基于NFC智能手機的巡檢系統應用研究

楊玉柱，宋高雁

YANG Yu-zhu, SONG Gao-yan

（中國聯合網絡通信有限公司濟南市分公司）

(China United Network Communication Co., Ltd. Jinan Branch)

1 引言

近年來手機NFC模塊逐漸成為智能手機的標配，NFC是由非接觸式射頻識別（RFID）技術演變而來的，但通信識別距離比RFID近，為保證數據傳輸的安全性，通常限制在10cm以內，因此NFC稱為近距離無線通信(Near Field Communication)。NFC可進行雙向通信，只要是支持NFC的標簽卡，就可以讀出或寫入數據，常見的如身份證、公交卡、飯卡等其實都是NFC卡。手機NFC功能目前主要用于手機支付功能，需要到運營商營業廳辦理SIMSWP卡并與銀行卡綁定來實現數據加密、安全認證功能，手機是做為NFC數據的提供者。

隨著移動互聯網的發展，智能手機終端越來越多地在行業信息化系統中得到應用，其中利用手機的GPS定位、照片上傳功能等可以實現對電力桿路、電信機房等巡檢。但使用手機GPS定位的主要存在的問題是GPS定位的精度有一定差距，受天氣等因素影響，相同的位置同一部手機每次定位的數據也不一致，存在漂移現象，而且在室內也無法使用GPS定位功能，無法精確定位到一個巡檢點上。

2 研發NFC手機智能巡更巡檢系統

2.1 NFC功能的反向應用研究

在通常的帶有NFC功能的手機中，手機是作為數據提供方來使用的，同時還可以把手機作為一個讀取設備將NFC標簽卡中的數據讀取出來。本文研究的功能就是利用手機讀取NFC標簽功能，實現了精準巡檢的功能。NFC標簽與二維碼、藍牙等等巡檢點相比，具有經濟適用、方便布署、不容易造假等優點，適合于不同的巡檢環境，可廣泛布放于電信桿路、數據機房、交換設備、化工罐體等不同的使用場景，在使用時只需打開手機APP后在標簽卡上一放即可讀取標簽卡里的信息。由于標簽卡每一張的tagID均不同，并且可以存寫幾百個字節的相關信息，通常將這個ID作為唯一標識，同時結合GPS定位、圖片及內容上傳等信息防止標簽卡被移動或仿冒使用，保證整個巡檢結果的真實性。通過實時上傳巡檢信息，管理人員可以在手機上實時查詢所轄區域的巡檢信息，及時對安全隱患進行處理，同時對巡檢人員起到監督的作用。

2.2 基于Android系統的APP開發

目前Android4.0以上系統已經增加了對NFC功能的支持，Android SDK API主 要 支 持 NDEF（NFC Data Exchange Format，NFC數據交換格式）,當手機讀取NFC標簽時會在0.1秒的時間之內建立與標簽NFC連接，然后數據會自動從NFC標簽卡內讀取到手機APP中。

在Android系統中用于描述NDEF格式數據的主要有NdefMessage及NdefRecord兩個核心類。NdefMessage用于描述NDEF格式的信息，在應用中可以通過手機APP或連接到PC電腦上的寫卡器將巡檢點信息寫到標簽卡中。NdefRecord是描述NDEF信息的信息段, 不同標準的標簽卡中存儲的數據容量是不同的，需要根據實現應用場景來確定。

在新建的Android APP工程中的manifest.xml文件中要注意增加相關NFC參數的設置，如minSdkVersion要求在14以上版本，android.permission.NFC、android.hardware.nfc、android.nfc.action.TECH_DISCOVERED等也要進行相應設置，否則將無法正常調用手機的NFC功能。

本系統主要實現手機對標簽卡內信息的讀取，包括標簽卡的ID、內容等信息。標簽卡ID是唯一的，在PC端巡檢管理系統中將標簽卡ID與巡檢點信息一一對應設置，標簽卡內的其它信息只是僅作為手機端APP顯示內容的參考。讀取標簽卡信息的主要程序如下：

private String nfc_read(Tag nfc_tag)throws IOException, FormatException {

if (nfc_tag ！= null) {

//定義NDEF實例

Ndef nfc_ndef = Ndef.get(nfc_tag);

//打開NFC連接

nfc_ndef.connect();

//獲取NDEF消息

NdefMessage nfc_message =nfc_ndef.getNdefMessage();

//將獲取的NDEF消息轉換成字節數組

byte[] ndef_data = nfc_message.toByteArray();

//將上面獲取的字節數組轉換成UTF-8字符串

String str_nfc = new String(ndef_data, Charset.forName("UTF-8"));

//獲取NFC標簽卡ID

S t r i n g m i d =bytesToHexString(tagFromIntent.getId());

//關閉連接ndef.close();

return mid + "|" + str;

} else {

Toast.makeText(NfcDemoActivity.this, "已連接斷開...",

Toast.LENGTH_SHORT).show();}

return null;}

3 NFC手機巡更巡檢系統優勢

1)一部智能手機就可實現移動辦公、問題上報、照片上傳、位置信息、定點巡更、移動視頻監控等多種應用。

2) NFC卡成本低，可靠性、保密性好，可根據需要隨意設置巡更點。

3) NFC屬于近距離通信，保證巡更點的準確到位。

4) 巡更信息實時上傳，管理人員可通過手機、電腦及時查看巡更信息。

5) 通過隨身攜帶的NFC卡可實現危險情況時實現手機自動撥打電話、發送短信等報警功能。

4 NFC手機巡更巡檢系統應用前景

NFC手機巡更巡檢不僅適用于商務樓、聚類市場、中高檔小區物業管理，還適合于各行業用于巡檢的業務，如石油、電力、鐵路、電信、公安、軍隊、糧庫、林業、礦業、醫院、郵政、機場、學校等行業中。

5 NFC手機巡更巡檢系統應用案例

目前山東鐵塔公司已經使用該技術用于全省所有鐵塔日常的巡檢維護工作，同時該技術也在山東電力、中石化加油站、山東大化集團等得到了使用，通過NFC手機巡檢系統的應用將進一步帶動運營商移動業務在集團客戶中的行業應用業務發展。

[1]周山.基于Andriod智能手機的測繪軟件開發應用探討[J]. 硅谷，2013(15):41+36.