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第11章 創(chuàng)新技術(shù)推動(dòng)城市智慧化進(jìn)程(7)

智慧城市之路:科學(xué)治理與城市個(gè)性 作者:中國(guó)電信智慧城市研究組


(7)NFC

NFC技術(shù)是由Philips、Nokia和Sony主推的一種近距離無(wú)線通信技術(shù)(NFCIP-1),并向ECMA國(guó)際組織提交標(biāo)準(zhǔn)草案。這項(xiàng)開放技術(shù)規(guī)格NFCIP-1被認(rèn)可為ECMA-340標(biāo)準(zhǔn),并由ECMA向ISO/IEC提交標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)在該技術(shù)被批準(zhǔn)納入ISO/IEC 18092。2003年NFCIP-1被ETSI批準(zhǔn)為TS 102 190 v1.1.1。為了兼容非接觸式智能卡,2004年NFC論壇又推出了NFCIP-2規(guī)范,并被相關(guān)組織批準(zhǔn)為ECMA-352、ISO/IEC 21481和ETSI TS 102 312 V1.1.1。

其中NFCIP-1標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定NFC設(shè)備的調(diào)制方案、編碼、傳輸速度與RF接口的幀格式,以及主動(dòng)與被動(dòng)NFC模式初始化過(guò)程中,數(shù)據(jù)沖突控制所需的初始化方案和條件。此外,這些標(biāo)準(zhǔn)還定義了傳輸協(xié)議,其中包括協(xié)議啟動(dòng)和數(shù)據(jù)交換方法等。

NFCIP-2則指定了一種靈活的網(wǎng)關(guān)系統(tǒng),用來(lái)檢測(cè)和選擇三種操作模式之一:NFC卡模擬模式、讀寫器模式和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式。選擇既定模式以后,按照所選的模式進(jìn)行后續(xù)動(dòng)作。網(wǎng)關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還具體規(guī)定了RF接口測(cè)試方法(ISO/IEC 22536和ECMA-356)和協(xié)議測(cè)試方法(ISO/IEC 23917和ECMA-362)。這意味著符合NFCIP-2規(guī)范的產(chǎn)品將可以用做ISO/IEC 14443 A和B以及Felica(Proximity Cards)和ISO 15693(Vicinity Cards)的讀寫器。

NFC技術(shù)的特點(diǎn):

— 在ISO/IEC 18092 NFCIP-1下進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化;

— 以13.56MHz RFID技術(shù)為基礎(chǔ);

— 通信距離為20cm;

— 與現(xiàn)有的非接觸式智能卡國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相兼容;

— 數(shù)據(jù)傳輸速率106kbps、212 kbps或424kbps。

4.無(wú)線傳感網(wǎng)的主要問(wèn)題

當(dāng)前,無(wú)線傳感網(wǎng)面臨的主要問(wèn)題包括:

— 路由尋址問(wèn)題,傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量多,為避免由地址帶來(lái)大量的負(fù)荷,不可能構(gòu)造一個(gè)全球的地址方案;此外,節(jié)點(diǎn)能量受限且大都處于靜止?fàn)顟B(tài)等特點(diǎn),使傳感網(wǎng)不能采用傳統(tǒng)的基于IP 的路由協(xié)議,并且Ad hoc 網(wǎng)中現(xiàn)有的路由協(xié)議,如動(dòng)態(tài)源路由協(xié)議和基于距離矢量的按需路由協(xié)議等,也不完全適用。

— 能量供給問(wèn)題,傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都是由電池供電的,電池容量有限,使得節(jié)點(diǎn)的生存時(shí)間也受到限制。如果網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)因?yàn)槟芰亢谋M不能工作,則會(huì)帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母淖円约奥酚傻闹匦陆⒌葐?wèn)題,甚至可能使得網(wǎng)絡(luò)分成不連通的部分,導(dǎo)致通信中斷。如何提高能量效率,是無(wú)線傳感網(wǎng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要問(wèn)題。

— 網(wǎng)內(nèi)通信問(wèn)題,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)信號(hào)可能被一些障礙物或其他電子信號(hào)干擾而受到影響,怎么安全有效地進(jìn)行通信有待研究。

— 安全問(wèn)題,由于采用無(wú)線傳輸信道,傳感網(wǎng)存在竊聽、惡意路由、消息篡改等安全問(wèn)題。且數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的整合和節(jié)點(diǎn)的有限能量和有限處理、存儲(chǔ)能力等特點(diǎn)使安全問(wèn)題更為復(fù)雜。數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的整合可以有效地壓縮網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量,節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源,但也將數(shù)據(jù)的內(nèi)容暴露給了進(jìn)行整合的節(jié)點(diǎn)。

— 成本問(wèn)題,在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)里面需要使用數(shù)量龐大的微型傳感器,成本會(huì)制約其發(fā)展。產(chǎn)業(yè)化是發(fā)展無(wú)線傳感網(wǎng)急需解決的問(wèn)題。


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