)備不能產(chǎn)生射頻場，設(shè)備由一些應(yīng)用程序所控制，從目標(biāo)狀態(tài)切換到發(fā)起的狀態(tài)，這些設(shè)備如果到了發(fā)起狀態(tài)就可以開始進(jìn)行沖突檢測，需要注意的是，外部的射頻場只有在消失之后才能將自己的磁場激活，而應(yīng)用程序要對(duì)通信模式、傳輸速度進(jìn)行確定以后才能建立連接的傳輸數(shù)據(jù)。

2.4 傳輸過程

傳輸協(xié)議有三個(gè)主要步驟，即協(xié)議激活、協(xié)議關(guān)閉和數(shù)據(jù)交換。協(xié)議激活的主要目的就是要在發(fā)起設(shè)備、目標(biāo)設(shè)備間進(jìn)行參數(shù)選擇和屬性請求等問題的。數(shù)據(jù)交換的協(xié)議子啊工作形式上是半雙工的，利用數(shù)據(jù)塊來對(duì)傳輸活動(dòng)進(jìn)行控制，其中就包括錯(cuò)誤處理機(jī)制。數(shù)據(jù)的交換協(xié)議關(guān)于多點(diǎn)激活的屬性，允許發(fā)起設(shè)備在同一時(shí)間段可以激活多個(gè)射頻場中的目標(biāo)設(shè)備，如此一來，發(fā)起的設(shè)備就能夠?qū)Χ鄠€(gè)目標(biāo)設(shè)備進(jìn)行通信作用，多個(gè)目標(biāo)設(shè)備就能夠進(jìn)行快速精準(zhǔn)的切換，節(jié)省很多時(shí)間，摒棄了傳統(tǒng)的釋放一個(gè)目標(biāo)之后采取激活下一個(gè)。完成數(shù)據(jù)交換的過程后，發(fā)起設(shè)備就會(huì)開始執(zhí)行協(xié)議關(guān)閉的程序，包含撤銷選中連接與釋放連接。

3 近場無線通訊的數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)據(jù)交換的格式標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被相關(guān)部門制定，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是在NFCIP-1標(biāo)準(zhǔn)之上而發(fā)展起來的，是可以用來支持應(yīng)用層數(shù)據(jù)的交換活動(dòng)的。NDEF里對(duì)于信息交換的消息封裝格式也進(jìn)行了定義，這種格式就是輕量級(jí)的二進(jìn)制格式，是可以在任意類型、任意大小的應(yīng)用層數(shù)據(jù)庫封裝到一個(gè)簡單的消息結(jié)構(gòu)中。NDEF消息有很多記錄順序，這些記錄本身并不含有搜索的一些信息，但記錄間的序列關(guān)系已經(jīng)在消息串行化結(jié)構(gòu)里凸顯出來。

4 安卓應(yīng)用程序記錄

在安卓4.0中引入的應(yīng)用程序記錄提供了NFC標(biāo)簽，啟動(dòng)了應(yīng)用程序有確定性。AAR在NDEF內(nèi)部的嵌入記錄程序。將一個(gè)AAR填進(jìn)NDEF消息的記錄中，由于安卓會(huì)根據(jù)AAR來進(jìn)行NDEF消息的搜索。一旦它能夠?qū)ふ业揭粋€(gè)ARR，那么它就會(huì)在內(nèi)部包名來對(duì)程序進(jìn)行啟動(dòng)。一旦該應(yīng)用程序不在當(dāng)前的設(shè)備之上，那么一般就會(huì)開啟Google Play下載。如果NFC的標(biāo)簽中有ARR，那么NFC標(biāo)簽調(diào)度系統(tǒng)就會(huì)有所調(diào)節(jié)。

5 結(jié)語

當(dāng)前近場無線通訊技術(shù)還處在一個(gè)比較小的范圍內(nèi)使用中，但是毫無疑問，在移動(dòng)通信發(fā)展迅速的今天，在安卓系統(tǒng)中使用近場無線通訊技術(shù)已經(jīng)是大勢所趨，在當(dāng)前的發(fā)展過程中，支持的該技術(shù)的硬件產(chǎn)品是非常少的，價(jià)格也沒有進(jìn)入到一個(gè)相對(duì)合理的范圍之內(nèi)。各項(xiàng)規(guī)范與設(shè)計(jì)都仍有待完善，尤其是在應(yīng)用程序的開發(fā)方面更需要大力支持。此外，該技術(shù)若要實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的發(fā)展普及還需要面臨一些難題，這就需要我們更加努力探索。

參考文獻(xiàn)

[1] 夏文棟，林凱.融合NFC的3G智能卡系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)工程，2011（2）.

[2] 黃暉，莊文雅.基于近場通信的手機(jī)支付解決方案[J].硅谷，2010（18）.

[3] 劉浩.基于NFC技術(shù)的近場通信應(yīng)用探索[J].中國無線電，2010（12）.

[4] 許海翔，伏京生.近場通信技術(shù)促進(jìn)智能卡應(yīng)用的前景展望[J].金卡工程，2008（1）.endprint