NFC技术在校园移动信息服务中的应用

查贵庭+胡以涛+李永明+包平

摘 要：智能手机普及、移动互联网高速发展和人们泛在化的信息需求促进了移动信息服务的迅猛发展。通过分析NFC特有的高安全、大带宽、能存储、低成本、兼容好、双向通讯和完美集成到移动终端等优势，NFC技术在拓展校园卡功能、促进移动教育教学开展、提升移动自助服务水平、推进移动图书馆建设和开展移动支付等校园移动信息服务方面都具有广阔的应用前景。

关键词：NFC；RFID；移动信息服务；智能终端；移动互联网

中图分类号：TP393.18 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2015）17-0058-03

校园移动信息服务是为师生提供随时、随地信息采集与获取、沟通与交流的应用条件[1]，满足师生泛在化移动学习、移动研究、移动管理和移动生活的需要。随着移动智能终端与移动互联网的发展，校园移动信息服务已成为教育信息化的发展方向。

一、移动信息服务是互联网的未来

1.智能手机快速普及，为移动信息服务奠定了基础

随着智能手机生产成本的大幅下降，智能手机已步入百元时代，智能手机普及率得到迅速提升。根据CNNIC（中国互联网信息中心）调查，2011年我国智能手机占比为53%，2014年则迅速提升到91.1%[2]；手机上网比例也从2007年的24%发展到2014年的85.8%[3]。高校智能手机的普及与应用更是走在前列，智能手机的快速普及，为移动信息服务发展奠定了物质基础。

2.移动互联网高速发展，为移动信息应用创造了条件

近年来，随着国家信息化战略的推进，3G、4G和Wifi等移动互联网基础条件得到了飞速发展，为手机、PAD等智能终端移动上网提供了便利条件。当前，智能手机不仅成为人们日常生活交流与沟通的必要工具，而且智能手机也有逐渐替代电脑成为人们日常上网第一大终端的趋势。据CNNIC调查，自2012年6月底我国手机网民的规模首次超越PC用户以来，手机作为上网第一大终端的地位更加巩固、趋势还在不断扩大[4]。

3.碎片式泛在化的需求，为移动应用开发提供了动力

用户要求随时、随身、永远在线的碎片式泛在化信息应用需求，为移动应用开发提供了强大的动力，促进了移动信息服务的开展。当前，网络信息服务平台从桌面端向移动端迁移、人们获取信息的方式和习惯也向移动智能终端转移的趋势势不可挡，以移动为核心的SoLoMoCoBo模式正在渗透颠覆着传统行业和生活[5]。在笔者们2014年的1056份南京高校大学生有效调查中，在睡觉前、等候或乘坐公共交通等碎片时间里，仅手机上网的比例都超过了50%（见表1），说明碎片式泛在化信息需求在高校师生中正快速普及。

二、NFC技术及其优势

1.NFC技术

NFC（英文全称Near Field Communication）是近距离无线通信技术的简称，NFC由非接触式射频识别系统（RFID）及互联互通技术融合演变而来，工作于13.56 MHz 频率范围，作用距离在0～10CM。NFC系统可在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式标签、存储系统和点对点传输等单元，能方便地集成到智能手机、PAD等移动设备上，从而在单一设备上实现身份识别、数据采集、数据保存与数据交换等功能[6]。

2.NFC系统特点及优势

（1）完美集合智能终端，适合移动应用

配置有NFC 芯片的智能手机和终端，其就具有了NFC读写设备、标签、存储与点对点通讯等功能，实现了NFC技术与手机、其他智能移动终端的完美集合，非常适合移动应用和个人之间的信息交流与共享。NFC手机有3 种工作模式：第一是主动模式，即NFC 手机作为读写设备可读取其他NFC 标签（TAG）及其存储的信息[7]；第二为被动模式，即手机作为NFC标签被其他的NFC读写设备识别和读取；第三为点对点通讯模式，是指两个NFC手机或NFC设备之间进行通讯与数据交换。

（2）集多种功能于一体，简单廉价便利

NFC集成到手机，就使手机集标签、读写器、存储器和数据通讯等多种功能于一体[8]，轻松实现了一个芯片、一根天线和一些软件就可以完成信息识别、数据通讯、双向交互的应用组合。与传统的RFID相比，无需另外配置专门的读写器、存储器和交互通讯设施，具有操作简单、投资成本低、方便易用、自助直观等优势。

（3）通讯距离与协议规范，稳定安全可靠

NFC采取了独特的信号衰减技术，其通讯距离一般在10CM之内，因此，NFC可有效地避免很多无线设备之间同频干扰的问题，不再受到各种电子杂音的影响，降低了通讯能耗、提高了通讯带宽、保证了通讯的稳定可靠；另外NFC还采用了连接协议和私密通信技术，可大大简化整个交互认证识别与通讯过程，安全与可靠性能得到显著的提升。

（4）具有较好的兼容性，保护原有投资

NFC已经成为正式标准，已得到越来越多的主要厂商的支持，可与第三代、第四代移动通信技术相结合与相兼容；另外，NFC也是由非接触智能卡技术（RFID）演变而来，与现有广泛应用的RFID技术兼容，在无需另外设备的投资下，就可以完全取代和融合原有短距离、超高频的RFID应用系统，实现系统平稳过渡，保护原有投资。

（5）数据通讯双向互动，便于数据共享

NFC技术支持双向无线认证和数据通信，具有双向连接和识别的特点。集成NFC的手机可模拟读卡器，进行读卡、写卡、交换数据等操作。集成了NFC芯片与系统的电脑、数码相机、手机、PDA等多个移动设备，它们相互之间也可以方便、快捷地进行连接，实现数据交换与共享。

（6）具有一定的存储容量，方便信息分发

NFC芯片还具有一定的数据存储功能，目前基于JIS X 6319-4标准的NFC芯片最多可支持1MB的存储空间。NFC具备的数据存储空间，不仅可存储更多的信息内容、满足NFC设备之间的信息交换与分享，而且存储容量较大的NFC标签，可离线存储较完整的电子图书、电子文件等内容，在无网环境中也能进行数据下载和离线阅读。

三、在校园移动信息服务中的应用

1.主要应用方面

（1）拓展校园卡功能，真正实现一卡通

NFC手机内置NFC芯片，组成RFID模块的一部分，可以当作RFID无源标签使用，可完全代替现有校园卡的功能，近年来已有高校开始了NFC校园卡的尝试[9]；同时，集成NFC的手机还可以当作RFID标签的读写器和多个手机间双向通讯的设备使用，可用于数据采集与交换。以NFC代替原来校园卡，可弥补原有校园卡系统的卡片固定、设备专用、功能单一、单向识别、校内外不通等方面的不足，大大拓展校园卡的服务功能，有利于真正实现校园内外的一卡通用。

（2）存储与双向通讯，推进移动教育教学

利用NFC技术较好的数据存储功能，可以方便、快速地将电子教材、电子教案等存储到NFC标签和设备上，可满足师生通过NFC手机或智能移动终端随时随地下载教学内容进行教与学；而利用NFC的双向通讯与互动功能，可以满足学生之间、教师之间、师生之间进行移动信息共享与协同教学、研究，对推进移动教育教学具有积极意义。

（3）智能自动设置，便于自助服务开展

通过NFC软件，人们可以将NFC手机或终端的设置过程存入到NFC标签中，从而可以实现特定场合手机或终端的自动设置、自助服务。在会议中心入口处贴有NFC标签，可自动完成会议的自动签到、手机静音自动设置；在教室门口设置的NFC标签，则可以完成上课点名、课程内容与课后资料的自动下载；朋友之间通过NFC手机，可以自动完成电子名片交换；通过NFC标签与手机还可完成海报内容下载与活动、培训等自助报名任务；通过事先在汽车内设置NFC标签，还可以实现驾车者的手机蓝牙、导航等设备的自动开启与连接。

（4）存放文献资源，促进移动图书馆服务

利用NFC存储功能，可以将存有很多电子文献的NFC标签张贴到校园操场、道路或地铁、公交车等公共场所，人们可以用手机随时下载所需电子图书进行移动阅读，促进移动图书馆服务的开展，目前已有发达城市成功开设了地铁NFC移动图书馆[10]；而利用NFC点对点通信功能，读者无需用纸笔抄写，就可在NFC的OPAC机上查找或下载书目数据[11]；而通过NFC 手机的识读功能，读者无需提取和翻阅图书，就可阅读图书内容，不仅大大便利读者选书，也能降低图书乱架率、减少图书的磨损。

（5）安全性能较好，适合移动支付应用

随着手机与移动互联网的快速发展，移动支付已经成为大势所趋。据了解，日本、韩国、新加坡、美国、法国等国家已陆续开展了NFC 移动支付业务，国际NFC 移动支付产业取得了积极进展[12]。因NFC特有的安全、快捷、兼容等优势，可以很好地将SIM卡、信用卡、银行卡、门禁卡、会员卡等融合于一身，以NFC系统为校园卡，可较好实现学校内部、学校与城市间、城市与城市间的移动支付，大大拓展校园卡支付功能，促进校园卡与市民卡、银行卡的融合。

2.当前NFC应用的局限

NFC技术在安全性、便捷性、低能耗、高带宽、低成本和双向交互等方面都具有一定的优势，但在通讯距离、技术和产品的成熟性等方面也存在一些不足。

首先，NFC仅适合短距离通讯场合。NFC技术作为近距离信息识别与通讯技术，其短距离的通讯特性既是优点也是短板，对于在10CM以内的通讯应用则优势明显，而在超过10CM的信息识别与数据通讯场合，NFC则就显得无能为力了。

其次，NFC手机的普及还有待时日。目前市场上大部分手机还不支持NFC，据不完全统计，2015年2月京东在售的华为智能手机，具备NFC功能的仅占23%，其他国内品牌的手机NFC比例率还会更低。可见，NFC手机的市场还不成熟，普及率还较低，NFC手机要完全替代原有手机还有待时日。

第三，数据存储与传输技术还有待发展。相比较RFID，虽然NFC已具有较大的数据存储容量和较高的数据传输速率，但与当前移动多媒体应用对高容量存储、高带宽传输的要求相比，目前NFC技术的存储容量与传输速率还难以满足人们对音视频多媒体信息、大数据大文件等方面的存储与传输的需要，NFC的存储与传输技术亟待发展。

四、总结

NFC技术特有的优势，特别适合移动应用。随着人们对个性化、碎片化、泛在化信息服务需求的不断提升，NFC技术特有的适合移动信息应用优势，其技术与产品将会进一步成熟，应用潜力也将进一步被挖掘。但因NFC技术的短距离通讯局限，NFC技术未来不会替代RFID、蓝牙等技术，在实际应用中，我们只有结合实际场景和各种技术特点，取长补短、融合利用，才能够真正发挥和挖掘NFC技术在校园移动信息应用中的优势与潜力，不断提高教育信息化建设与应用水平。

参考文献：

[1]茅志刚.基于移动互联网的智慧校园服务平台的研究与实现[D].浙江：杭州电子科技大学，2014.

[2]CNNIC.2013-2014年中国移动互联网调查研究报告[EB/OL]. http：//www.cnnic.net.cn/hlwfzyj/hlwxzbg/201408/P020140826366265178976.pdf，2014-08-26.

[3]CNNIC.第35次中国互联网络发展状况调查统计报告[EB/OL]. http：//www.cnnic.net.cn/hlwfzyj/hlwxzbg/201502/P020150203551802054676.pdf，2015-02-03.

[4]CNNIC.2012年中国手机网民上网行为研究报告[EB/OL].http：//www.cnnic.net.cn/hlwfzyj/hlwxzbg/ydhlwbg/201211/P020121116518463145828.pdf，2014-12-10.

[5]官建文，唐胜宏，王培志.2013年中国移动互联网发展报告[EB/OL]. http：//www.100ec.cn，2013-07-16.

[6]McHugh S，Yarmey K.Near field communication： Introduction and implications[J].Journal of Web Librarianship，2012（6）：186-207.

[7]陈芝荣.基于Android和NFC的智慧校园系统开发[J].科技创新与应用，2013（35）：93.

[8]叶镒娟等.基于智慧校园的下一代校园卡系统设计[J].中国教育信息化，2013（5）：41-43.

[9]新开普电子移动互联[EB/OL].http：//www.newcapec.com.cn/telecom/nfc/，2015-02-03.

[10]纽约地铁读书新尝试地下的流动虚拟图书馆[EB/OL].http：//www.nlc.gov.cn/newtsgj/yjdt/2013n/5y_ 8610/201305 /t20130510_73659.Html，2014-03-27.

[11]陈扬扬，宓永迪.二维码与RFID 和NFC 技术在图书馆中的应用[J].科技情报开发与经济，2013，23（5）：46-48.

[12]牛娟娟.银联启动NFC手机支付全国推广[N].金融时报，2013-12-13（1）.

（编辑：杨馥红）