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El 20 de Julio la Cátedra Movistar de la Universidad de Deusto impartió la charla "Near Field Communication", dentro de los cursos de Julio que organiza el grupo de software libre (e-ghost) de la Facultad de Ingeniería (ESIDE) de la Universidad de Deusto .



Esta charla, impartida por Raúl de Benito and Rubén Abuín, tuvo por objetivo analizar esta prometedora tecnología, revisar cuál es su previsible implantación en los próximos años y adiestrar sobre las APIs Java ya disponibles para algunos terminales, como el Nokia 6131, que permiten el desarrollo de los primeros prototipos de servicios NFC o usando el paradigma "Touch Computing".



Como ejemplo práctico el potencial de esta tecnología se mostró una sencilla aplicación que permite la visualización en un PC de una foto previamente capturada en un móvil, al aproximar el móvil al portátil.

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  • http://www.ctme.deusto.es Near Field Communication
    • Dispositivos Móviles Registrados en el mundo (en Millones)
  • Introducción I
    • Near Field Communication (NFC) hace referencia a:
      • Conexión inalámbrica de corto alcance (unos pocos centímetros).
      • Basada en estándares.
      • Simple y segura.
      • Interacción bi-direccional entre dispositivos electrónicos.
  • Introducción II
    • Solución desarrollada por Nokia.
    • Tecnología NFC = RFID (Identificación sin contacto físico) + Tecnologías interconectadas.
    • Trabaja en la banda de los 13,56 MHz  No se le aplica ninguna restricción y no requiere ninguna licencia para su uso.
    • Velocidad: 106 kbit/s, 212 kbit/s o 424 kbit/s
    • Se puede usar para configurar e iniciar otras conexiones wireless como son Bluetooth, Wi-fi o UltraWireband.
  • Funcionamiento
    • NFC está basado en tecnologías sin contacto e Identificación por Radio Frecuencia (RFID), por lo que es necesario un lector y una etiqueta.
    • Cuando se enciende el lector, emite una señal de radio de corto alcance que activa el microchip de la etiqueta con lo que podremos leer una pequeña cantidad de datos que se encuentra almacenado en ella.
  • Modos de Funcionamiento I
    • En el protocolo NFC siempre hay uno que inicia la conversación y es este el que monitorizará la misma, este rol es intercambiable entre las dos partes implicadas.
    • Existen dos modos de funcionamiento:
      • Activo
      • Pasivo
    • Todos los dispositivos del estándar NFCIP-1 deben soportar ambos modos.
  • Modos de Funcionamiento II
    • Pasivo: Sólo un dispositivo genera el campo electromagnético y el otro se aprovecha de la modulación de la carga para poder transferir los datos. El iniciador de la comunicación es el encargado de generar el campo electromagnético.
  • Modos de Funcionamiento III
    • Activo: Ambos dispositivos generan su propio campo electromagnético, que utilizarán para transmitir sus datos. Ambos dispositivos necesitan energía para funcionar.
  • Transacción NFC
    • Toda comunicación NFC consta de 5 fases:
      • Descubrimiento
      • Autenticación
      • Negociación
      • Transferencia
      • Reconocimiento
    • Además, NFC también incluye:
      • Procedimiento de autenticación seguro
      • Mecanismo anti-colisiones
  • Beneficios de NFC
    • Mejora la usabilidad y la experiencia del usuario.
    • Fácil acceso a servicios y contenidos ofrecidos por objetos físicos.
    • Se puede compartir información digital entre dos dispositivos con tan sólo acercarlo el uno al otro.
    • Seguridad.
  • Comparación con otras tecnologías
  • NFC & Bluetooth
    • El estándar Bluetooth 2.1 incorpora “NFC Cooperation”.
      • Creación automática de conexiones Bluetooth seguras cuando una interfaz NFC se encuentre disponible.
      • Por ejemplo:
        • Unos auriculares con Bluetooth 2.1 pueden conectarse a un móvil con tecnología NFC simplemente acercando los dispositivos.
        • Se pueden enviar fotos de un móvil o una cámara de fotos a un marco digital simplemente acercando el teléfono o la cámara al marco.
  • Usos
    • Conectar Aparatos Electrónicos
    • Acceder a Contenidos Digitales
    • Realizar Transacciones Sin Contacto
  • Casos Prácticos de Uso Obtener Información de un póster Usarlo como entrada Intercambiar tarjetas de negocios Imprimir fotos directamente desde el móvil Usar el móvil como una tarjeta de crédito Usar el móvil como abono de transporte Envío de información a otros dispositivos
  • Puesta en Práctica
    • Unas 30 ciudades en la que se esta probado NFC han
    • señalado la fácil adaptación y la actitud positiva de
    • los usuarios respecto de su uso.
    • En las áreas de: pagos, cobro de los billetes en el
    • transporte público y el descubrimiento de servicios.
    Ciudades de Prueba:
    • “ Para el 2011, aproximadamente 500 millones de teléfonos móviles incorporarán funciones NFC que no sólo serán utilizados para pagar en los comercios, sino también serán usados para acceder a la información disponible en los ‘objetos inteligentes’”
    • – Stuart Carlaw, ABI Research
  • Futuro del NFC
      • Ventas (en millones)
  • NFC Forum I
    • El Near Field Communication (NFC) Forum es una asociación industrial sin animo de lucro fundada por NXP Semiconductors , Sony Corporation y Nokia para regular el uso de la interacción inalámbrica de corto alcance en la electrónica de consumo, dispositivos móviles y los PCs.
    • Web  http://www.nfc-forum.org/
  • NFC Forum II
    • Actualmente el NFC Forum cuenta con unos 115 miembros:
  • NFC Forum III
    • El NFC Forum promueve la implantación y la estandarización de la Tecnología NFC como mecanismo para la interoperabilidad entre dispositivos y servicios.
    • Para conseguir esto, se encarga de:
      • Desarrollar especificaciones basadas en estándares
      • Asegurarse del uso de las especificaciones del NFC Forum
      • Trabajar para que los productos con tecnología NFC cumplan con las especificaciones del NFC Forum
      • Educar a los consumidores y las empresas respecto de la Tecnología NFC
  • NFC Forum IV
    • El NFC Forum ha establecido un estándar en la que se registra un formato común para poder compartir datos entre los dispositivos NFC entre sí y/o entre los dispositivos y las etiquetas NFC.
      • NFC Data Exchange Format (NDEF)
      • Especifica un formato común y compacto para el intercambio de datos.
      • NFC Record Type Definition (RTD)
      • Especifica tipos de registros estándar que pueden ser enviados en los mensajes intercambiados entre los dispositivos NFC.
        • Smart Poster RTD
        • Para posters que incorporen etiquetas con datos (URLs, SMSs o números de teléfono).
        • Text RTD
        • Para registros que solo contienen texto.
        • Uniform Resource Identifier (URI) RTD
        • Para registros que se refieren a un recurso de Internet
  • NFC Forum V
  • Nokia NFC 6131
    • Peso: 104 g
    • Dimensiones: 92 x 47 x 20 mm
    • Tecnología NFC integrada:
      • Soporta JSR-257 para las aplicaciones que utilicen funciones NFC.
      • Soporta tanto lectura y escritura en los formatos más populares de etiquetas: Mifare 1K, 4K, and Ultralight; Topaz; Jewel (read-only); and FeliCa (non-secure).
      • Permite aplicaciones peer-to-peer
      • Contiene un chip seguro integrado (Global Platform 2.1.1- compliant Java smart card), que permite ser tratado como una tarjeta ISO 14443 Type A o Mifare 4K.
    • Bluetooth
  • Nokia NFC SDK
    • Permite al desarrollador crear, emular y ejecutar aplicaciones Java (MIDlets) usando la API de Comunicación Sin Contacto (JSR-257).
      • Este JSR nos permite usar las características NFC del Nokia 6131 NFC.
    • Ofrece soporte para MIDP 2.0
    • Capaz de emular el elemento seguro
    • Emulador de tecnología Bluetooth
    • Incluye la Nokia Connectivity Framework (NCF) Lite.
    • Plug-in para poder combinar el SDK con Eclipse
    • Para facilitar su uso, viene acompañada de:
      • Emulador Nokia 6131 NKC
      • APIs de Java
      • MIDlets de ejemplo
      • Documentación
  • API de Comunicación Sin Contacto (JSR-257)
    • javax.microedition.contactless
      • Proporciona funciones comunes a todos los dispositivos NFC.
    • javax.microedition.contactless.ndef
      • Proporciona funcionalidad para el intercambio de datos en formato NDEF (NFC Data Exchange Format) con otros dispositivos NFC.
    • javax.microedition.contactless.rf
      • Nos permite interactuar con dispositivos RF físicos.
    • javax.microedition.contactless.sc
      • Nos facilita la comunicación con tarjetas inteligentes externas (Smart Cards SC).
    • javax.microedition.contactless.visual
      • Proporciona formas de leer la información almacenada en códigos de barras (etiquetas visuales) y de generar dichas etiquetas.
  • Registrarse al descubrimiento de dispositivos
    • Tipos de Destinos
      • NDEF_TAG, RFID_TAG, ISO14443_CARD
    • // Get DiscoveryManager instance and set TargetListener
    • // for NDEF_TAG target
    • DiscoveryManager dm = DiscoveryManager.getInstance();
    • try {
    • dm.addTargetListener(listener,TargetType.NDEF_TAG);
    • }
    • catch (ContactlessException ce) {
    • // handle exception
    • }
  • Conexión e Intercambio de Datos
        • public void targetDetected(TargetProperties[] prop) {
        • // Select first target
        • TargetProperties target = prop[0];
        • try {
        • // NDEF_TAG target found
        • String url = target.getUrl();
        • // Open NDEFTagConnection to the target
        • conn = (NDEFTagConnection)Connector.open(url);
        • // Read data from the target
        • NDEFMessage message = conn.readNDEF();
        • NDEFRecord[] records = message.getRecords();
        • // Handle data
        • // Modify records or create new message
        • conn.writeNDEF(message);
        • conn.close();
        • }
        • catch (. ..) {
        • // handle exception
        • }
        • }
  • Registrarse al descubrimiento de registros NDEF
    • // Get DiscoveryManager instance and set TargetListener
    • // for NDEF_TAG and NFC_PEER targets
    • DiscoveryManager dm = DiscoveryManager.getInstance();
    • try {
    • NDEFRecordType recordType = new NDEFRecordType( NDEFRecordType. EXTERNAL_RTD ," MyType ");
    • dm.addNDEFRecordListener(listener, recordType);
    • }
    • catch (. . .) {
    • // handle exception
    • }
  • Leer Datos de una Etiqueta
    • public class YYY implements NDEFRecordListener {
    • public void recordDetected(NDEFMessage ndefMessage) {
    • NDEFRecord[] records = ndefMessage.getRecords();
    • for (int i=0; i<records.length; i++) {
    • // Handle data
    • }
    • }
    • }
  • Autoarranque de aplicaciones
    • Arranque automático de MIDlets al detectarse una etiqueta utilizando PushRegistry.
    • Método estático (en el .jad)
      • MIDlet-Push-<n>: <ConnectionURL>, <MIDletClassName>, <AllowedSender>
    • Método dinámico
      • PushRegistry.registerConnection(“<ConnectionURL>”, “<MIDletClassName>”, “<AllowedSender>”);
    • <ConnectionURL>:
      • ndef:rtd?name=<NAME> {&quot;T&quot;,”U”, “Sp”}
      • ndef:mime?name=<MIME TYPE>
      • ndef:uri?name=<ABSOLUTE URI>
      • ndef:external_rtd?name=<NAME> Ej: urn:nfc:ext:empresa.es:midletejemplo
      • nfc:undefined_format
    • <AllowedSender>:
      • *
      • nfc:<conn type>;type=<target type>;uid=<uid>
        • <conn type>: {ndef, rf}
        • <target type>: {mf1k, mf4k, simpletag, felica, jewel, iso4a, iso4b}
      • Ejemplos:
        • nfc:ndef;type=mf?k;uid=*
        • nfc:ndef;type=felica;uid=12345671234567
  • Comunicación P2P
    • Todavía no se ha estandarizado un protocolo P2P
    • Nokia incorpora uno en sus extensiones a la JSR 257
    • Es un protocolo muy simple de tipo petición-respuesta
    • Uno de los dispositivos debe ser el iniciador:
      • NFCIPConnection conn = (NFCIPConnection) Connector.open(&quot;nfc:rf;type=nfcip;mode=initiator&quot;); byte[] message = ... conn.send(message); byte[] response = conn.receive();
    • EL otro dispositivo actuará como destino:
      • NFCIPConnection conn = (NFCIPConnection) Connector.open(“nfc:rf;type=nfcip;mode=target&quot;); byte[] message = conn.receive(); byte[] response = ...; conn.send(response);
  • Extensiones de Nokia a la JSR-257
    • Interfaces para acceder a tags Mifare UL, Standard y tarjetas Desfire
    • Acceso a tags Innovision Jewel
    • Acceso a los tags estandarizados Tipo 3 (Sony FeliCa)
    • Protocolo Peer to Peer
    • Funcionalidad adicional del PushRegistry
    • Acceso al elemento seguro del teléfono
  • Demos
  • Futuras Aplicaciones en ESIDE
    • Colocar una etiqueta en el póster de un proyecto y simplemente acercando el móvil, nos arranque el navegador web con la página asociada abierta.
    • Permitir el acceso a una persona en Smartlab usando su teléfono móvil con tecnología NFC
      • Tocar una etiqueta que se encuentre en la puerta
      • Solicitar al usuario su nombre y contraseña para asegurarse que sólo entran personas autorizadas.
      • Comunicarse con el DORLET del sistema para abrir la puerta
      • Este sistema se integrará posteriormente en otras localizaciones
    • Usar la tecnología NFC para que al pasar el móvil cerca de una etiqueta con algún graffiti asociado, nos abra la aplicación SG con ese graffiti ya cargado.
  • Referencias
    • Close up and in the comfort zone, Near Field Communication gets the message across
      • http://www.research.philips.com/password/archive/24/downloads/pw24_nfc_18.pdf
    • NFC-Forum whitepapers
      • http://www.nfc-forum.org/resources/white_papers/
    • Nokia NFC
      • http://www.nokia.com/nfc
    • Nokia NFC Discussion Forum
      • http://discussion.forum.nokia.com/forum/
    • Nokia 6131 NFC SDK 1.1
      • http://www.forum.nokia.com/info/sw.nokia.com/id/ef4e1bc9-d220-400c-a41d-b3d56349e984/Nokia_6131_NFC_SDK.html
  • Preguntas Rubén Abuín [email_address] Raúl de Benito [email_address]