NFC技术应用于智慧校园建设的研究展望

易凯

摘要：该文首先介绍NFC技术及智慧校园概念，针对智慧校园中传统的一卡通方案的局限性，提出利用NFC智能手机替代传统校园一卡通方案，通过NFC技术连接智慧校园的线上及线下服务。同时，给出NFC系统及智能手机应用的验证性方案和实验，从理论和实验上展现了NFC技术在智慧校园建设的前景，让互联网+校园更好地为广大师生服务。

关键词：NFC；智慧校园；一卡通；智能手机；O2O

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：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

近年来，信息化及互联网技术的迅猛发展，从而推动校园信息化建设。在此背景下，智慧校园概念被提出，其中，校园一卡通在智慧校园建设中扮演重要角色。本文结合NFC技术在移动终端的应用，取代传统一卡通，并结合智能手机应用，提供基于NFC技术的智慧校园建设方案，并给出验证性实验。真正将校园的线上线下服务，紧密相连。

1 NFC技术简介

NFC（Near Field Communication，NFC）技术，即近场通信，是一种短距高频的无线电技术，由非接触式射频识别（RFID）及互联技术演变而来，由飞利浦半导体、诺基亚和索尼共同研制开发，在13.56MHz频率运行于20厘米距离内，其传输速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者424 Kbit/秒三种。

NFC有两种通信模式，分为主动模式（主动识别和读取有效范围内的信息或标签）和被动模式（有效范围内可被其他NFC设备识别和读取）。同时，NFC可工作在三种模式：点对点模式（即两个NFC设备进行数据交换，如视音频、文字信息等）、读卡模式（读取NFC标签或信息源，如海报、广告）、卡模式（NFC设备作为被读设备，如门禁、支付等）。NFC是利用电磁感应耦合原理工作的，如图1为NFC电磁感应耦合系统及等效电路[1]。

2智慧校园简介

随着云计算、物联网、移动互联、大数据、智能感知、商业智能、知识管理、社交网络等新兴信息技术在高校的广泛应用，师生与学校资源、环境的交互方式也在逐步发生改变，实现以人为本的智慧校园，已成为校园建设的主流方向。

智慧校园指的是以物联网为基础的智慧化校园，是校园信息化和安全建设的高级阶段。由校园工作、学习和生活构成的一体化环境，这个一体化环境以各种应用服务系统为载体，将教学、科研、管理和校园生活进行充分融合[2]。

在智慧校园中，高集成度的一卡通项目扮演重要角色。

3 NFC技术在智慧校园建设的应用

NFC的三种工作模式：点对点模式、读卡模式、卡模式，使得NFC具备全方位的交互衔接能力，从而提供将现实中的服务与智能手机物理相连的渠道，必将发展成为智慧校园的重要组成部分。

由图2可知，智慧校园建设初期，传统的一卡通项目可满足学校的诸如消费、图书、医疗等线下实体服务和业务，但仅此而已，智慧校园的一卡通，并未将校园的线下实体服务、线上虚拟服务、拓展服务有效关联，远未达到智能程度。

如图3所示，智慧校园引入NFC技术，替代传统的一卡通，可有效关联线下实体服务及线上虚拟服务，形成智慧校园O2O服务模式。同时，NFC技术使得智能手机更紧密的融入智慧校园，师生通过带有NFC功能的智能手机，便可以完成普通卡片的所有工作，并且，NFC与智能手机APP关联，为智慧校园开拓了广阔的服务场景，涉及校务、教学、后勤、财务、学生活动等众多领域，可以毫不夸张地说，NFC技术更进一步推动互联网+校园变革。

4 系统设计

利用带有基于PN532芯片的NFC模组及NFC功能的Android手机，可初步进行基于NFC的校园一卡通的验证性实验。如图4所示：

1）用NFC开发模组+电脑的组合（通过UART串口通信），模拟学校的线下服务（如图书借阅时，需要刷借书证登记的服务）；

2）用装有智慧校园应用的NFC智能手机代替传统校园卡。

当学生需要线下服务时，比如到图书馆借书，则可用NFC手机刷卡，即可完成图书借阅，信息登记等线下服务[3]。当同学需要预定实验室时，则可使用装在NFC智能手机的校园应用预定，线上服务器完成预定的处理工作，对应手机用户被授权，刷手机NFC即可进入实验室[4]。

NFC的校园应用基于图5的代码结构，应用层的接口函数来源于android.nfc和android.nfc.tech两个Framework层模块[5]。

运行图7所示”GXMU”应用中的”NFC测试”，在“发送”栏中输入“2233”，然后把NFC手机接近NFC模组天线，手机“接收”栏会显示出NFC模组发送来的数据“3123456789abcdefghi”，如图9所示。而电脑串口调试助手会收到“55 AA 08 12 FF 05 32 32 33 33 00 FF”，去掉字头55 AA 08 12 FF 05和字尾00 FF，即得手机发送来的数据2233（32 32 33 33为2233 ASCII码值），如图10所示。

5结论

本文提出在智慧校园建设中，使用NFC技术替代现有一卡通方案，以此连接学校线上线下服务，将智能手机更紧密的接入智慧校园网络。目前，已有部分厂家、运营商和銀行，逐渐展开相关验证工作，NFC技术必将在智慧校园建设中大放异彩。

参考文献：

[1] 蒋华，孙强. 近距离无线通信技术标准解析[J]. 信息技术与标准化，2006（5）：26-30.

[2] 顾炜江. 校园一卡通应用NFC数据处理技术研究综述[J]. 中国教育信息化，2014（6）：80-81.

[3] 陈文珏，韦绍明. 图书馆引入NFC技术探讨[J]. 公共图书馆，2013（1）：52-56.

[4] 张素娜，贾利军，张怀武，等. NFC手机研究进展[J]. 通信技术，2012（12）：134-136.

[5] 余成钢. 基于Android平台的NFC技术的设计与实现[D]. 上海：复旦大学，2011.