近距离无线通信如何加速蓝牙处理
发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:1237
尽管蓝牙对于短距离数据通信而言是一项很好的技术,但是它的传输层协议中存在缺点,使得设备之间链接的最初建立对用户而言是非常迟缓的。蓝牙耳机与手机之间简单的链接要花费30秒时间(最差条件下),甚至与先前识别过的节点再次链接还经常要求人工干预。
幸而,近距离无线通信(nfc)技术能够与蓝牙共同使用,从而简化使用过程,这包括:向用户工作正常的个人局域网中加入节点,或者与公共资源建立临时链接,例如:自动取款机,照片打印机,或者pos终端。
使用nfc来实现蓝牙设备之间的初始“握手”可以不需要用户干预,并且几乎能够立即实现设备的配对。它的单独工作频率和补充应用(见表一),使得对nfc而言,在同一产品中与蓝牙共存是容易的,允许它来简化蓝牙处理的发现和协商阶段。
nfc和蓝牙间的快速对比 |
表一 – nfc和蓝牙间的快速对比
有三个主要特征使得nfc和其他无线网络技术相比是不同的和互补的:
更短的距离:被谨慎设计的nfc有非常短的工作距离(10cm),这是为了避免链接偶然地或者未经授权的激活。
直观的链接过程:nfc的链接过程是按照普通消费者的使用方式来开发,而不是工程师或者程序员的思考方式。很像今天的智能卡,开始进行交易的话,只要将含有nfc的pda或手机简单的接近你希望链接的设备就可以完成交易。
能够和无电源rfid产品进行通信:nfc能够在自供电设备之间通过传统的方式工作,也能够与无源设备实现通信,例如:非接触卡或者射频标签。
nfc基础
nfc最初是为了使用13.56mhz的rfid频段,通过非常短的距离(10cm或更短)来进行“非接触”数据传输而设计的。它是一个开放的标准,由iso 18092和ecma 340来定义,并且与全球的iso 14443 rfid标准向下兼容。
低成本,高可靠性和全球兼容已经使得它成为例如rfid,电子钱包和“非接触”智能卡等应用选择的技术。这些同样的特性也允许nfc作为自动执行建立蓝牙连接要求的身份验证和初始化参数交换的第二信道而使用。
尽管蓝牙设备之间正常的配对操作经常花费五六秒钟的时间(并且在拥挤的条件下增加到30秒钟),nfc改进的单任务协议,完成同样的任务只需要100-200毫秒。
nfc方法与蓝牙更加复杂的使用模型相比效率优势很明显,这是由于nfc是一个相对简单的协议,最初是为了少量直接的,点对点应用而开发的。
nfc使用标准rfid技术的子集以及在1到2 dbm之间的典型输出功耗,能够在有源和无源操作模式下(见图1),以106 kbits/s, 212 kbits/s, 和424 kbits/s传输速率实现超短距离数据链接。尽管“有源/无源”操作模式仅仅要求一个单一的有源发射机,该发射机能够用于向它的无源相对物供给能量,但是nfc的“有源模式”要求两个设备都支持全双工数据交换。
当轮询,确认进行通信以及数据应答接收的可用性时,对无源元件的接收机仅仅要求承认它的存在。在另一方面,nfc的有源模式要求节点都被占用并且对交换进行协商。虽然大部分应用要求nfc节点是有源的,但是“有源/无源”模式对与像非接触卡等无电源设备进行通信是有用的。
nfc有源模式操作 |
图 1a — nfc有源模式操作
nfc无源模式操作 |
图 1b — nfc无源模式操作
nfc处理总是依照发现,验证,协商,传输和确认的直接序列进行。nfc的链路层包括安全验证过程和抗冲突机制,这排除了第三方通过“中间人”方式来攻击链路。
此外,它的短距离(10cm)限制了潜在的“黑帽”("black hat")黑客的进入。对敏感应用,例如安全支付交换,aes和三重des加密,在更高层协议层中加入与标准智能卡技术中使用的同样的技术。nfc的协商阶段建立了参数,这些参数定义了即将到来的事务处理,例如:链路速度,设备的id,应用,传输文件大小以及要求的动作。
在这一点上,nfc链路既能够执行它自己的简单数据处理,也可以被用于在设备之间和基于蓝牙的对等或者主机/客户机链路建立链接。后者涉及对所有终端协商蓝牙节点地址并且使用蓝牙的更高层协议来操纵链路终端。这些参数在蓝牙和nfc设备之间传递,它们使用串行链接,i2c,或者spi接口以及简单交换协议中的任一种。
这种操纵更低层任务的能力使得nfc协议极大地增强了许多消费者应用的用户体验。下面
尽管蓝牙对于短距离数据通信而言是一项很好的技术,但是它的传输层协议中存在缺点,使得设备之间链接的最初建立对用户而言是非常迟缓的。蓝牙耳机与手机之间简单的链接要花费30秒时间(最差条件下),甚至与先前识别过的节点再次链接还经常要求人工干预。
幸而,近距离无线通信(nfc)技术能够与蓝牙共同使用,从而简化使用过程,这包括:向用户工作正常的个人局域网中加入节点,或者与公共资源建立临时链接,例如:自动取款机,照片打印机,或者pos终端。
使用nfc来实现蓝牙设备之间的初始“握手”可以不需要用户干预,并且几乎能够立即实现设备的配对。它的单独工作频率和补充应用(见表一),使得对nfc而言,在同一产品中与蓝牙共存是容易的,允许它来简化蓝牙处理的发现和协商阶段。
nfc和蓝牙间的快速对比 |
表一 – nfc和蓝牙间的快速对比
有三个主要特征使得nfc和其他无线网络技术相比是不同的和互补的:
更短的距离:被谨慎设计的nfc有非常短的工作距离(10cm),这是为了避免链接偶然地或者未经授权的激活。
直观的链接过程:nfc的链接过程是按照普通消费者的使用方式来开发,而不是工程师或者程序员的思考方式。很像今天的智能卡,开始进行交易的话,只要将含有nfc的pda或手机简单的接近你希望链接的设备就可以完成交易。
能够和无电源rfid产品进行通信:nfc能够在自供电设备之间通过传统的方式工作,也能够与无源设备实现通信,例如:非接触卡或者射频标签。
nfc基础
nfc最初是为了使用13.56mhz的rfid频段,通过非常短的距离(10cm或更短)来进行“非接触”数据传输而设计的。它是一个开放的标准,由iso 18092和ecma 340来定义,并且与全球的iso 14443 rfid标准向下兼容。
低成本,高可靠性和全球兼容已经使得它成为例如rfid,电子钱包和“非接触”智能卡等应用选择的技术。这些同样的特性也允许nfc作为自动执行建立蓝牙连接要求的身份验证和初始化参数交换的第二信道而使用。
尽管蓝牙设备之间正常的配对操作经常花费五六秒钟的时间(并且在拥挤的条件下增加到30秒钟),nfc改进的单任务协议,完成同样的任务只需要100-200毫秒。
nfc方法与蓝牙更加复杂的使用模型相比效率优势很明显,这是由于nfc是一个相对简单的协议,最初是为了少量直接的,点对点应用而开发的。
nfc使用标准rfid技术的子集以及在1到2 dbm之间的典型输出功耗,能够在有源和无源操作模式下(见图1),以106 kbits/s, 212 kbits/s, 和424 kbits/s传输速率实现超短距离数据链接。尽管“有源/无源”操作模式仅仅要求一个单一的有源发射机,该发射机能够用于向它的无源相对物供给能量,但是nfc的“有源模式”要求两个设备都支持全双工数据交换。
当轮询,确认进行通信以及数据应答接收的可用性时,对无源元件的接收机仅仅要求承认它的存在。在另一方面,nfc的有源模式要求节点都被占用并且对交换进行协商。虽然大部分应用要求nfc节点是有源的,但是“有源/无源”模式对与像非接触卡等无电源设备进行通信是有用的。
nfc有源模式操作 |
图 1a — nfc有源模式操作
nfc无源模式操作 |
图 1b — nfc无源模式操作
nfc处理总是依照发现,验证,协商,传输和确认的直接序列进行。nfc的链路层包括安全验证过程和抗冲突机制,这排除了第三方通过“中间人”方式来攻击链路。
此外,它的短距离(10cm)限制了潜在的“黑帽”("black hat")黑客的进入。对敏感应用,例如安全支付交换,aes和三重des加密,在更高层协议层中加入与标准智能卡技术中使用的同样的技术。nfc的协商阶段建立了参数,这些参数定义了即将到来的事务处理,例如:链路速度,设备的id,应用,传输文件大小以及要求的动作。
在这一点上,nfc链路既能够执行它自己的简单数据处理,也可以被用于在设备之间和基于蓝牙的对等或者主机/客户机链路建立链接。后者涉及对所有终端协商蓝牙节点地址并且使用蓝牙的更高层协议来操纵链路终端。这些参数在蓝牙和nfc设备之间传递,它们使用串行链接,i2c,或者spi接口以及简单交换协议中的任一种。
这种操纵更低层任务的能力使得nfc协议极大地增强了许多消费者应用的用户体验。下面
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