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?；谒{(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(diǎn)對(duì)點(diǎn)功能整合在一起?？梢詽M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。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

　　說明：
　　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)類型標(biāo)示為“text”，長(zhǎng)度和文件本身。Header由HeaderID>和HeaderValue>組成，簡(jiǎn)稱為HI>和HV>。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(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)牙客戶機(jī)。JSR-82包含兩個(gè)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)

　　2.1NFC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2ECMA-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?yàn)镹FC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(gè)開放式的平臺(tái)，它既可以進(jìn)行快速的無線網(wǎng)絡(luò)自組，同時(shí)又可作移動(dòng)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(diǎn)：

　　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，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(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。支持的標(biāo)簽類型，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(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，讀寫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包提供處理可見的條形碼的功能。

　　3、應(yīng)用實(shí)例

　　通過對(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

　　硬件設(shè)備：

　　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，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(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。