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大 大连嫂乡 学 A V D A L N U N ERSTY OF T EC HNO LOG Y硕士学位论文 人遭A S T E R A L D IS S E R T A T IO N 一一一一一一一扣卜一一一一 一 r i基于 A n d o d 系统的 N F C 技术实现 电子与通信工程 学科 专业 作者 姓名 陈文 正 指导 教师 胡家升 教授 答辩日 旦上 三 期___三王生竺 旦生卫 硕 士 学 位 论 文 r i 基 于 A n d o d 系统 的 N FC 技术 实现T h e I m P le m e n ta tio n o f A n d r o id S y ste m B a se d N F C T e c h n o lo g y 作 者 姓 名: 陈文 正 学科 专业: 电子 与 通信 工程 学 号: 3 0 9 0 9 0 16 指 一 教 师: 导 胡家 升 教授 完 成 日 期: 20 11 年 12 月 大连 理工 大学 D a lia n U n iv e rs ity o f T e e h n o lo g y 大 连 理 工 大 学 学位 论 文 独 创 性 声 明 作者郑 重声 明: 所呈 交 的学位论 文 是 本人在 导 师的指 导 下进行研 究工作所取得 的成果 quot尽 我所 知 除文 中 已经注 明引用 内容和 致谢 的地方外 本论文不包含其他个人或集体 已经发表的研 究成果 也不包含其他 已申请学位或其他用 途使 用 过 的成果 quot 与我一同工作 的同志对本研 究所做 的贡献均 已在论 文 中做 了明确 的说 明并表 示 了谢 意 quot 若有不实之处 本人愿 意承 担相 关法律 责任 quot学位论文题 目 : 蓬于加加砚系氏昨 quot 找 宝 太 跨作 者 签 名 日期 : 多 - 年止一 l 三月兰三 日 : 下东文 正 大 连理 工大 学硕 士 学位 论 文 摘 要 N F C N ea F i C om m uniea i 技术 是在 飞利浦 公司提议下发起 的 并 由索尼 r eld t on诺基亚等 国际著名厂商联合推 出的一项近距离无线 通信技术 quot 通过在 N F C 芯片上集成感应式卡片 感应式读卡器和 点对点通信 的功能 能够 在较短距离 内与相 关设备通信 达 到识别和数据交换 的 目的 quot A ndr i 手机通过集成 N F C 芯 片就可 以读取相关 N FC 标 o d签或者设备 的信息和进行 电子 支付 quotN F C 作用的距 离短 这进 一步简化整个识 别认证 过程 可 以让 电子设备之 间 的相互访 问更安全 更直接和 更清楚 quot电脑 手机 数码相机 PD A 等 多个 电子设备之 间利 用 N F C 技术 可 以很快速安 全地进 行无线通信 quot 论 文 主 要 包 括 以下 几 个 方 面 内容 : 首先 本文介 绍了 NF C 技术 的研究意义 发展现状和 An dro id 的基本概念 并对An dro id 开发模式做 了详细 的分析 quot d o d 在对系统架构作 了分析 的基础上详 细的描述 A n r i应用程序 的构成 quot 其 次 介绍 了 NF 技术 的通讯模式 工作模式和应用 场景 将 NFC 技术 与其 他的无 C线通讯技术 比如蓝牙 w IF I 做 了对 比 对 NFC 技术标准 中的 LLC P L og i L i C ontrol k eal np rot l N D E F N FC D a a E x a ge F or a 协议做 了进一 步的分析 quot oco t r t n m t 再次 本文 的重 点是在 A ndro d 系统 中实现 N F 技术 quot该技术 实现 的层 次结构包括 i C应用层 硬件抽象层 主机控 制接 口层和数据链路层 文章 中对各个层 次特 别是主机控制接 口层中 HCP H ost C ontroll P rotoco l 协议进行 了较 为深入 的研 究 quot 在驱动程序 中 er C 2 d o d C详细描述 了利用 工 协议完成 An r i 手机和 NF 芯 片之 间的数据传输过程 并在实 际的 Andr quot 手机 中集成该驱动程序完成 N F 的通信过程 quot id C C 最后 利用最常见 的 M ifar e 卡成 功制作 了搭载有 N F 信 息的卡片 详细描述 了卡片的制作 卡片的检测 以及 N C 数据 检测 的过程 通过实验进一步 验证 了 N C 通信 中读 F F卡器模式和 点对点通信模式 的正确性 quot 关键词 : N F C A n droid H C I H C P o d 基 于 A ndr i 系统 的 N FC 技术 实现 t e T h e Im P lem e n ta io n o f A n d ro id S y ste m B a sed N F C T c h n o lo g y A b stra et N FC t ran t 15 a sh o r 一 g e w ire le ss eo m m un iea io n s w h ieh sP o n so red b y P h iliP s an d m ainP u sh ed b y t a i t S on y N ok ia a n d o th er lea d in g in te rn a io n al m a n u f etu rers . B y in erg ra in g to P uin d u etio n ea rd in d u etio n re ad er an d P o in t一 一 o int f n e tio n in a N F C eh iP th is teeh no lo g y nea n P ro v id e eom m u iea io n in a sh o r 一n g e w it t t ra h t a e om P a ib le d ev ie e in ord er to a eh iev e i t t tid en tif e a io n an d d a a ex eh an g e . A n dro id m ob ile P h o n e w ith th e in teg ra ed N F C eh iP c an o t hread th e in f rm a io n o f o t er N F C d ev ic es o r o th er N F C lab le a n d a eh iev e a sm all ele etro n ie y t uP a m en . B ee a se o f N F C t sh o r oP era in g d ista ee W h ieh t n r t i h t g ea ly sim P lif es t e e n ire i tid en tif e a io n P roe e ss y o u ean v isit eaeh o th er eleetro n ie d ev iees m o re secu re d ireet an d .clear C o m P u ters m ob ile P h o n e s d ig ital eam eras P D A an d o th er eleetron ie d ev iees e an - eco n eet w ith ea eh o th er w irelessly q u iek ly an d saf ly th ro u gh N F C 50 as to P ro e ess th ed ata ex eh an ge . o P a P er in elu d es th e f llo w in g asp eets: i F irst th e artie le d e serib es th e sign if ea n ee o f N F C tee h n o lo g y researe h d ev e lo P m en tstatu s an d th e b asie co n ee P ts o f A n d ro id th en d o a d e ta ile d an aly sis to A n d ro id d ev e lo P m en t P p tm o d el. T h e d eta iled d e seri tio n o f th e eom P o sitio n o f A n d ro id a P liea io n b a sed on th e tan aly sis o f sy stem a e h iteetu re . y t m t S eeo n d l th e ar iele d eserib es N F C te el o lo g y c o m m u n iea io n m o d e w o rk in g m o d ean d aP P lieatio n seen ario s th e n m ak e s a eo m P ariso n to B lu ete eth W IF I an d o th er w irele ss n nco m m u n ie ation s teeh o lo g ies a d d o u t f r h er an aly sis to P roto eo ls of N F C tee h n o lo g y nsta dards sueh as L L C P N D E F . o p m A g ain th e f e u s o f th is P a er 15 a eh iev e m en t of N F C te cl o log y in A n d ro id sy stem . T h e m p t bh iera reh y o f tee l o lo g y in clu d es a P lie a io n lay e r th e h ardw a rd a straetio n lay er th e h o st t a t y . teo n tro l in e rf ee lay e r a n d d a a lin k Ia er T h e a r iele d o m o re in一 r deP th researeh o n v a io u s y t alev els o f la er esP ecially H C P P ro to e ol in h o st eo n tro l in erf ee lay er. T h e d riv er d escrib e s n Pd ata tra sm issio n P ro ee ss b etw e en A n dro id m ob ile P h o n e a n d N F C ch i u sin g IZ C P ro to eo l.T h e A n d ro id Ph o n e w ith driv er e an aeh iev e n orm alN F C eom m u n ieatio n . a F in ally th e m o st c om m o n u se o f M if re e ard eq u iPP ed w ith N F C o m in f r atio n 15 u tsu eee ssf lly P ro du eed . T h e ar icle d etailed d ese rib es th e Pro ee ss o f P ro d u etio n o f e ard th e t n t u t heard d e ectio n a d N F C d a a d eteetio n . T h e f r i er ex P erim en ts v erif es eard rea d er m o d el to Pan d P e ar一 一 ear m o d el in N F C co m m u n ieatio n . K ey W o rd s : N F C : A n d ro id H C I: H C P 大连理 工 大学硕 士学 位 论文 目 录摘 . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ... .. .. 要 . . . . . . . . . .. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ... .. .. .I r ....... ..A b st act ..................... ...................................................................... ........ .. .......... .... ... 111 . . . . . . . . . .... .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ... . .. 绪 论 . . . . . . . . . . . . . .. . ... . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ... . .. ..1 1.1 .. . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. . ..1 研究背景及 意义 ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. 2 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ... . .. ..1 N F C 的发 展现 状 和趋 势 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ... . .. 3 1. ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. . .. N F C 实现的两种 方式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ... . .. ..3 1.3.1 I ..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . .. ... . .. ..3 非 S M 卡 模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. . .. 3. 1. 2 I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. . . . 基 于 S M 卡模 式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . ... .. . ... .4 4 1. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. . . . 本 文 的 内容 安排 . .. . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . ... .. . ... .42 r i . .. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . ... .. . ... .5 A nd o d 系统概述 ... .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. .. . 2.1 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. .. . 基 础 知 识和 开发 . .. . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . ... .. . ... .5 r i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... .. .. . 2.1.1 A nd o d 的基 本 概 念 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . .. .. . ... .5 2 2.1. o d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. .. . A ndr i 的 开发 工 作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . .. ... . ... .5 2.2 d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . .. ... . ... A ndroi 系 统 开发 综 述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .. . .. .. ..8 2.3 A ndr i 的底 层 库 程 序 和 运 行环 境 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. .. . o d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... .... . . . ... .9 2. r i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .. . . . ... .9 3.1 A nd o d 的底层库和程序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . .. . . .. .. . 3. 2. 2 . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. .. 0 运 行环境 . . .. . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . .... . .. ..1 3. 2. 3 .. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . ..... JN I 的使 用 .. . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 ...1 3. 2. 4 r i ........ . . . . . . . . . . ... ... . . . A nd o d 应用程序概述及其框 架. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 13 . . . . . . .. . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..... . . .1 N FC 技术研究 . . ... . . . .. .. . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 3 . . .. ... ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . .... .. .. ..1 3.1 N F C 技 术 介 绍 . . .. . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 3 3.1.1 . .. ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . .... .. .. ..1 N F C 定 义 . .. . . . ... . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .. 3 .

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