NFC技術(shù)在校園移動(dòng)信息服務(wù)中的應(yīng)用

查貴庭+胡以濤+李永明+包平

摘 要：智能手機(jī)普及、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展和人們泛在化的信息需求促進(jìn)了移動(dòng)信息服務(wù)的迅猛發(fā)展。通過(guò)分析NFC特有的高安全、大帶寬、能存儲(chǔ)、低成本、兼容好、雙向通訊和完美集成到移動(dòng)終端等優(yōu)勢(shì)，NFC技術(shù)在拓展校園卡功能、促進(jìn)移動(dòng)教育教學(xué)開(kāi)展、提升移動(dòng)自助服務(wù)水平、推進(jìn)移動(dòng)圖書(shū)館建設(shè)和開(kāi)展移動(dòng)支付等校園移動(dòng)信息服務(wù)方面都具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：NFC；RFID；移動(dòng)信息服務(wù)；智能終端；移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TP393.18 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-8454（2015）17-0058-03

校園移動(dòng)信息服務(wù)是為師生提供隨時(shí)、隨地信息采集與獲取、溝通與交流的應(yīng)用條件[1]，滿足師生泛在化移動(dòng)學(xué)習(xí)、移動(dòng)研究、移動(dòng)管理和移動(dòng)生活的需要。隨著移動(dòng)智能終端與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，校園移動(dòng)信息服務(wù)已成為教育信息化的發(fā)展方向。

一、移動(dòng)信息服務(wù)是互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)

1.智能手機(jī)快速普及，為移動(dòng)信息服務(wù)奠定了基礎(chǔ)

隨著智能手機(jī)生產(chǎn)成本的大幅下降，智能手機(jī)已步入百元時(shí)代，智能手機(jī)普及率得到迅速提升。根據(jù)CNNIC（中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)信息中心）調(diào)查，2011年我國(guó)智能手機(jī)占比為53%，2014年則迅速提升到91.1%[2]；手機(jī)上網(wǎng)比例也從2007年的24%發(fā)展到2014年的85.8%[3]。高校智能手機(jī)的普及與應(yīng)用更是走在前列，智能手機(jī)的快速普及，為移動(dòng)信息服務(wù)發(fā)展奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展，為移動(dòng)信息應(yīng)用創(chuàng)造了條件

近年來(lái)，隨著國(guó)家信息化戰(zhàn)略的推進(jìn)，3G、4G和Wifi等移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)條件得到了飛速發(fā)展，為手機(jī)、PAD等智能終端移動(dòng)上網(wǎng)提供了便利條件。當(dāng)前，智能手機(jī)不僅成為人們?nèi)粘Ｉ罱涣髋c溝通的必要工具，而且智能手機(jī)也有逐漸替代電腦成為人們?nèi)粘Ｉ暇W(wǎng)第一大終端的趨勢(shì)。據(jù)CNNIC調(diào)查，自2012年6月底我國(guó)手機(jī)網(wǎng)民的規(guī)模首次超越PC用戶以來(lái)，手機(jī)作為上網(wǎng)第一大終端的地位更加鞏固、趨勢(shì)還在不斷擴(kuò)大[4]。

3.碎片式泛在化的需求，為移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)提供了動(dòng)力

用戶要求隨時(shí)、隨身、永遠(yuǎn)在線的碎片式泛在化信息應(yīng)用需求，為移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)提供了強(qiáng)大的動(dòng)力，促進(jìn)了移動(dòng)信息服務(wù)的開(kāi)展。當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)平臺(tái)從桌面端向移動(dòng)端遷移、人們獲取信息的方式和習(xí)慣也向移動(dòng)智能終端轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)勢(shì)不可擋，以移動(dòng)為核心的SoLoMoCoBo模式正在滲透顛覆著傳統(tǒng)行業(yè)和生活[5]。在筆者們2014年的1056份南京高校大學(xué)生有效調(diào)查中，在睡覺(jué)前、等候或乘坐公共交通等碎片時(shí)間里，僅手機(jī)上網(wǎng)的比例都超過(guò)了50%（見(jiàn)表1），說(shuō)明碎片式泛在化信息需求在高校師生中正快速普及。

二、NFC技術(shù)及其優(yōu)勢(shì)

1.NFC技術(shù)

NFC（英文全稱Near Field Communication）是近距離無(wú)線通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱，NFC由非接觸式射頻識(shí)別系統(tǒng)（RFID）及互聯(lián)互通技術(shù)融合演變而來(lái)，工作于13.56 MHz 頻率范圍，作用距離在0～10CM。NFC系統(tǒng)可在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式標(biāo)簽、存儲(chǔ)系統(tǒng)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)葐卧?，能方便地集成到智能手機(jī)、PAD等移動(dòng)設(shè)備上，從而在單一設(shè)備上實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)保存與數(shù)據(jù)交換等功能[6]。

2.NFC系統(tǒng)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

（1）完美集合智能終端，適合移動(dòng)應(yīng)用

配置有NFC 芯片的智能手機(jī)和終端，其就具有了NFC讀寫(xiě)設(shè)備、標(biāo)簽、存儲(chǔ)與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊等功能，實(shí)現(xiàn)了NFC技術(shù)與手機(jī)、其他智能移動(dòng)終端的完美集合，非常適合移動(dòng)應(yīng)用和個(gè)人之間的信息交流與共享。NFC手機(jī)有3 種工作模式：第一是主動(dòng)模式，即NFC 手機(jī)作為讀寫(xiě)設(shè)備可讀取其他NFC 標(biāo)簽（TAG）及其存儲(chǔ)的信息[7]；第二為被動(dòng)模式，即手機(jī)作為NFC標(biāo)簽被其他的NFC讀寫(xiě)設(shè)備識(shí)別和讀取；第三為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊模式，是指兩個(gè)NFC手機(jī)或NFC設(shè)備之間進(jìn)行通訊與數(shù)據(jù)交換。

（2）集多種功能于一體，簡(jiǎn)單廉價(jià)便利

NFC集成到手機(jī)，就使手機(jī)集標(biāo)簽、讀寫(xiě)器、存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)通訊等多種功能于一體[8]，輕松實(shí)現(xiàn)了一個(gè)芯片、一根天線和一些軟件就可以完成信息識(shí)別、數(shù)據(jù)通訊、雙向交互的應(yīng)用組合。與傳統(tǒng)的RFID相比，無(wú)需另外配置專門的讀寫(xiě)器、存儲(chǔ)器和交互通訊設(shè)施，具有操作簡(jiǎn)單、投資成本低、方便易用、自助直觀等優(yōu)勢(shì)。

（3）通訊距離與協(xié)議規(guī)范，穩(wěn)定安全可靠

NFC采取了獨(dú)特的信號(hào)衰減技術(shù)，其通訊距離一般在10CM之內(nèi)，因此，NFC可有效地避免很多無(wú)線設(shè)備之間同頻干擾的問(wèn)題，不再受到各種電子雜音的影響，降低了通訊能耗、提高了通訊帶寬、保證了通訊的穩(wěn)定可靠；另外NFC還采用了連接協(xié)議和私密通信技術(shù)，可大大簡(jiǎn)化整個(gè)交互認(rèn)證識(shí)別與通訊過(guò)程，安全與可靠性能得到顯著的提升。

（4）具有較好的兼容性，保護(hù)原有投資

NFC已經(jīng)成為正式標(biāo)準(zhǔn)，已得到越來(lái)越多的主要廠商的支持，可與第三代、第四代移動(dòng)通信技術(shù)相結(jié)合與相兼容；另外，NFC也是由非接觸智能卡技術(shù)（RFID）演變而來(lái)，與現(xiàn)有廣泛應(yīng)用的RFID技術(shù)兼容，在無(wú)需另外設(shè)備的投資下，就可以完全取代和融合原有短距離、超高頻的RFID應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平穩(wěn)過(guò)渡，保護(hù)原有投資。

（5）數(shù)據(jù)通訊雙向互動(dòng)，便于數(shù)據(jù)共享

NFC技術(shù)支持雙向無(wú)線認(rèn)證和數(shù)據(jù)通信，具有雙向連接和識(shí)別的特點(diǎn)。集成NFC的手機(jī)可模擬讀卡器，進(jìn)行讀卡、寫(xiě)卡、交換數(shù)據(jù)等操作。集成了NFC芯片與系統(tǒng)的電腦、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、PDA等多個(gè)移動(dòng)設(shè)備，它們相互之間也可以方便、快捷地進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與共享。

（6）具有一定的存儲(chǔ)容量，方便信息分發(fā)

NFC芯片還具有一定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，目前基于JIS X 6319-4標(biāo)準(zhǔn)的NFC芯片最多可支持1MB的存儲(chǔ)空間。NFC具備的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，不僅可存儲(chǔ)更多的信息內(nèi)容、滿足NFC設(shè)備之間的信息交換與分享，而且存儲(chǔ)容量較大的NFC標(biāo)簽，可離線存儲(chǔ)較完整的電子圖書(shū)、電子文件等內(nèi)容，在無(wú)網(wǎng)環(huán)境中也能進(jìn)行數(shù)據(jù)下載和離線閱讀。

三、在校園移動(dòng)信息服務(wù)中的應(yīng)用

1.主要應(yīng)用方面

（1）拓展校園卡功能，真正實(shí)現(xiàn)一卡通

NFC手機(jī)內(nèi)置NFC芯片，組成RFID模塊的一部分，可以當(dāng)作RFID無(wú)源標(biāo)簽使用，可完全代替現(xiàn)有校園卡的功能，近年來(lái)已有高校開(kāi)始了NFC校園卡的嘗試[9]；同時(shí)，集成NFC的手機(jī)還可以當(dāng)作RFID標(biāo)簽的讀寫(xiě)器和多個(gè)手機(jī)間雙向通訊的設(shè)備使用，可用于數(shù)據(jù)采集與交換。以NFC代替原來(lái)校園卡，可彌補(bǔ)原有校園卡系統(tǒng)的卡片固定、設(shè)備專用、功能單一、單向識(shí)別、校內(nèi)外不通等方面的不足，大大拓展校園卡的服務(wù)功能，有利于真正實(shí)現(xiàn)校園內(nèi)外的一卡通用。

（2）存儲(chǔ)與雙向通訊，推進(jìn)移動(dòng)教育教學(xué)

利用NFC技術(shù)較好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，可以方便、快速地將電子教材、電子教案等存儲(chǔ)到NFC標(biāo)簽和設(shè)備上，可滿足師生通過(guò)NFC手機(jī)或智能移動(dòng)終端隨時(shí)隨地下載教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教與學(xué)；而利用NFC的雙向通訊與互動(dòng)功能，可以滿足學(xué)生之間、教師之間、師生之間進(jìn)行移動(dòng)信息共享與協(xié)同教學(xué)、研究，對(duì)推進(jìn)移動(dòng)教育教學(xué)具有積極意義。

（3）智能自動(dòng)設(shè)置，便于自助服務(wù)開(kāi)展

通過(guò)NFC軟件，人們可以將NFC手機(jī)或終端的設(shè)置過(guò)程存入到NFC標(biāo)簽中，從而可以實(shí)現(xiàn)特定場(chǎng)合手機(jī)或終端的自動(dòng)設(shè)置、自助服務(wù)。在會(huì)議中心入口處貼有NFC標(biāo)簽，可自動(dòng)完成會(huì)議的自動(dòng)簽到、手機(jī)靜音自動(dòng)設(shè)置；在教室門口設(shè)置的NFC標(biāo)簽，則可以完成上課點(diǎn)名、課程內(nèi)容與課后資料的自動(dòng)下載；朋友之間通過(guò)NFC手機(jī)，可以自動(dòng)完成電子名片交換；通過(guò)NFC標(biāo)簽與手機(jī)還可完成海報(bào)內(nèi)容下載與活動(dòng)、培訓(xùn)等自助報(bào)名任務(wù)；通過(guò)事先在汽車內(nèi)設(shè)置NFC標(biāo)簽，還可以實(shí)現(xiàn)駕車者的手機(jī)藍(lán)牙、導(dǎo)航等設(shè)備的自動(dòng)開(kāi)啟與連接。

（4）存放文獻(xiàn)資源，促進(jìn)移動(dòng)圖書(shū)館服務(wù)

利用NFC存儲(chǔ)功能，可以將存有很多電子文獻(xiàn)的NFC標(biāo)簽張貼到校園操場(chǎng)、道路或地鐵、公交車等公共場(chǎng)所，人們可以用手機(jī)隨時(shí)下載所需電子圖書(shū)進(jìn)行移動(dòng)閱讀，促進(jìn)移動(dòng)圖書(shū)館服務(wù)的開(kāi)展，目前已有發(fā)達(dá)城市成功開(kāi)設(shè)了地鐵NFC移動(dòng)圖書(shū)館[10]；而利用NFC點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信功能，讀者無(wú)需用紙筆抄寫(xiě)，就可在NFC的OPAC機(jī)上查找或下載書(shū)目數(shù)據(jù)[11]；而通過(guò)NFC 手機(jī)的識(shí)讀功能，讀者無(wú)需提取和翻閱圖書(shū)，就可閱讀圖書(shū)內(nèi)容，不僅大大便利讀者選書(shū)，也能降低圖書(shū)亂架率、減少圖書(shū)的磨損。

（5）安全性能較好，適合移動(dòng)支付應(yīng)用

隨著手機(jī)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，移動(dòng)支付已經(jīng)成為大勢(shì)所趨。據(jù)了解，日本、韓國(guó)、新加坡、美國(guó)、法國(guó)等國(guó)家已陸續(xù)開(kāi)展了NFC 移動(dòng)支付業(yè)務(wù)，國(guó)際NFC 移動(dòng)支付產(chǎn)業(yè)取得了積極進(jìn)展[12]。因NFC特有的安全、快捷、兼容等優(yōu)勢(shì)，可以很好地將SIM卡、信用卡、銀行卡、門禁卡、會(huì)員卡等融合于一身，以NFC系統(tǒng)為校園卡，可較好實(shí)現(xiàn)學(xué)校內(nèi)部、學(xué)校與城市間、城市與城市間的移動(dòng)支付，大大拓展校園卡支付功能，促進(jìn)校園卡與市民卡、銀行卡的融合。

2.當(dāng)前NFC應(yīng)用的局限

NFC技術(shù)在安全性、便捷性、低能耗、高帶寬、低成本和雙向交互等方面都具有一定的優(yōu)勢(shì)，但在通訊距離、技術(shù)和產(chǎn)品的成熟性等方面也存在一些不足。

首先，NFC僅適合短距離通訊場(chǎng)合。NFC技術(shù)作為近距離信息識(shí)別與通訊技術(shù)，其短距離的通訊特性既是優(yōu)點(diǎn)也是短板，對(duì)于在10CM以內(nèi)的通訊應(yīng)用則優(yōu)勢(shì)明顯，而在超過(guò)10CM的信息識(shí)別與數(shù)據(jù)通訊場(chǎng)合，NFC則就顯得無(wú)能為力了。

其次，NFC手機(jī)的普及還有待時(shí)日。目前市場(chǎng)上大部分手機(jī)還不支持NFC，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2015年2月京東在售的華為智能手機(jī)，具備NFC功能的僅占23%，其他國(guó)內(nèi)品牌的手機(jī)NFC比例率還會(huì)更低?？梢?jiàn)，NFC手機(jī)的市場(chǎng)還不成熟，普及率還較低，NFC手機(jī)要完全替代原有手機(jī)還有待時(shí)日。

第三，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸技術(shù)還有待發(fā)展。相比較RFID，雖然NFC已具有較大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量和較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，但與當(dāng)前移動(dòng)多媒體應(yīng)用對(duì)高容量存儲(chǔ)、高帶寬傳輸?shù)囊笙啾?，目前NFC技術(shù)的存儲(chǔ)容量與傳輸速率還難以滿足人們對(duì)音視頻多媒體信息、大數(shù)據(jù)大文件等方面的存儲(chǔ)與傳輸?shù)男枰琋FC的存儲(chǔ)與傳輸技術(shù)亟待發(fā)展。

四、總結(jié)

NFC技術(shù)特有的優(yōu)勢(shì)，特別適合移動(dòng)應(yīng)用。隨著人們對(duì)個(gè)性化、碎片化、泛在化信息服務(wù)需求的不斷提升，NFC技術(shù)特有的適合移動(dòng)信息應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，其技術(shù)與產(chǎn)品將會(huì)進(jìn)一步成熟，應(yīng)用潛力也將進(jìn)一步被挖掘。但因NFC技術(shù)的短距離通訊局限，NFC技術(shù)未來(lái)不會(huì)替代RFID、藍(lán)牙等技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中，我們只有結(jié)合實(shí)際場(chǎng)景和各種技術(shù)特點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短、融合利用，才能夠真正發(fā)揮和挖掘NFC技術(shù)在校園移動(dòng)信息應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)與潛力，不斷提高教育信息化建設(shè)與應(yīng)用水平。

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（編輯：楊馥紅）