浅析NFC和蓝牙技术

《信息技术导论》论文题目:浅析NFC和蓝牙技术专业班级：学号：姓名：联系方式：浅析NFC和蓝牙技术摘要：蓝牙技术是一种近距离、低功耗的无线通信标准，它为设备提供了一种低成本的无线联网方式。NFC是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输（在十厘米内）交换数据。本文详细地论述与列举了NFC和蓝牙技术的优缺点以及它们的应用，并对两者做出了一个客观的比对，让读者能够更好地了解NFC和蓝牙，了解两者背后广大的市场。关键词：蓝牙，NFC，对比，应用，技术1.简介1.1蓝牙很多人都用过蓝牙，我们对此并不感到陌生。蓝牙，是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHzISM（即工业、科学、医学）频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输1。1.2NFC与蓝牙相反的是，现在很多人还不是很了解NFC，甚至很多人还没有听说过。近场通信（NearFieldCommunication，NFC），又称近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输（在十厘米内）交换数据。这个技术由免接触式射频识别（RFID）演变而来，并向下兼容RFID，最早由Philips、Nokia和Sony主推，主要可能用于手机等手持设备中。由于近场通讯具有天然的安全性，因此，NFC技术被认为在手机支付等领域具有很大的应用前景。2.蓝牙技术2.1蓝牙协议众所周知，只要和网络有关的东西都必须遵守一个协议，好让全球的普通群众与制造商之间能够通用，比如说计算机网络中的TCP/IP协议就是一个典型的例子。那么，蓝牙技术中也不可避免的需要一个全球通用的协议。蓝牙体系结构中的协议模型可分为以下5层：（1）物理层：蓝牙协议的无线接口层；（2）核心协议：基带协议（Baseband）、链路管理协议（LMP）、逻辑链路控制和适配协议（L2CAP）、服务发现协议（SDP）等。基带协议可以提供同步面向连接（SCO）业务和非同步连接（ACL）业务。一般地，SCO用于分组数据业务，其特点是可靠，但有延时；而ACL用于话音传送，其特点是实时性好。但可靠性比SCO差。链路管理协议（LMP）负责建立和解除主、从设备单元之间的连接，另外还控制主、从设备单元的工作模式。L2CAP是第三层的控制和适配协议，L2CAP向RFCOMM和SDP等层提供面向连接和无连接业务。基带数据业务可以越过LMP而直接通过L2CAP向高层协议传送数据。从某种意义上说，L2CAP和LMP都相当于OSI第二层即链路层的协议；（3）应用协议（可选协议）：PPP（点对点协议）、UDP／TCP／IP、OBEX、vCard/vCarl、FAX、PAN等；（4）射频通信协议：RFCOMM，它可以仿真串行电缆接口协议。通过RFCOMM，蓝牙可以在无线环境下实现对高层协议如PPP、TCP/IP、WAP等的支持。RFCOMM可以支持AT命令集，从而可以实现移动电话和传真机及调制解调器之间的无线连接；（5）电话传送控制协议：TCS二进制协议、AT命令集等2。2.2跳频技术为了保证系统所需频带是全球各地均能容易地获得的，蓝牙系统工作在大多数国家的工业、科学、医疗（ISM）频率——即2.4GHz。由于ISM频带的开放性，使用其中任一频段都会遇到不可预测的工扰——比如说，家用的无线电话、微波炉都可能成为干扰源。为此，蓝牙特别设计了快速确认和跳频方案以确保链路稳定。蓝牙将其工作的2.402GHz～2.480GHz的频带分为79个1MHz带宽的子信道，在接收或发送一个分组数据后，即跳至另一频点，因而加强了数据传输的稳定性。跳频技术除了为蓝牙技术提供了稳定性保障以外，还在物理层为其安全性提供了保障。跳频技术带来的第三个好处是可以使设备同时连接多台设备3。2.3蓝牙应用蓝牙应用最多的地方就是手机中，在各种通讯工具以及交通工具中我们也能见到蓝牙应用的声影。总的来说，蓝牙有以下几个方面的应用：数据同步：通过蓝牙以及相应程序，手机或是PDA等移动设备内部的信息可以与计算机的同步，永保信息的最新。文件传输：带有蓝牙芯片的手机、DC、DV可以通过蓝牙实现数据的无线传输。DC上的保存的图片也可以通过蓝牙连接通过蓝牙打印机打印出来。另外，只要计算机上配备了蓝牙适配器，移动设备也可以方便地与之进行文件的传输。终端耳机：蓝牙耳机可以在蓝牙发射有效范围内（半径5cm~10m，加大功率可达100m）接收设备传送的音频信号，使人没有线缆的羁绊也可以轻松地进行听觉享受4。2.4蓝牙优点蓝牙之所以能够这么广泛的应用，说明它具有和很多的优点：1.开放性；2.无线性；3.兼容性；4.价格低廉；5.对人体影响小5。3.NFC技术3.1NFC工作模式卡模式(Cardemulation)：这个模式其实就是相当于一张采用RFID技术的IC卡。可以替代现在大量的IC卡（包括信用卡）场合商场刷卡、公交卡、门禁管制，车票，门票等等。此种方式下，有一个极大的优点，那就是卡片通过非接触读卡器的RF域来供电，即便是寄主设备（如手机）没电也可以工作。点对点模式(P2Pmode):这个模式和红外线差不多，可用于数据交换，只是传输距离比较短，传输创建速度快很多，传输速度也快些，功耗低（蓝牙也类似）。将两个具备NFC功能的设备链接，能实现数据点对点传输，如下载音乐，交换图片或者同步设备地址薄。因此通过NFC,多个设备如数字相机，PDA，计算机，手机之间，都可以交换资料或者服务。读卡器模式(Reader/writermode)：作为非接触读卡器使用，比如从海报或者展览信息电子标签上读取相关信息6。3.2NFC应用对这个方面比较有兴趣的同学们可能知道诺基亚公司在一次专门的新闻发布会上，诺基亚总裁系统的阐述了NFC技术应用在我们生活中的例子。通过手机，可以操控支持NFC功能的Play360°蓝牙音箱，也可以连接支持NFC功能的蓝牙耳机。NFC手机不仅可以控制音乐的播放与暂停，同时还可以控制播放的音量。跟蓝牙技术相比，NFC技术不需要预先寻找配对信息，轻轻触屏便可完成配对。《愤怒的小鸟》是很知名的游戏，但是通关对于很多“菜鸟”玩家而言有一定的难度。Magic版的《愤怒的小鸟》，如果想打没有解锁的一关，其实可以用NFC手机来帮忙完成：在NFC功能打开之后，两台NFC手机触碰，隐藏的关卡可以解开7。很多人可能还不知道，手机支付是NFC技术中最为常用的一种。这种支付可以在手机与POS机之间完成，也可以通过手机跟手机的非接触式支付“对碰”一下，就可以支付成功。用户只要将具有信用卡功能的手机智能卡安装到手机上，就可以在商场用手机进行结算，无须携带专门的信用卡。在国内，基于NFC标准的手机支付业务在央行、银联以及运营商的联合推动下，已经进入推广阶段。与此相类似的是，我们还可以刷手机乘坐交通工具，应用带有NFC功能的手机，我们在支持NFC的地方用手机一扫，就可以进入该地签到的页面，在手机上实现LBS功能8。4.蓝牙vsNFCNFC和蓝牙都是短程通信技术，而且都被集成到移动电话。但NFC不需要复杂的设置程序。NFC也可以简化蓝牙连接。NFC略胜Bluetooth的地方在于设置程序较短，但无法达到Blutooth的低功率。NFC的最大数据传输量是424kbit/s远小于BluetoothV2.1(2.1Mbit/s)。虽然NFC在传输速度与距离比不上BlueTooth，但是NFC技术不需要电源，对于移动电话或是行动消费性电子产品来说，NFC的使用比较方便。NFC的短距离通信特性正是其优点，由于耗电量低、一次只和一台机器连结，拥有较高的保密性与安全性，NFC有利于信用卡交易时避免被盗用。NFC的目标并非是取代蓝牙等其他无线技术，而是在不同的场合、不同的领域起到相互补充的作用9。下面就以一张图片10来充分的说明问题，我们在这里加入了红外线的对比，希望能够让读者有一个更加清晰的认识：5.总结通过以上的分析与介绍，相信大家对蓝牙与NFC有了一个全面的，更加深刻的认识。我们可以从中看出，蓝牙和NFC各自有各自的优点与缺点，广大用户如何在这两边进行选择，就需要我们对这两个技术有一个深入的了解。本文描述的仅仅是这两大方面的小小一角。不过，相信在不久的将来，蓝牙技术和NFC技术会凭借各自的优势开拓出更为广阔的市场。参考文献1宋俊德，蓝牙核心技术，机械工业出版社，2001.92朱刚，蓝牙技术原理与协议，北方大学出版社，20023张力军，通信原理，高等教育出版社，20084盛水源，蓝牙如何继续发展，通讯世界，20035袁颖曦，蓝牙技术之我见，深圳科技6孙强，近距离无线通信技术标准解析，信息技术与标准化，20067周慧芳，NFC走向现实，通信世界，20068崔瑞林，NFC带动移动电子支付发展，现代通信，20069曹志刚，现代通信原理，清华大学出版社，200310维基百科