NFC技術應用于智慧校園建設的研究展望

易凱

摘要：該文首先介紹NFC技術及智慧校園概念，針對智慧校園中傳統的一卡通方案的局限性，提出利用NFC智能手機替代傳統校園一卡通方案，通過NFC技術連接智慧校園的線上及線下服務。同時，給出NFC系統及智能手機應用的驗證性方案和實驗，從理論和實驗上展現了NFC技術在智慧校園建設的前景，讓互聯網+校園更好地為廣大師生服務。

關鍵詞：NFC；智慧校園；一卡通；智能手機；O2O

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）25-0207-03

Research Prospect of NFC Technology Application on Smart Campus

YI Kai

（Guangxi Medical University， Nanning 530022， China）

Abstract： This paper introduces what NFC and smart campus are， and figure out the defect of traditional all-purpose card. The writer proposed a new solution of all-purpose card for smart campus based on NFC technology. The NFC technology becomes a new joint between online service and offline service. Meanwhile， this paper shows us the prospect of NFC technology application on smart.

Key words： NFC； Smart Campus； All-purpose Card； Smart Phone； O2O

近年來，信息化及互聯網技術的迅猛發展，從而推動校園信息化建設。在此背景下，智慧校園概念被提出，其中，校園一卡通在智慧校園建設中扮演重要角色。本文結合NFC技術在移動終端的應用，取代傳統一卡通，并結合智能手機應用，提供基于NFC技術的智慧校園建設方案，并給出驗證性實驗。真正將校園的線上線下服務，緊密相連。

1 NFC技術簡介

NFC（Near Field Communication，NFC）技術，即近場通信，是一種短距高頻的無線電技術，由非接觸式射頻識別（RFID）及互聯技術演變而來，由飛利浦半導體、諾基亞和索尼共同研制開發，在13.56MHz頻率運行于20厘米距離內，其傳輸速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者424 Kbit/秒三種。

NFC有兩種通信模式，分為主動模式（主動識別和讀取有效范圍內的信息或標簽）和被動模式（有效范圍內可被其他NFC設備識別和讀?。?。同時，NFC可工作在三種模式：點對點模式（即兩個NFC設備進行數據交換，如視音頻、文字信息等）、讀卡模式（讀取NFC標簽或信息源，如海報、廣告）、卡模式（NFC設備作為被讀設備，如門禁、支付等）。NFC是利用電磁感應耦合原理工作的，如圖1為NFC電磁感應耦合系統及等效電路[1]。

2智慧校園簡介

隨著云計算、物聯網、移動互聯、大數據、智能感知、商業智能、知識管理、社交網絡等新興信息技術在高校的廣泛應用，師生與學校資源、環境的交互方式也在逐步發生改變，實現以人為本的智慧校園，已成為校園建設的主流方向。

智慧校園指的是以物聯網為基礎的智慧化校園，是校園信息化和安全建設的高級階段。由校園工作、學習和生活構成的一體化環境，這個一體化環境以各種應用服務系統為載體，將教學、科研、管理和校園生活進行充分融合[2]。

在智慧校園中，高集成度的一卡通項目扮演重要角色。

3 NFC技術在智慧校園建設的應用

NFC的三種工作模式：點對點模式、讀卡模式、卡模式，使得NFC具備全方位的交互銜接能力，從而提供將現實中的服務與智能手機物理相連的渠道，必將發展成為智慧校園的重要組成部分。

由圖2可知，智慧校園建設初期，傳統的一卡通項目可滿足學校的諸如消費、圖書、醫療等線下實體服務和業務，但僅此而已，智慧校園的一卡通，并未將校園的線下實體服務、線上虛擬服務、拓展服務有效關聯，遠未達到智能程度。

如圖3所示，智慧校園引入NFC技術，替代傳統的一卡通，可有效關聯線下實體服務及線上虛擬服務，形成智慧校園O2O服務模式。同時，NFC技術使得智能手機更緊密的融入智慧校園，師生通過帶有NFC功能的智能手機，便可以完成普通卡片的所有工作，并且，NFC與智能手機APP關聯，為智慧校園開拓了廣闊的服務場景，涉及校務、教學、后勤、財務、學生活動等眾多領域，可以毫不夸張地說，NFC技術更進一步推動互聯網+校園變革。

4 系統設計

利用帶有基于PN532芯片的NFC模組及NFC功能的Android手機，可初步進行基于NFC的校園一卡通的驗證性實驗。如圖4所示：

1）用NFC開發模組+電腦的組合（通過UART串口通信），模擬學校的線下服務（如圖書借閱時，需要刷借書證登記的服務）；

2）用裝有智慧校園應用的NFC智能手機代替傳統校園卡。

當學生需要線下服務時，比如到圖書館借書，則可用NFC手機刷卡，即可完成圖書借閱，信息登記等線下服務[3]。當同學需要預定實驗室時，則可使用裝在NFC智能手機的校園應用預定，線上服務器完成預定的處理工作，對應手機用戶被授權，刷手機NFC即可進入實驗室[4]。

NFC的校園應用基于圖5的代碼結構，應用層的接口函數來源于android.nfc和android.nfc.tech兩個Framework層模塊[5]。

運行圖7所示”GXMU”應用中的”NFC測試”，在“發送”欄中輸入“2233”，然后把NFC手機接近NFC模組天線，手機“接收”欄會顯示出NFC模組發送來的數據“3123456789abcdefghi”，如圖9所示。而電腦串口調試助手會收到“55 AA 08 12 FF 05 32 32 33 33 00 FF”，去掉字頭55 AA 08 12 FF 05和字尾00 FF，即得手機發送來的數據2233（32 32 33 33為2233 ASCII碼值），如圖10所示。

5結論

本文提出在智慧校園建設中，使用NFC技術替代現有一卡通方案，以此連接學校線上線下服務，將智能手機更緊密的接入智慧校園網絡。目前，已有部分廠家、運營商和銀行，逐漸展開相關驗證工作，NFC技術必將在智慧校園建設中大放異彩。

參考文獻：

[1] 蔣華，孫強. 近距離無線通信技術標準解析[J]. 信息技術與標準化，2006（5）：26-30.

[2] 顧煒江. 校園一卡通應用NFC數據處理技術研究綜述[J]. 中國教育信息化，2014（6）：80-81.

[3] 陳文玨，韋紹明. 圖書館引入NFC技術探討[J]. 公共圖書館，2013（1）：52-56.

[4] 張素娜，賈利軍，張懷武，等. NFC手機研究進展[J]. 通信技術，2012（12）：134-136.

[5] 余成鋼. 基于Android平臺的NFC技術的設計與實現[D]. 上海：復旦大學，2011.