移动开发第五次作业——近场通信

近场通信技术的特点，对未来近场通信的应用场景进行预测与分析

一、三种技术的特点

1、wifi

​ WiFi(Wireless Fidelity，无线保真技术)即IEEE 802．11协议，是一种短程无线传输技术，能够在数百英尺范围内支持互联网接人的无线电信号。规定了无线局域网的基本网络结构和基本传输介质，规范了物理层(PHY)和介质访问层(MAC)的特性。物理层采用红外。DSSS(直接序列扩频)或FSSS(调频扩频)技术。1999年又增加了IEEE 802．11a和IEEE 802．11g标准。其传输速率最高可达54 Mb／s。能够广泛支持数据、图像、语音和多媒体等业务。速率最高功耗和成本更高通讯距离远，适合楼宇、家庭。传输距离在100-300M，速率可达300Mbps，功耗10-50mA。 需要建立连接。 WiFi的速率还在不断提升，理论传输率虽达Gbit/s的境界，但实际能分配到的带宽达不到。
并且有三个显著的特点备受厂商青睐其一，无线电波的覆盖范围广，基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小，半径大约只有15米，而Wi-Fi的半径则可达300英尺左右（约合100米），办公室不用说，在整栋大楼中也可使用。
其二，虽然由Wi-Fi技术传输的无线通信质量不是很好，数据安全性能比蓝牙差一些，传输质量也有待改进，但传输速度非常快，可以达到11mbps，符合个人和社会信息化的需求。
其三，厂商进入该领域的门槛比较低。厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”，并通过高速线路将因特网接入上述场所。这样，由于“热点”所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至100米的地方，用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内，即可高速接入因特网。也就是说，厂商不用耗费资金来进行网络布线接入，从而节省了大量的成本。
Wi-Fi也是是一种短距离无线传输技术，可以随时接入无线信号，移动性强，比较适合在办公室及家庭的环境下应用。当然Wi-Fi也存在一个致命缺点。由于Wi-Fi采用的是射频技术，通过空气发送和接收数据，使用无线电波传输数据信号，比较容易受到外界的干扰。数据包在传送的过程中都可以被外界检测或接收，信息安全是个隐患，虽然数据可以经过加密后传输，但在数据包足够多的情况下，仍有被黑客破解的可能。

2、蓝牙

​ 蓝牙(Bluetooth)技术致力于在10m的空间内使所有支持该技术的移动或非移动设备可以方便地建立网络联系、进行话音和数据通信。是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距无线接口，其传输频段为全球公众通用的2.4GHz ISM频段，提供1Mbps 的传输速率和10m的传输距离。缺点：芯片大小和价格难以下调、抗干扰能力不强、传输距离太短、信息安全问题等等。适合于近距离的文件传输 ，蓝牙5.0， 速率更高 断点恢复时间更短.虽然目前市场中并没有完全成品化的蓝牙产品出现，但人们已经为它规划了几乎是无处不在的应用场景，如三合一电话、Internet网桥、个人数据交换、替代多种设备间的传输电缆等等。
蓝牙技术是兴起的，广受业界关注的近距离无线连接技术。它是一种无线数据与语音通信的开放全球规范，它以低成本的短距离无线连接为基础，可为固定的或移动的终端提供廉价的接入服务。
蓝牙技术的出现使得短距离无线通信成为可能，但其协议较复杂、功耗高、成本高等特点不太适用于要求低成本、低功耗的工业控制和家庭网络。尤其蓝牙最大的障碍在于传输范围受限，一般有效的范围在10米左右，抗干扰能力不强、信息安全问题等问题也是制约其进一步发展和大规模应用的主要因素。
蓝牙是一种无线数据与语音通信的开放全球规范，其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距离无线接口，将通信技术与计算机技术进一步结合起来，使各种设备在没有电缆或电缆相互连接的情况下，能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHz ISM频段，提供1Mbps的传输速率和10m的传输距离。
蓝牙技术诞生于1994年，Ericsson当时决定开发一种低功耗、低成本的无线接口，以建立手机及其附件间的通信。该技术还陆续获得PC行业业界巨头的支持。1998年，蓝牙技术协议由Ericsson、IBM、Intel、NOKIA、Toshiba等五家公司达成一致。
蓝牙协议的标准版本为802.15.1，由蓝牙小组（SIG）负责开发。802.15.1的最初标准基于1.1实现，后者以构建到现行很多蓝牙设备中。新版802.15.1a基于等同于蓝牙1.2标准，具备一定的Qos特性，并完整保持后项兼容性。
但蓝牙技术遭遇最大的障碍是过于昂贵。突出表现在芯片大小和价格难以下调、抗干扰能力不强、传输距离太短、信息安全和生态安全问题等等。这就使得许多用户不愿花大价钱来购买这种无线设备。另外，由于兼容性不好，也造成销售形势很不乐观。比如不少蓝牙耳机与部分电话之间无法实现正常通信，令个人和企业消费者深感不便。另外连接两台蓝牙设备的 操作过程比较复杂，也妨碍了它的推广应用。此外随着其它无线连接技术的不断涌现，802.11无线局域网在高端市场和ZigBee在低端市场的挤压也让蓝牙备感失落。因此业内专家认为蓝牙的市场前景取决于蓝牙的价格和基于蓝牙的应用是否能达到一定的规模。

3、NFC

近场通信（Near Field Communication，简称NFC），使用了NFC技术的设备（例如移动电话）可以在彼此靠近的情况下进行数据交换，是由非接触式射频识别（RFID）及互连互通技术整合演变而来的，通过在单一芯片上集成感应式读卡器、感应式卡片和点对点通信的功能。是由Philips、NOKIA和Sony主推的一种类似于RFID(非接触式射频识别)的短距离无线通信技术标准。和RFID不同，NFC采用了双向的识别和连接。在20cm距离内工作于13.56MHz频率范围。NFC最初仅仅是遥控识别和网络技术的合并，但现在已发展成无线连接技术。它能快速自动地建立无线网络，为蜂窝设备、蓝牙设备、Wi-Fi设备提供一个“虚拟连接”，使电子设备可以在短距离范围进行通讯。NFC的短距离交互大大简化了整个认证识别过程，使电子设备间互相访问更直接、更安全和更清楚，不用再听到各种电子杂音。
NFC最初仅仅是遥控识别和网络技术的合并，但现在已发展成无线连接技术。它能快速自动地建立无线网络，微蜂窝设备、蓝牙设备、Wi-Fi设备提供一个“虚拟连接”，是电子设备可以在短短距离范围进行通讯。NFC的短距离交互大大简化了整个认证识别过程，使电子设备间互相访问更直接、更安全和更清楚，不用再听到各种电子杂音。
NFC通过在单一设备上组合所有的身份识别应用和服务，帮助解决记忆多个密码的麻烦，同时也保证了数据的安全保护。有了NFC，多个设备如数码相机、机顶盒、PDA、电脑，手机之间的无线互连，彼此交换数据或服务都将有可能实现。
此外NFC还可以将其它类型无线通讯（如Wi-Fi和蓝牙）“加速”，实现更快和更远距离的传输。每个电子设备都有自己的专用应用菜单，而NFC可以创建快速安全的连接，而无需在众多接口的菜单中进行选择。与知名的蓝牙等短距离无线通信标准不同的是，NFC的作用距离进一步缩短且不像蓝牙那样需要有对应的加密设备。
同样，构建Wi-Fi家族无线网络需要多台具有无线网卡的电脑、打印机和其它设备。除此之外，还得有一定技术的专业人员才能胜任这一工作。而NFC被置入接入点之后，只要将其中两个靠近就可以实现交流，必配置Wi-Fi连接容易的多。
NFC有三种应用类型：
一、设备连接。除了无线局域网，NFC也可以简化蓝牙连接。比如，手提电脑用户如果想在机场上网， 他只需要走近一个Wi-Fi热点即可实现。
二、实时预定。比如海报或展览信息背后贴有特定芯片，利用含NFC协议的手机或PDA，便能取得详细信息，或是立即联机使用信用卡进行票卷购买。而且 这些芯片无需独立能源。
三、移动商务。飞利浦Mifare技术支持了世界上几个大型交通系统及在银行业为客户提供Visa卡等各种服务。索尼的FeliCa非接触智能卡技术产品在中国香港及深圳、新加坡、日本的市场占有率非常的高，主要应用在交通及金融机构。
总之，这项新技术正在改写无线网络连接的游戏规则，但是它的目标不是完全取代蓝牙、Wi-Fi等无线技术，而是在不同场合、不同的领域起到互相补充的作用。所以如今后来居上的NFC发展势态相当迅速。
NFC 具有很多技术优势，虽然NFC似乎是一项正在寻求实现的技术，但是它却是一个实实在在的问题解决者。例如，NFC可以让用户无需输入网址便可连接WAP站 点，从而解决了困扰无线上网的用户接口问题。在移动商业领域的兼容性方面，非接触性付款技术已经推动了商业的发展，尤其在亚洲的公共运输系统中得到了广泛应用。此外，NFC和索尼的FeliCa支付系统、非接触性支付的ISO标准都是兼容的。
然而，NFC面临的挑战也不容回避，前面的家庭无线局域网的应用中，数码相机和个人计算机都默认为嵌入了NFC技术。飞利浦有能力生产并且销售这种基于 NFC的无线设备，但是这些设备都带有USB接口的解密器，用户必须把解密器插入USB接口中，这样一来，NFC的简单性就荡然无存了。此外，飞利浦生产 的网络电子设备都带有NFC技术，每个NFC芯片的成本至少是十美元，这也是一个令人头疼的问题。
从以上的分析来看：一方面，NFC技术可以刺激蓝牙、Wi-Fi等其它技术的发展；另一方面，NFC技术的最终实现也要依赖于这些技术。可见，NFC与其它无线技术之间是互相促进的关系。

二、未来应用场景进行分析和预测

1、WIFI未来预测

​ 主要应用在SOHO、家庭无线网络以及不便安装电缆的建筑物或场所，例如机场、酒店、商场等公共热点场所，可以节省大量铺设电缆所需花费的资金。　WiFi的传输速度很快，最高可达54Mb／s，符合个人和社会信息化的需求。在网络覆盖范围内，允许用户在任何时间、任何地点访问网络，随时随地享受诸如网上证券、视频点播(VOD)、远程教育、远程医疗、视频会议、网络游戏等一系列宽带信息增值服务。并实现移动办公。WiFi应用现在已经非常普遍，支持WiFi的电子产品越来越多，像手机、MP4、电脑等，基本上已经成为了主流标准配置。相比WiFi 4、WiFi 5等历代WiFi技术标准，WiFi 6在带宽、网络速率、网络时延、功耗等方面实现提升，从而进一步拓展WiFi技术应用场景。从WiFi技术的应用发展情况分析，第一阶段以手机、平板电脑、笔记本电脑等消费级电子终端为驱动，第二阶段以智能家居、智慧城市等物联网应用为驱动，第三阶段以虚拟现实、超高清视频应用等新一代高速率应用为驱动，而在WiFi 6技术标准发展推动下，WiFi技术向第三阶段迈进的步伐日益加快。
WiFi的发展和未来
无线AP的数量呈迅猛的增长，无线网络的方便与高效使其能够得到迅速的普及。除了在目前的一些公共地方有AP之外，国外已经有先例以无线标准来建设城域网，因此，WiFi的无线地位将会日益牢固。
WiFi是目前无线接入的主流标准，但是，WiFi会走多远呢？在Intel的强力支持下，WiFi已经有了接班人。它就是全面兼容现有WiFi的WiMAX，对比于WiFi的802.11X标准，WiMAX就是802.16x。与前者相比，WiMAX具有更远的传输距离、更宽的频段选择以及更高的接入速度等等，预计会在未来几年间成为无线网络的一个主流标准，Intel计划将来采用该标准来建设无线广域网络。这相比于现时的无线局域网或城域网，是质的变革，而且现有设备仍能得到支持，保护人们的每一分钱投资。
总而言之，家庭和小型办公网络用户对移动连接的需求是无线局域网市场增长的动力，虽然到目前为止，美国、日本等发达国家仍然是目前WiFi用户最多的地区，但随着电子商务和移动办公的进一步普及，廉价的WiFi，必将成为那些随时需要进行网络连接用户的必然之选。 最近，业界纷纷传出WiFi已出现生存危机的消息。据国外媒体报道，日前很多企业仍然在WiFi这方面投入巨资，但从中赢利的企业几乎没有。据悉很多企业因WiFi而破产，那么WiFi的盈利情况是否真的出现危机了？
不可否认，WiFi技术的商用碰到了困难。一方面是受制于WiFi技术自身的限制，比如其漫游性、安全性和计费等问题。另一方面，由于WiFi的赢利模式不明确，如果将WiFi作为单一网络来经营，商业用户的不足会使网络建设的投资收益比较低，因此也影响了电信运营商的积极性。但从WiFi技术定位看，对于电信运营商而言，WiFi技术的定位主要是作为高速有线接入技术的补充，将来逐渐也会成为蜂窝移动通信的补充。
WIFI相比NFC，WIFI没有距离限制，很多方面与蓝牙也十分相似，所以更具威胁性。WIFI直连功能已经被很多设备所应用，如索尼QX系列无线镜头、Sonos音箱等，涉及打印、游戏、视频、音乐、显示等多种领域。另外，相比蓝牙的24MBPs传输率，WIFI最高可以实现250Mbps的速度，并且在未来有望实现每秒2GB的数据传输速度，这也是蓝牙无法企及的优势之一。
那么，WIFI会直接取代蓝牙吗？也许会。不过这并不意味着蓝牙设备会消失。因为WIFI最大的弊端在于功耗较高，不适合可穿戴、健身等需要低功耗传输的设备。但对于家用领域，比如无线音箱、视频同步传输等领域，WIFI显然更具优势。
显然，经历了20年的发展，蓝牙技术已经拥有了很多拥趸，同时技术方面又在不断进步。类似Jawanda这样的厂商，对蓝牙技术还是呈乐观态度，蓝牙的低成本、高性能、简单及普遍性都是成为厂商亲睐的部分。
当然，WIFI的来势汹汹同样不能忽视，但是在短期内，它将仍是作为蓝牙的补充而出现，针对不同设备采用更适合的无线连接技术，才会让设备拥有最完美的使用体验.

2、蓝牙未来预测

​ 由于能够在一个网络上无缝连接数十、数百甚至数千台设备，蓝牙mesh网络正迅速成为炙手可热的设备网络基础设施解决方案。凭借400多种经过认证的蓝牙mesh产品以及丰富的实际应用，蓝牙mesh正在给智能建筑市场带来巨大的变化，而其中变化最明显的莫过于互联照明。正如智能手机集成了从时钟、地图到相机等多种设备功能，蓝牙照明装置也加入了许多传统的独立组件。蓝牙照明可以内置无线电、传感器、微处理器和控制器功能，使您能够在商业照明基础设施上创建一个无缝连接的完整的多功能设备网络。除了作为照明控制平台之外，蓝牙照明装置还支持资产跟踪、导航、地标信息和空间利用等多种附加服务。如今，蓝牙位置服务解决方案已成为全球各种设施提高效率的关键技术。制造商、医院、仓库等利用该技术来追踪关键的资产和人员，或为其安全访问控制系统提供支持;零售业利用蓝牙位置服务为客户提供室内导航和地标信息服务位置服务解决方案，以及通过蓝牙进行接近类营销。因此，根据分析预测，至2023年，预计将有17亿台手机添加蓝牙位置服务功能。蓝牙不仅是音频、汽车以及手机、平板和台式电脑等传统市场所不可或缺的技术，同时也在智能家居、智能楼宇、智能工业和智慧城市等全球新兴商业和工业市场发挥着关键的作用。根据对蓝牙新兴市场最新趋势的预测，蓝牙技术在全球商业和工业领域的采用率将持续保持增长。所有预测均表明，在可预见的未来，蓝牙将继续推动新兴市场的扩张。

3、NFC未来预测

​ NFC近场通信业务结合了近场通信技术和移动通信技术，实现了电子支付、身份认证、票务、数据交换、防伪、广告等多种功能，是移动通信领域的一种新型业务。近场通信业务增强了移动电话的功能，使用户的消费行为逐步走向电子化，建立了一种新型的用户消费和业务模式。NFC技术的应用在世界范围内受到了广泛关注，国内外的电信运营商、手机厂商等不同角色纷纷开展应用试点，一些国际性协会组织也积极进行标准化制定工作。据预测，基于近场通信技术的手机应用将会成为移动增值业务的下一个杀手级应用。

​ 目前NFC的应用范围也不再局限于移动支付范畴，市场上支持NFC技术的设备也越来越多，包括索尼、三星、LG、谷歌、诺基亚和HTC等品牌手机，并且有很多其它电子设备也开始支持该技术。现在手机中NFC最常用的功能是将两台NFC手机靠近就可以轻松的实现数据传输。在CES发布会上松下公司在音箱、摄像头、电视、冰箱、名片等电子设备中嵌入了NFC芯片;索尼将NFC技术整合到几乎所有的产品中;LG公司也将NFC技术整合到其公司旗下的各种家用电器中。嵌入这些NFC芯片的设备可以实现更贴心、更方便、更快捷、更广阔的应用，比如用户只要将安装有NFC标签的设备与智能手机建立连接，即可实现远程操控，如在办公时打开洗衣机;NFC手机与安装有NFC标签的家用电器轻轻接触一下，就可以轻松的控制冰箱、洗衣机、烤箱或电饭煲;NFC手机与装有NFC标签的电视接触，就可以用手机来充当电视遥控器，而且一个手机可以充当任意产品电视的遥控器，如TCL或者SONY等;NFC耳机只要与拥有NFC功能的智能手机或电脑音讯输出装置轻触一下，就可以完成配对聆听音乐;如果在海报和其它非电子设备中安装了被动式NFC标签，就可以进行阅读等操作。

除了家用电器和一些简单电子设备之外，NFC技术在其它领域也渐渐突显优势，如一些国外的旅馆和赌场使用该技术，允许NFC设备触碰获得各种信息，包括饭店菜单和购票、查看各种时间等;在医疗行业瑞典芯片厂商Cypak与美国医疗用品厂商Meridian Health合资成立的Impak Health，开发出了一款名为Rhythm Trak的心脏监护器。它可以通过手机从NFC设备中下载与自己心脏相关的数据信息;惠普推出了SpectreOne一体机，这款计算机整合了NFC技术，被称为HP TouchZone，用户可以通过NFC智能手机或其它NFC设备登录此计算机并向其传输数据;另外NFC技术也将被应用于汽车行业，如远程摇控打开汽车车门或其它方面等。

在国内，华中科技大学武昌分校图书馆NFC座位选号机已开始试用，用NFC手机在机器上一刷，整个图书馆阅览室座位分布情况一目了然，很好的杜绝了占座的情况，还有暂时离开保留座位和座位自动释放功能。在国内NFC技术也适用于很多场景，比如移动支付功能、公交刷卡功能、学校食堂的饭卡、各种门禁卡、各种电子车票、各种电子门票、文件与数据的传输、电子名片、智能海报、家用电器操作、物流等。你可以通过带有NFC的智能手机到商场买东西、上班或者开会签到、刷公交卡或电影票、或者和别人交换电子名片、联机玩游戏等。最重要的一点是即使当你的手机没电了，仍然能把它当作一个交通卡、饭卡、门禁卡、票据等使用，和我们手中的各种感应卡片完全一样。但是现在NFC技术在国内的发展还比较缓慢，虽然移动支付一卡通推出很长时间，但一直没有实现，以银联和移动运营商为主的移动支付标准之争以及国内的金融环境导致移动支付发展停滞不前。使用NFC做电子名片NFC的电子名片将会很大程度上替换掉纸质名片。只要初次见面的双方拿出手机触碰一下就可以相互交换名片。NFC也被运用到了信息获取，比如去外地旅游时，可通过NFC手机触碰NFC标签来获取旅游信息；NFC还被运用到了防伪，手机去触碰NFC防伪标签，就可以查询它的相关信息了。
NFC（近场通信技术），它的特色是连接形式更轻松，只要支持NFC的设 备轻轻一碰，就可以实现连接，特别适合在短距离实现点对点连接，同时功耗也更低。不过它的不足也在于距离，需要4厘米左右的接触才能够实现传输，而蓝牙目前已经可以实现100米的连接距离。目前，NFC通常是扮演一个“桥接者”的角色，Android设备往往利用NFC作为蓝牙验证的方式，让用户免去配对的繁琐，直接通过接触实现蓝牙连接。三星S-Beam也使用了类似的形式，不过连接的不是蓝牙、而是WIFI。显然，NFC由于自身的距离局限性，无法替代蓝牙，而是互补，所以对蓝牙实际上是没有太多威胁的。