基于NFC技術(shù)的藍牙對象交換方法

　　引言

　　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?；谒{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(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標準。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)

　　1.1OBEX協(xié)議：

對象交換協(xié)議OBEX(ObjectExchange)。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（FileTransfer），對象“推”操作(ObjectPushProfile)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。

　　1.2OBEX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，一個類型標示為“text”，長度和文件本身。Header由HeaderID>和HeaderValue>組成，簡稱為HI>和HV>。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。

　　1.3JSR‐82

　　JSR-82是用于藍牙無線技術(shù)的官方JavaAPI。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)

　　2.1NFC概述

　　ECMA-340(NFCIP-1)是NFC的物理層和數(shù)據(jù)鏈接層的規(guī)范標準。該標準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)范標準詳細說明了工作于13.56MHz的無線通信設(shè)備的通信模式選擇機制，使得可以不同標準的設(shè)備可以正確工作。ECMA-340,ECMA-352以及其它的通信標準的關(guān)系，如圖2所示：

圖2ECMA-340,ECMA-352關(guān)系

　　NFC的目標不是取代藍牙、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標準兼容：省電模式下的NFC設(shè)備，相當于一張RFID標簽。
　　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)備當中選擇正確的設(shè)備。

　　2.2NFC對于OBEX的改進

　　現(xiàn)有的藍牙文件步驟：

　　(1)搜索藍牙設(shè)備(人工操作)。
　　(2)選擇設(shè)備(人工操作)。
　　(3)設(shè)備配對(人工操作)。
　　(4)OBEX文件傳輸(自動操作)。

　　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)交換藍牙OBEX傳輸?shù)膮?shù)（自動完成）。
　　(3)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)。

　　2.3JSR‐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：當標簽靠近移動電話時，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。該庫支持標準的JSR-257功能。還提供了一些擴展功能：NFC點對點通信，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提供公共接口。
　　javax.microedition.contactless.ndef：該API包提供處理NFC目標的功能
　　javax.microedition.contactless.rf：該API包提供處理RFID目標的功能。
　　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(Nokia6131i)
　　一臺普通的支持藍牙OBEX的手機（NokiaN70）
　　一張Mifare標簽。

　　操作步驟：

　　(1)讀出普通手機的藍牙地址，并寫到Mifare標簽中。并將標簽貼在普通手機上。
　　(2)運行NFC手機上的J2ME程序，并選擇要傳送的文件。
　　(3)：把普通手機，靠近NFC手機,使之得到相應(yīng)參數(shù)。
　　(4)：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。