基于NFC技術(shù)的電子名片管理系統(tǒng)的設計

劉超超++王彬

摘 要：文中介紹了名片的社會背景和NFC電子名片的工作原理，設計了一個基于NFC電子名片的管理系統(tǒng)，融合移動通信技術(shù)和智能移動終端NFC技術(shù)，通過智能移動終端App獲取NFC標簽中的名片信息，使用移動通信技術(shù)連接后臺進行信息管理。系統(tǒng)主要包括NFC電子名片、Web后臺管理和智能移動終端App三個部分。Web后臺管理采用MVC設計模式，結(jié)合MySQL進行名片信息數(shù)據(jù)管理。智能移動終端App采用Google Android平臺設計開發(fā)。

關(guān)鍵詞：NFC；電子名片；Java；Android

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2016）11-00-02

0 引 言

近場通信技術(shù)（Near Field Communication，NFC）是由飛利浦半導體、諾基亞和索尼共同研制開發(fā)的一種短距離無線高頻技術(shù)，它由非接觸式射頻識別（RFID）和互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來，在單一芯片上結(jié)合感應式讀卡器、感應式卡片和點對點功能，能在短距離范圍內(nèi)與兼容設備進行識別和數(shù)據(jù)交換[1-4]。自NFC于2003年被正式提出發(fā)展至今，NFC近場通信技術(shù)越來越成熟，同時也在各領(lǐng)域得到了廣泛應用，如防偽溯源、移動支付和智能巡檢等[2]。此外，在商務活動頻繁的現(xiàn)代社會，人們需要保存和攜帶大量名片用于日常交際，然而紙質(zhì)名片存在著如不易保存和查找困難等缺點，需要花費大量的時間和精力管理名片，這為人們的生活和工作造成了很大的困擾[3]。本文試圖依托互聯(lián)網(wǎng)在數(shù)據(jù)存儲、查找及管理等方面的優(yōu)勢結(jié)合NFC技術(shù)在多領(lǐng)域的應用，提出了實現(xiàn)基于NFC的電子名片管理系統(tǒng)。

1 NFC技術(shù)簡介及優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的紙質(zhì)名片和其他電子名片相比，NFC電子名片汲取傳統(tǒng)紙質(zhì)名片和其他電子名片的優(yōu)勢，摒棄其缺點，不僅突出了人性化特色，還具備較強的智能化優(yōu)勢。其技術(shù)功能的特點與優(yōu)勢主要表現(xiàn)在快捷、易用、安全與低廉、環(huán)保、低耗方面。

1.1 快捷、易用、安全

相較于傳統(tǒng)的無線技術(shù)，“高帶寬”是NFC技術(shù)的顯著特點，能夠快速且穩(wěn)定的與NFC設備建立連接。NFC與藍牙、紅外技術(shù)的對比如表1所列。藍牙技術(shù)的通信范圍約為10 m，工作在2.4 GHz ISM頻段，用戶速率為1.0 Mb/s ，建立連接時間需6 s。應用前景雖然廣闊，但兼容性不好，導致開發(fā)成本高，應用難度大。紅外通信技術(shù)的通信范圍小于1 m，傳輸速率為1.0 Mb/s，建立連接需0.5 s，可利用光傳輸提升信息的安全性。但這種技術(shù)的缺點在于紅外收發(fā)設備通信時須對齊，無法靈活與其他設備構(gòu)成通信網(wǎng)絡。相比藍牙和紅外技術(shù)，NFC建立連接時間較短，只要0.1 s，用戶將兩個電子裝置貼在一起就可以安全地交換兩個電子裝置中的各式數(shù)據(jù)。NFC采用特殊的密鑰協(xié)議，輔以安全通信信道，使NFC技術(shù)與傳統(tǒng)通信技術(shù)相比擁有更高的安全性，其安全特性主要體現(xiàn)在以下三個方面：

（1）NFC采用近距離私密通信方式，在讀取NFC時，電子設備需要近距離建立可靠連接，因此具備固有的安全性。

（2）NFC硬件升級功能可保障防偽能力。

（3）NFC具有內(nèi)置“芯片密碼”（Chip-and-Pin）技術(shù)，可有針對性的完善密鑰體系、聯(lián)機雙向認證和脫機認證等增值應用。

1.2 低廉、環(huán)保、低耗

隨著科技的進步，NFC的前置硬件成本得到了很大程度的下降，NFC有望成為手機必備的標準配置。具有NFC功能的手機可以作為用戶獲取NFC電子名片信息的設備終端，且應用NFC技術(shù)的服務性價比極高。NFC的工作模式分為讀寫器模式、卡模擬模式和點對點模式。在卡模式工作模式下，NFC芯片通過非接觸讀卡器的射頻（RF）域來供電，即使寄主設備（如手機）沒電時也可以正常工作[5]。NFC電子名片采用卡模式可以大幅降低電子設備的用電功耗。同時NFC芯片可供多次讀寫，相較于紙質(zhì)名片來說更加節(jié)能環(huán)保，大大節(jié)約了名片制作的成本。

2 系統(tǒng)的概述

NFC電子名片管理系統(tǒng)集成了用戶注冊登錄模塊、用戶信息管理模塊、好友信息管理模塊、權(quán)限管理模塊等多種功能。配備NFC智能移動終端App可以讀取NFC電子名片的信息，實現(xiàn)信息的非接觸采集，一鍵點擊關(guān)注加為好友。Web后臺管理系統(tǒng)結(jié)合MySQL數(shù)據(jù)庫對用戶信息和好友信息進行實時管理。

2.1 系統(tǒng)組成

NFC電子名片管理系統(tǒng)由NFC標簽、NFC智能移動終端App和Web后臺管理系統(tǒng)三部分組成。NFC標簽存儲用戶個人基本信息。智能移動終端App程序包括用戶信息管理模塊、好友信息管理模塊等多個模塊。Web后臺管理系統(tǒng)則是對用戶信息的實時管理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 系統(tǒng)特點

NFC電子名片管理系統(tǒng)的特點如下：

（1）每個用戶都有存儲了個人必要名片信息的NFC標簽，攜帶方便。利用NFC技術(shù)通過安裝有App的智能移動終端來獲取NFC標簽里的個人名片信息，還可以一鍵關(guān)注加為好友。系統(tǒng)性能可靠且易維護，設備攜帶方便。

（2）智能移動終端App采用開源的Google Android平臺，可以移植到任意具備NFC功能的Android智能終端上，具有很高的移植性和兼容性。

（3）用戶信息數(shù)據(jù)采用MySQL數(shù)據(jù)庫來管理，智能移動終端App通過網(wǎng)絡訪問遠程Web服務器，通過后臺操作數(shù)據(jù)庫獲取數(shù)據(jù)。中間通信采用JSON作為數(shù)據(jù)交互的方法，JSON具有高效、安全、通用和數(shù)據(jù)通信量小的特點。

3 系統(tǒng)的具體設計

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)借助傳統(tǒng)的MVC開發(fā)模式，具有很好的伸縮性、擴展性和易維護性[5]。采用SpringMVC和Hibernate開源框架設計，使得系統(tǒng)的業(yè)務邏輯處理和系統(tǒng)邏輯處理層次分明，開發(fā)簡便、明了。NFC標簽在寫入用戶信息的同時也將用戶信息導入后臺數(shù)據(jù)庫中。通過智能移動終端App讀取NFC標簽的用戶信息，關(guān)注加為好友后可實時從后臺數(shù)據(jù)庫中獲取更多用戶信息，同時可以標注好友的認識方式、認識時間和認識地點等。NFC名片管理系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3.2 NFC標簽

NFC標簽有四種基本類型，分別以1至4來標識，具有不同的格式和容量。

（1）第1類標簽（Tag 1 Type）：基于ISO14443A標準，可讀/可重寫或者只讀。其基本內(nèi)存大小為96字節(jié)，通信速度為106 Kb/s。

（2）第2類標簽（Tag 2 Type）：基于ISO14443A，可讀/可重寫或者只讀。其基本內(nèi)存大小為48字節(jié)，通信速度為106 Kb/s。

（3）第3類標簽（Tag 3 Type）：基于Sony FeliCa體系，具有2 K字節(jié)內(nèi)存容量，通訊速度為212 Kb/s。

（4）第4類標簽（Tag 4 Type）：定義其與ISO14443A、B標準兼容，可讀/可重寫或者只讀。內(nèi)存容量可達32 K字節(jié)，通信速度介于106 Kb/s和424 Kb/s之間。

本系統(tǒng)在NFC標簽寫入的數(shù)據(jù)不大，因此選擇第一類NFC標簽作為電子名片的標簽。NFC電子名片的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3.3 智能移動終端App與Web后臺管理系統(tǒng)

智能移動終端App和Web后臺管理系統(tǒng)都包括用戶注冊登錄模塊、用戶信息管理模塊、好友信息管理模塊、權(quán)限管理模塊等。用戶可以通過終端設備登錄系統(tǒng)管理板塊并修改自己的信息，可以添加、刪除、查找用戶好友并編輯好友的認識途徑、認識地點及對好友的基本認識程度等信息，可將好友放在不同的群組中以方便后期快速查找。智能移動終端App與Web后臺通信設計流程如圖4所示。

4 結(jié) 語

本文的目的是設計一個基于NFC的電子名片管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由NFC電子名片、Android客戶端和Web后臺管理平臺三部分組成。簡單介紹了NFC無線技術(shù)及其特點，說明了NFC電子名片結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢。著重討論了系統(tǒng)的組成部分和各組成部分要點。該系統(tǒng)的設計使得名片能夠有更長的存儲周期和更加方便快捷的管理、查找方式。

參考文獻

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