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第11章 创新技术推动城市智慧化进程(7)

智慧城市之路:科学治理与城市个性 作者:中国电信智慧城市研究组


(7)NFC

NFC技术是由Philips、Nokia和Sony主推的一种近距离无线通信技术(NFCIP-1),并向ECMA国际组织提交标准草案。这项开放技术规格NFCIP-1被认可为ECMA-340标准,并由ECMA向ISO/IEC提交标准,现在该技术被批准纳入ISO/IEC 18092。2003年NFCIP-1被ETSI批准为TS 102 190 v1.1.1。为了兼容非接触式智能卡,2004年NFC论坛又推出了NFCIP-2规范,并被相关组织批准为ECMA-352、ISO/IEC 21481和ETSI TS 102 312 V1.1.1。

其中NFCIP-1标准详细规定NFC设备的调制方案、编码、传输速度与RF接口的帧格式,以及主动与被动NFC模式初始化过程中,数据冲突控制所需的初始化方案和条件。此外,这些标准还定义了传输协议,其中包括协议启动和数据交换方法等。

NFCIP-2则指定了一种灵活的网关系统,用来检测和选择三种操作模式之一:NFC卡模拟模式、读写器模式和点对点通信模式。选择既定模式以后,按照所选的模式进行后续动作。网关标准还具体规定了RF接口测试方法(ISO/IEC 22536和ECMA-356)和协议测试方法(ISO/IEC 23917和ECMA-362)。这意味着符合NFCIP-2规范的产品将可以用做ISO/IEC 14443 A和B以及Felica(Proximity Cards)和ISO 15693(Vicinity Cards)的读写器。

NFC技术的特点:

— 在ISO/IEC 18092 NFCIP-1下进行标准化;

— 以13.56MHz RFID技术为基础;

— 通信距离为20cm;

— 与现有的非接触式智能卡国际标准相兼容;

— 数据传输速率106kbps、212 kbps或424kbps。

4.无线传感网的主要问题

当前,无线传感网面临的主要问题包括:

— 路由寻址问题,传感网节点数量多,为避免由地址带来大量的负荷,不可能构造一个全球的地址方案;此外,节点能量受限且大都处于静止状态等特点,使传感网不能采用传统的基于IP 的路由协议,并且Ad hoc 网中现有的路由协议,如动态源路由协议和基于距离矢量的按需路由协议等,也不完全适用。

— 能量供给问题,传感网络节点都是由电池供电的,电池容量有限,使得节点的生存时间也受到限制。如果网络中节点因为能量耗尽不能工作,则会带来网络拓扑的改变以及路由的重新建立等问题,甚至可能使得网络分成不连通的部分,导致通信中断。如何提高能量效率,是无线传感网设计的一个重要问题。

— 网内通信问题,无线传感器网络内信号可能被一些障碍物或其他电子信号干扰而受到影响,怎么安全有效地进行通信有待研究。

— 安全问题,由于采用无线传输信道,传感网存在窃听、恶意路由、消息篡改等安全问题。且数据在网络中的整合和节点的有限能量和有限处理、存储能力等特点使安全问题更为复杂。数据在网络中的整合可以有效地压缩网络中传输的数据量,节省网络资源,但也将数据的内容暴露给了进行整合的节点。

— 成本问题,在无线传感器网络里面需要使用数量庞大的微型传感器,成本会制约其发展。产业化是发展无线传感网急需解决的问题。


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