基于NFC技術(shù)的藍(lán)牙對(duì)象交換方法
引言
藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth）使得移動(dòng)通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)設(shè)備，不必借助電纜就能實(shí)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。基于藍(lán)牙技術(shù)的文件推送技術(shù)，使得設(shè)備間可以實(shí)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(NearFieldCommunication，近距離無(wú)線通信)是一種新型的近距離無(wú)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?xún)?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(diǎn)對(duì)點(diǎn)功能整合在一起?？梢詽M(mǎn)足兩個(gè)設(shè)備間，簡(jiǎn)單又安全地進(jìn)行信息交換、內(nèi)容與服務(wù)訪問(wèn)。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(dòng)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(diǎn)，互補(bǔ)不足。使得不需要對(duì)現(xiàn)有移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行改動(dòng)，就能實(shí)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)
1.1OBEX協(xié)議：
對(duì)象交換協(xié)議OBEX(ObjectExchange)。是一種面向應(yīng)用的會(huì)話層協(xié)議，它運(yùn)行于藍(lán)牙（Bluetooth）協(xié)議的頂部，支持文件傳輸（FileTransfer），對(duì)象“推”操作(ObjectPushProfile)等多種應(yīng)用，提供了設(shè)備間簡(jiǎn)單的對(duì)象交換手段，可交換的對(duì)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(duì)“推”操作進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)任意兩臺(tái)設(shè)備可組成主從關(guān)系，主動(dòng)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
OBEX：對(duì)象交換協(xié)議。
RFCOMM：電路替代協(xié)議。
L2CAP：邏輯鏈路控制及適配。
1.2OBEX對(duì)象模型：
OBEX對(duì)象模型詳細(xì)介紹了該協(xié)議是如何描述一個(gè)對(duì)象的。為了做到這點(diǎn)，OBEX定義了Headers的概念。一個(gè)Header反映了對(duì)象的一個(gè)方面，例如名字、長(zhǎng)度、描述文字或者對(duì)象本身。例如：一個(gè)文件對(duì)象test.txt會(huì)包含它的名字，一個(gè)類(lèi)型標(biāo)示為“text”，長(zhǎng)度和文件本身。Header由
和。HI由一個(gè)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(gè)或者多個(gè)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(lèi)型和事務(wù)的種類(lèi)。你可以使用所有的Header，或者一些，或者沒(méi)有。ID可以使Header可解析以及與傳輸順序無(wú)關(guān)，也可以使不支持的Header被忽略掉。
OBEX使用請(qǐng)求(Request)和回應(yīng)(Response)作為最基本的操作。請(qǐng)求的每個(gè)Request必然有一個(gè)Response，否則可認(rèn)為Request失敗。
1.3JSR‐82
JSR-82是用于藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)的官方JavaAPI。使用這個(gè)API可創(chuàng)建以下功能的應(yīng)用程序：判斷和檢測(cè)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(hù)機(jī)。JSR-82包含兩個(gè)包，
javax.bluetooth：提供Java藍(lán)牙通信的一些類(lèi)和接口。
javax.obex：提供OBEX協(xié)議中的一些Java類(lèi)和接口。
2、NFC技術(shù)
2.1NFC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(dòng)模式和被動(dòng)模式。主動(dòng)模式下,通信發(fā)起方和目標(biāo)方自行產(chǎn)生無(wú)線射頻磁場(chǎng)進(jìn)行通信。被動(dòng)模式下，通信發(fā)起方提供無(wú)線射頻磁場(chǎng)，目標(biāo)設(shè)備選擇發(fā)起設(shè)備的射頻磁場(chǎng)，并做出回應(yīng)。ECMA-352（NFCIP-2）規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)說(shuō)明了工作于13.56MHz的無(wú)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：
短距離通信：根據(jù)靠近作為通訊啟動(dòng)方式，可以保證通信的安全性防止被監(jiān)聽(tīng)，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(jiǎn)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。
2.2NFC對(duì)于OBEX的改進(jìn)
現(xiàn)有的藍(lán)牙文件步驟：
(1)搜索藍(lán)牙設(shè)備(人工操作)。
(2)選擇設(shè)備(人工操作)。
(3)設(shè)備配對(duì)(人工操作)。
(4)OBEX文件傳輸(自動(dòng)操作)。
NFC通信的操作步驟：
(1)NFC設(shè)備靠近(人工操作)。
(2)NFC數(shù)據(jù)通信(自動(dòng)完成)。
基于NFC技術(shù)的文件推送方法的操作步驟：
(1)NFC設(shè)備靠近(人工操作)。
(2)交換藍(lán)牙OBEX傳輸?shù)膮?shù)（自動(dòng)完成）。
(3)OBEX文件傳輸(自動(dòng)完成)。
從操作的步驟可知，基于NFC技術(shù)的對(duì)象交換方法，借助NFC技術(shù)的方便性，簡(jiǎn)化了藍(lán)牙文件推送技術(shù)。
2.3JSR‐257NFC
JSR-257是Java語(yǔ)言的非接觸通信API庫(kù)。使用該API庫(kù)，配合相應(yīng)的硬件，可以處理的功能有：NFC通信，RFID讀寫(xiě)，智能卡讀寫(xiě)，閱讀條形碼。例如：當(dāng)標(biāo)簽靠近移動(dòng)電話時(shí)，可以自動(dòng)觸發(fā)事件，運(yùn)行相應(yīng)的處理程序，進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。支持的標(biāo)簽類(lèi)型，如表2所示：
表1
Nokia公司提供的6131i移動(dòng)電話，是目前少數(shù)支持NFC技術(shù)的設(shè)備。該公司提供了Nokia6131NFCSDK開(kāi)發(fā)環(huán)境，方便開(kāi)發(fā)者開(kāi)發(fā)基于NFC技術(shù)的J2ME程序。該庫(kù)支持標(biāo)準(zhǔn)的JSR-257功能。還提供了一些擴(kuò)展功能：NFC點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，讀寫(xiě)Sony'sFeliCa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(jiàn)的條形碼的功能。
3、應(yīng)用實(shí)例
通過(guò)對(duì)OBEX和NFC技術(shù)的分析，以及對(duì)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：
一臺(tái)具有藍(lán)牙以及NFC的手機(jī)(Nokia6131i)
一臺(tái)普通的支持藍(lán)牙OBEX的手機(jī)（NokiaN70）
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(xiě)到Mifare標(biāo)簽中。并將標(biāo)簽貼在普通手機(jī)上。
(2)運(yùn)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)。
(4)：文件自動(dòng)傳到普通手機(jī)中。
該方法，并不需要對(duì)現(xiàn)有的藍(lán)牙手機(jī)進(jìn)行硬件的改過(guò)，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(yǔ)
本文給出一種改進(jìn)的對(duì)象交換方法，并給出實(shí)用實(shí)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(wú)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。
OBEX使用請(qǐng)求(Request)和回應(yīng)(Response)作為最基本的操作。請(qǐng)求的每個(gè)Request必然有一個(gè)Response，否則可認(rèn)為Request失敗。
1.3JSR‐82
JSR-82是用于藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)的官方JavaAPI。使用這個(gè)API可創(chuàng)建以下功能的應(yīng)用程序：判斷和檢測(cè)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(hù)機(jī)。JSR-82包含兩個(gè)包，
javax.bluetooth：提供Java藍(lán)牙通信的一些類(lèi)和接口。
javax.obex：提供OBEX協(xié)議中的一些Java類(lèi)和接口。
2、NFC技術(shù)
2.1NFC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(dòng)模式和被動(dòng)模式。主動(dòng)模式下,通信發(fā)起方和目標(biāo)方自行產(chǎn)生無(wú)線射頻磁場(chǎng)進(jìn)行通信。被動(dòng)模式下，通信發(fā)起方提供無(wú)線射頻磁場(chǎng)，目標(biāo)設(shè)備選擇發(fā)起設(shè)備的射頻磁場(chǎng)，并做出回應(yīng)。ECMA-352（NFCIP-2）規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)說(shuō)明了工作于13.56MHz的無(wú)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2ECMA-340,ECMA-352關(guān)系
短距離通信：根據(jù)靠近作為通訊啟動(dòng)方式，可以保證通信的安全性防止被監(jiān)聽(tīng)，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(jiǎn)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。
2.2NFC對(duì)于OBEX的改進(jìn)
現(xiàn)有的藍(lán)牙文件步驟：
(1)搜索藍(lán)牙設(shè)備(人工操作)。
(2)選擇設(shè)備(人工操作)。
(3)設(shè)備配對(duì)(人工操作)。
(4)OBEX文件傳輸(自動(dòng)操作)。
NFC通信的操作步驟：
(1)NFC設(shè)備靠近(人工操作)。
(2)NFC數(shù)據(jù)通信(自動(dòng)完成)。
基于NFC技術(shù)的文件推送方法的操作步驟：
(1)NFC設(shè)備靠近(人工操作)。
(2)交換藍(lán)牙OBEX傳輸?shù)膮?shù)（自動(dòng)完成）。
(3)OBEX文件傳輸(自動(dòng)完成)。
從操作的步驟可知，基于NFC技術(shù)的對(duì)象交換方法，借助NFC技術(shù)的方便性，簡(jiǎn)化了藍(lán)牙文件推送技術(shù)。
2.3JSR‐257NFC
JSR-257是Java語(yǔ)言的非接觸通信API庫(kù)。使用該API庫(kù)，配合相應(yīng)的硬件，可以處理的功能有：NFC通信，RFID讀寫(xiě)，智能卡讀寫(xiě)，閱讀條形碼。例如：當(dāng)標(biāo)簽靠近移動(dòng)電話時(shí)，可以自動(dòng)觸發(fā)事件，運(yùn)行相應(yīng)的處理程序，進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。支持的標(biāo)簽類(lèi)型，如表2所示：
表1
Nokia公司提供的6131i移動(dòng)電話，是目前少數(shù)支持NFC技術(shù)的設(shè)備。該公司提供了Nokia6131NFCSDK開(kāi)發(fā)環(huán)境，方便開(kāi)發(fā)者開(kāi)發(fā)基于NFC技術(shù)的J2ME程序。該庫(kù)支持標(biāo)準(zhǔn)的JSR-257功能。還提供了一些擴(kuò)展功能：NFC點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，讀寫(xiě)Sony'sFeliCa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(jiàn)的條形碼的功能。
3、應(yīng)用實(shí)例
通過(guò)對(duì)OBEX和NFC技術(shù)的分析，以及對(duì)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
一臺(tái)具有藍(lán)牙以及NFC的手機(jī)(Nokia6131i)
一臺(tái)普通的支持藍(lán)牙OBEX的手機(jī)（NokiaN70）
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(xiě)到Mifare標(biāo)簽中。并將標(biāo)簽貼在普通手機(jī)上。
(2)運(yùn)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)。
(4)：文件自動(dòng)傳到普通手機(jī)中。
該方法，并不需要對(duì)現(xiàn)有的藍(lán)牙手機(jī)進(jìn)行硬件的改過(guò)，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(yǔ)
本文給出一種改進(jìn)的對(duì)象交換方法，并給出實(shí)用實(shí)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(wú)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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