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2 al 4 <strong>de</strong> marzo <strong>de</strong> 2011<br />
UTNFRBA, Buenos Aires, Argentina<br />
Tecnología inalámbrica Near Fi<strong>el</strong>d Communication y<br />
sus aplicaciones en sistemas embebidos<br />
Esp. Ing. María Fernanda Carignano<br />
Especialidad en <strong>Sistemas</strong> Embebidos<br />
Instituto Universitario Aeronáutico<br />
Av. Fuerza Aérea 6500 - (5010) Córdoba<br />
mfcarignano@gmail.com<br />
Dr. Pablo Ferreyra<br />
Posgrado <strong>Sistemas</strong> Embebidos IUA<br />
Universidad Nacional <strong>de</strong> Córdoba<br />
ferreyra@famaf.unc.edu.ar<br />
Abstract— El estándar internacional NFC <strong>de</strong>fine una nueva<br />
tecnología inalámbrica basada en radiofrecuencia que funciona<br />
en un radio <strong>de</strong> cobertura pequeño. El presente trabajo analiza la<br />
tecnología NFC y su aplicación real usando <strong>el</strong> lenguaje Java<br />
<strong>de</strong>s<strong>de</strong> <strong>el</strong> punto <strong>de</strong> vista <strong>de</strong> la Ingeniería <strong>de</strong> Software.<br />
NFC, RFID, sistemas embebidos, tecnología inalámbrica<br />
I. INTRODUCCIÓN<br />
La tecnología NFC se basa en RFID (Radio-frequency<br />
i<strong>de</strong>ntification), una tecnología inalámbrica que está en<br />
<strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong>s<strong>de</strong> hace casi cuatro décadas. NFC es una<br />
tecnología estandarizada que tiene como propósito ser usada<br />
para facilitar la interconexión <strong>de</strong> dispositivos y <strong>el</strong> intercambio<br />
<strong>de</strong> datos en un entorno acotado. En conjunto con la creación<br />
d<strong>el</strong> estándar NFC, en 2004 surge <strong>el</strong> NFC Forum que,<br />
basándose en dicho estándar, ha creado una serie <strong>de</strong> protocolos<br />
que normalizan la forma en que NFC <strong>de</strong>be usarse para<br />
garantizar la interoperabilidad <strong>de</strong> dispositivos <strong>de</strong> distintos<br />
fabricantes. Este trabajo presenta un panorama general <strong>de</strong><br />
diversos aspectos <strong>de</strong> la tecnología NFC. Se realiza una<br />
comparación entre NFC y otras tecnologías inalámbricas,<br />
<strong>de</strong>stacando las aplicaciones para las que NFC representa una<br />
ventaja. Como último aporte ofrece nociones acerca d<strong>el</strong><br />
<strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong> aplicaciones Java para dispositivos NFC a niv<strong>el</strong><br />
software, pero sin involucrarse con las cuestiones r<strong>el</strong>acionadas<br />
con la <strong>el</strong>ectrónica y <strong>el</strong> hardware.<br />
La sección Tecnología NFC <strong>de</strong>scribe los orígenes <strong>de</strong> NFC,<br />
sus características técnicas, los estándares que la especifican y<br />
establece una comparación con otras tecnologías r<strong>el</strong>acionadas.<br />
La sección NFC en <strong>el</strong> mercado <strong>de</strong> consumo masivo ofrece<br />
ejemplos <strong>de</strong> aplicaciones NFC, dispositivos NFC disponibles<br />
comercialmente y un resumen <strong>de</strong> pruebas piloto que se han<br />
<strong>de</strong>sarrollado hasta la actualidad.<br />
La sección Desarrollo <strong>de</strong> aplicaciones Java para<br />
dispositivos NFC <strong>de</strong>scribe una aplicación NFC real usando <strong>el</strong><br />
SDK (Software Dev<strong>el</strong>opment Kit) provisto por Nokia para su<br />
t<strong>el</strong>éfono Nokia 6131 NFC.<br />
II.<br />
TECNOLOGÍA NFC<br />
A. Orígenes<br />
La tecnología RFID comenzó a esbozarse durante la<br />
Segunda Guerra Mundial [1][2]. RFID permite <strong>el</strong> uso <strong>de</strong> un<br />
objeto (normalmente llamado tag RFID) que se adosa a un<br />
producto, animal o persona con <strong>el</strong> propósito <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificación y<br />
seguimiento usando ondas <strong>de</strong> radio. Un tag RFID consta <strong>de</strong> dos<br />
partes principales: a) un circuito integrado para almacenar y<br />
procesar información, modular y <strong>de</strong>modular la señal <strong>de</strong> RF y<br />
otras funciones especializadas; b) una antena para recibir y<br />
transmitir la señal. Los tags RFID se pue<strong>de</strong>n clasificar en tres<br />
gran<strong>de</strong>s grupos [3]: activos, pasivos y pasivos asistidos por<br />
batería.<br />
Una <strong>de</strong> las tecnologías que se <strong>de</strong>rivan <strong>de</strong> RFID es NFC,<br />
cuya característica principal es <strong>el</strong> hecho <strong>de</strong> combinar ambas<br />
funciones <strong>de</strong> tag y rea<strong>de</strong>r/writer RFID en un único dispositivo.<br />
Dado que NFC es una extensión <strong>de</strong> RFID, es compatible con<br />
toda la infraestructura RFID existente.<br />
B. Características técnicas<br />
NFC es una tecnología <strong>de</strong> comunicaciones inalámbrica <strong>de</strong><br />
corto alcance y alta frecuencia que permite <strong>el</strong> intercambio <strong>de</strong><br />
datos entre dos dispositivos cercanos. Estos dispositivos<br />
reciben <strong>el</strong> nombre <strong>de</strong> Iniciator (<strong>el</strong> que origina la transmisión) y<br />
Target (<strong>el</strong> receptor). NFC funciona en la banda frecuencia no<br />
licenciada <strong>de</strong> 13,56 MHz en una distancia <strong>de</strong> hasta 20 cm.<br />
NFC está basada en <strong>el</strong> principio <strong>de</strong> inducción<br />
<strong>el</strong>ectromagnética por <strong>el</strong> cual dos circuitos inductivos cercanos<br />
comparten energía con lo cual pue<strong>de</strong>n transmitir datos a<br />
distancias <strong>de</strong> pocos centímetros.<br />
En forma similar a RFID, NFC <strong>de</strong>fine dos modos <strong>de</strong><br />
operación: activo y pasivo.<br />
Dado que NFC es una tecnología <strong>de</strong>rivada <strong>de</strong> RFID la cual<br />
se ha estado usando en múltiples aplicaciones en entornos<br />
reales, NFC soporta tasas variables <strong>de</strong> transferencia para<br />
asegurar la interoperabilidad con la infraestructura preexistente.<br />
Actualmente ofrece tasas <strong>de</strong> transferencia <strong>de</strong> datos <strong>de</strong> 106, 212<br />
y 424 Kbps, pero se esperan valores más altos en <strong>el</strong> futuro.<br />
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C. Seguridad<br />
NFC provee <strong>de</strong> una seguridad intrínseca dada por <strong>el</strong><br />
limitado radio <strong>de</strong> comunicación <strong>de</strong> unos pocos centímetros.<br />
Pero si bien esto dificulta la tarea <strong>de</strong> "robar" información <strong>de</strong><br />
ningún modo garantiza que una comunicación NFC no pueda<br />
ser vulnerada [4]. Algunas <strong>de</strong> las amenazas a la seguridad <strong>de</strong><br />
las comunicaciones NFC son: escuchas secretas<br />
(eavesdropping), corrupción <strong>de</strong> datos, modificación <strong>de</strong><br />
datos, inserción <strong>de</strong> datos, ataque d<strong>el</strong> "Hombre en <strong>el</strong> medio"<br />
(Man-in-the-middle).<br />
D. Estandarización<br />
La tecnología NFC ha sido estandarizada por ISO/IEC<br />
(International Organization for Standardization/ International<br />
Electrotechnical Comision), ETSI (European<br />
T<strong>el</strong>ecommunications Standards Institute) y ECMA (European<br />
Computer Manufacturers Association) [5]. Los estándares<br />
[6][7][8] especifican los esquemas <strong>de</strong> modulación,<br />
codificación, v<strong>el</strong>ocidad <strong>de</strong> transferencia y formato <strong>de</strong> la trama<br />
<strong>de</strong> la interfaz <strong>de</strong> RF para dispositivos NFC, así como también<br />
los esquemas <strong>de</strong> inicialización y condiciones requeridas para<br />
control <strong>de</strong> colisiones durante la inicialización. También <strong>de</strong>finen<br />
<strong>el</strong> protocolo <strong>de</strong> transporte, incluyendo métodos <strong>de</strong> activación<br />
d<strong>el</strong> protocolo e intercambio <strong>de</strong> datos.<br />
A<strong>de</strong>más un conjunto <strong>de</strong> empresas internacionales lí<strong>de</strong>res en<br />
sus rubros consituyó en 2004 <strong>el</strong> NFC Forum [9], una<br />
organización sin fines <strong>de</strong> lucro cuya misión es fomentar <strong>el</strong> uso<br />
<strong>de</strong> la tecnología NFC <strong>de</strong>sarrollando especificaciones<br />
[10][11][12][13], asegurando la interoperabilidad entre<br />
dispositivos y servicios [14][15] y educando al mercado acerca<br />
<strong>de</strong> esta tecnología.<br />
NFC RFID WiFi Bluetooth ZigBee IrDA<br />
Alcance < 20 cm < 3 m < 100 m < 30 m < 500 m < 5 m<br />
Seguridad Dada por la<br />
cercanía<br />
entre<br />
Dada por la<br />
cercanía<br />
entre<br />
dispositivos dispositivos<br />
Consumo <strong>de</strong><br />
energía<br />
Objetivo<br />
Ejemplo <strong>de</strong><br />
aplicación<br />
Mínimo o<br />
inexistente<br />
Simplificar<br />
la<br />
interacción<br />
entre<br />
dispositivos<br />
<strong>el</strong>ectrónicos<br />
Intercambio<br />
<strong>de</strong> tarjetas<br />
personales<br />
<strong>el</strong>ectrónicas<br />
acercando<br />
dos t<strong>el</strong>éfonos<br />
c<strong>el</strong>ulares<br />
Mínimo o<br />
inexistente<br />
Realizar<br />
seguimiento<br />
<strong>de</strong> objetos y<br />
control <strong>de</strong><br />
acceso<br />
Control <strong>de</strong><br />
inventario en<br />
supermercad<br />
os.<br />
Determinada<br />
por los<br />
mecanismos<br />
<strong>de</strong><br />
encriptación<br />
que se usen<br />
Determinada<br />
por los<br />
mecanismos<br />
<strong>de</strong><br />
encriptación<br />
que se usen<br />
Alto para Alto para<br />
dispositivos dispositivos<br />
alimentados alimentados<br />
con baterías con baterías<br />
Reemplazar<br />
cables en<br />
re<strong>de</strong>s<br />
extensas,<br />
fundamental<br />
mente <strong>de</strong><br />
tipo LANs<br />
Conexión<br />
entre<br />
dispositivos<br />
<strong>de</strong> una<br />
oficina (PCs,<br />
notebooks,<br />
impresoras,<br />
etc.) <strong>de</strong>ntro<br />
<strong>de</strong> un mismo<br />
edificio o<br />
entre<br />
edificios<br />
cercanos<br />
Reemplazar<br />
cables para<br />
conectar<br />
dispositivos<br />
<strong>el</strong>ectrónicos<br />
cercanos<br />
Conexión <strong>de</strong><br />
periféricos<br />
(teclado,<br />
mouse, etc.)<br />
a una<br />
notebook en<br />
la misma<br />
habitación<br />
Determinada<br />
por los<br />
mecanismos<br />
<strong>de</strong><br />
encriptación<br />
que se usen<br />
Muy bajo<br />
Control y<br />
monitoreo<br />
inalámbrico<br />
Manejo <strong>de</strong><br />
sistema <strong>de</strong><br />
riego y<br />
fertilización<br />
en<br />
sembrados<br />
usando<br />
sensores que<br />
<strong>de</strong> acuerdo a<br />
los valores<br />
<strong>de</strong> ciertas<br />
variables<br />
accionan los<br />
mecanismos<br />
correspondie<br />
ntes<br />
Dada por <strong>el</strong><br />
requerimient<br />
o <strong>de</strong> ambos<br />
dispositivos<br />
estén en la<br />
línea <strong>de</strong><br />
vista.<br />
Bajo<br />
Reemplazar<br />
cables para<br />
conectar<br />
dispositivos<br />
<strong>el</strong>ectrónicos<br />
cercanos<br />
Transferenci<br />
a <strong>de</strong> archivos<br />
entre un<br />
t<strong>el</strong>éfono<br />
c<strong>el</strong>ular y una<br />
notebook<br />
E. Tecnologías r<strong>el</strong>acionadas<br />
La posibilidad <strong>de</strong> comunicación inalámbrica basada en<br />
ondas <strong>de</strong> RF dio lugar al <strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong> numerosas tecnologías<br />
basadas en <strong>el</strong> mismo principio físico. En la Tabla 1 se <strong>de</strong>tallan<br />
y comparan las tecnologías inalámbricas <strong>de</strong> comunicaciones<br />
que complementan o tienen un ámbito <strong>de</strong> aplicación<br />
equivalente a NFC [10]. La Fig. 1 muestra esta comparación<br />
entre tecnologías en forma gráfica dando una vista simplificada<br />
<strong>de</strong> las diferencias entre <strong>el</strong>las en cuanto a alcance y v<strong>el</strong>ocidad <strong>de</strong><br />
transmisión.<br />
TABLA I.<br />
COMPARACIÓN ENTRE TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS<br />
NFC RFID WiFi Bluetooth ZigBee IrDA<br />
Estándar ISO/IEC ISO/IEC IEEE 802.11 IEEE IEEE IrDA<br />
18092 14443<br />
802.15.1 802.15.4<br />
para <strong>el</strong> mercado masivo y cumple con estándares acordados<br />
Tasa <strong>de</strong> 106-424 106-424 11-200 Mbps 1-480 Mbps 20-250 kbps 1 Kbps – 100 internacionalmente.<br />
transferencia Kbps Kbps<br />
Mbps<br />
Frecuencia 13,56 MHz 13,56 MHz 2.4, 5.25, 2.4 GHz 868/915<br />
El principal atractivo <strong>de</strong> la tecnología NFC es <strong>el</strong> permitir<br />
<strong>de</strong><br />
5.6, 5.8 GHz<br />
MHz<br />
variadas formas <strong>de</strong> comunicación y transacciones <strong>de</strong> un modo<br />
funcionamie<br />
2.4 GHz<br />
nto<br />
muy cómodo y amigable para <strong>el</strong> usuario.<br />
Cantidad<br />
máxima <strong>de</strong><br />
dispositivos<br />
que pue<strong>de</strong>n<br />
interactuar<br />
Tiempo <strong>de</strong><br />
inicializació<br />
n<br />
2 2 In<strong>de</strong>finida 8 In<strong>de</strong>finida 2<br />
< 0,1 ms < 0,1 ms < 0,1 ms 6 s < 0,1 ms 0,5 ms<br />
Figura 1. Alcance y v<strong>el</strong>ocidad <strong>de</strong> transmisión <strong>de</strong> las tecnologías inalámbricas<br />
III.<br />
NFC EN EL MERCADO DE CONSUMO MASIVO<br />
La evolución <strong>de</strong> la tecnología RFID en <strong>el</strong> área <strong>de</strong> NFC ha<br />
dado origen a un <strong>completo</strong> conjunto <strong>de</strong> aplicaciones reales que<br />
son no sólo técnicamente factibles sino comercialmente<br />
viables. NFC ofrece una r<strong>el</strong>ación costo-beneficio apropiada<br />
En r<strong>el</strong>ación a esta simplicidad <strong>de</strong> uso, se pue<strong>de</strong> establecer<br />
una analogía con otros dispositivos <strong>de</strong> uso cotidiano como un<br />
simple interruptor para iluminar una habitación o un picaporte<br />
para abrir una puerta. Su uso es casi intuitivo para la mayoría<br />
<strong>de</strong> la gente y no es necesario conocer los principios físicos que<br />
permiten que funcionen, ni leer un extenso manual <strong>de</strong> uso. Lo<br />
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mismo ocurre con NFC, la i<strong>de</strong>a es que con una acción simple<br />
como "tocar" o acercar un dispositivo NFC a otro, se inicie <strong>el</strong><br />
servicio <strong>de</strong>seado, permitiendo que <strong>el</strong> uso <strong>de</strong> cualquier<br />
"servicio" <strong>el</strong>ectrónico y otras interacciones sean accesibles a<br />
más gente sin importar su edad o capacida<strong>de</strong>s [16].<br />
A. Ejemplos <strong>de</strong> aplicaciones NFC<br />
Existen numerosas aplicaciones <strong>de</strong> NFC que aquí se van a<br />
agrupar en las tres categorías propuestas por Innovision<br />
Research & Technology plc [14]:<br />
• Service initiation: este tipo <strong>de</strong> aplicaciones consisten<br />
en que <strong>el</strong> usuario toque con su dispositivo NFC (por<br />
ejemplo un t<strong>el</strong>éfono) un tag NFC dispuesto a tal efecto<br />
en lugares <strong>de</strong>finidos. De esta forma <strong>el</strong> tag NFC<br />
transfiere al dispositivo NFC una pequeña cantidad <strong>de</strong><br />
datos (texto, URL, número t<strong>el</strong>efónico o cualquier otro<br />
dato breve) que le permitirán al usuario realizar alguna<br />
acción. Algunos ejemplos <strong>de</strong> este tipo <strong>de</strong> aplicaciones:<br />
o<br />
o<br />
o<br />
o<br />
o<br />
Cart<strong>el</strong>es int<strong>el</strong>igentes (smart posters) en la vía<br />
pública promocionando un producto,<br />
servicio, evento, etc. que proporcionan una<br />
URL al usuario don<strong>de</strong> pue<strong>de</strong> obtener más<br />
información acerca d<strong>el</strong> producto o servicio<br />
publicitado, o bien reservar las entradas para<br />
<strong>el</strong> evento.<br />
Información adicional sobre productos en un<br />
comercio cuando <strong>el</strong> usuario toca dicho<br />
producto con su dispositivo NFC.<br />
Control <strong>de</strong> temperatura o iluminación <strong>de</strong> una<br />
habitación sin tener que moverse d<strong>el</strong> lugar<br />
don<strong>de</strong> la persona está sentada (con tags<br />
ubicados en muebles que la persona pue<strong>de</strong><br />
tocar con su dispositivo NFC).<br />
Registro <strong>de</strong> visitas efectuadas por personal<br />
<strong>de</strong> guardia <strong>de</strong> un edificio a medida que hace<br />
<strong>el</strong> recorrido <strong>de</strong> rutina por todas las zonas<br />
<strong>de</strong>finidas en <strong>el</strong> lugar.<br />
Etiquetas adhesivas con tags NFC <strong>de</strong><br />
comercialización masiva en las que <strong>el</strong><br />
usuario pue<strong>de</strong> especificar un dato que será<br />
usado por un dispositivo NFC para realizar<br />
una acción. Por ejemplo, se pue<strong>de</strong>n adherir<br />
etiquetas con números t<strong>el</strong>efónicos a fotos <strong>de</strong><br />
familiares para que una persona con<br />
capacida<strong>de</strong>s visuales o <strong>de</strong> movimiento<br />
reducidas pueda llamar a un familiar con<br />
sólo acercar su t<strong>el</strong>éfono NFC a la foto<br />
correspondiente 1 . Otro uso <strong>de</strong> estas etiquetas<br />
permitiría que cuando un niño llega a su<br />
hogar <strong>de</strong>s<strong>de</strong> la escu<strong>el</strong>a, toque con su t<strong>el</strong>éfono<br />
c<strong>el</strong>ular NFC un tag NFC ubicado en la puerta<br />
<strong>de</strong> la casa y se envíe un SMS a sus padres.<br />
1<br />
Correspon<strong>de</strong> al caso <strong>de</strong> uso <strong>de</strong>scrito en la aplicación <strong>de</strong> prueba <strong>de</strong><br />
concepto.<br />
• Peer-to-peer: este tipo <strong>de</strong> aplicaciones usan NFC<br />
como mecanismo para establecer la comunicación<br />
entre dos dispositivos que necesitan intercambiar<br />
datos. Luego <strong>el</strong> intercambio <strong>de</strong> datos real pue<strong>de</strong><br />
realizarse usando NFC u otra tecnología inalámbrica<br />
que resulte apropiada <strong>de</strong> acuerdo con <strong>el</strong> volumen <strong>de</strong><br />
datos transmitidos. Algunos ejemplos <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> este<br />
grupo <strong>de</strong> aplicaciones:<br />
o<br />
o<br />
o<br />
Transmisión <strong>de</strong> fotos <strong>de</strong>s<strong>de</strong> una cámara<br />
digital a una impresora: mediante NFC se<br />
establece una conexión Bluetooth que es la<br />
que se usa para transmitir las fotos.<br />
Intercambio <strong>de</strong> tarjetas personales a través <strong>de</strong><br />
una conexión Bluetooth establecida por<br />
NFC.<br />
Configuración automática <strong>de</strong> una conexión<br />
Wi-Fi en lugares públicos: <strong>el</strong> usuario toca<br />
con su t<strong>el</strong>éfono móvil un tag ubicado en la<br />
mesa que le transmite la configuración <strong>de</strong> la<br />
red y luego toca su computadora portátil con<br />
<strong>el</strong> t<strong>el</strong>éfono para configurar la red e iniciar la<br />
conexión.<br />
• Payment & ticketing: este tipo <strong>de</strong> aplicaciones es <strong>el</strong><br />
que principalmente dio origen a los estándares NFC.<br />
Dado que <strong>de</strong>s<strong>de</strong> hace tiempo se usan contactless cards<br />
para ciertas transacciones comerciales y compra <strong>de</strong><br />
pasajes en medios <strong>de</strong> transporte, la nueva tecnología<br />
NFC tuvo que ser <strong>de</strong>finida para mantener<br />
compatibilidad con las aplicaciones existentes.<br />
Algunos ejemplos <strong>de</strong> aplicaciones:<br />
o Pagos en expen<strong>de</strong>doras automáticas y<br />
parquímetros.<br />
o<br />
o<br />
Consulta <strong>de</strong> saldo en tarjetas para transporte<br />
sin necesidad <strong>de</strong> concurrir a un lugar<br />
específico para obtener este dato.<br />
“Billetera <strong>el</strong>ectrónica”: la ten<strong>de</strong>ncia final es<br />
evitar la necesidad <strong>de</strong> usar tarjetas plásticas<br />
para cada uno <strong>de</strong> los sistemas <strong>de</strong> fid<strong>el</strong>ización<br />
<strong>de</strong> clientes con puntos, acceso a cobertura <strong>de</strong><br />
salud, tarjetas <strong>de</strong> débito y crédito, etc. y<br />
po<strong>de</strong>r realizar todas la transacciones<br />
comerciales usando <strong>el</strong> t<strong>el</strong>éfono móvil. De<br />
esta forma hasta los pagos mínimos<br />
quedarían registrados en un resumen <strong>de</strong><br />
cuenta facilitando <strong>el</strong> control <strong>de</strong> gastos. Un<br />
estudio <strong>de</strong>sarrollado por Visa Internacional<br />
<strong>de</strong>terminó que <strong>el</strong> 89% <strong>de</strong> las personas que<br />
han usado t<strong>el</strong>éfonos móviles para realizar<br />
transacciones comerciales, prefieren este<br />
método sobre otras alternativas <strong>de</strong> pago.<br />
B. Desarrollo <strong>de</strong> un caso <strong>de</strong> uso <strong>de</strong> NFC: Un día en la vida<br />
<strong>de</strong> un usuario <strong>de</strong> NFC<br />
Alicia, usuaria <strong>de</strong> un t<strong>el</strong>éfono NFC, tiene una entrevista y<br />
se traslada <strong>de</strong>s<strong>de</strong> su casa hasta <strong>el</strong> lugar en su auto que <strong>de</strong>ja en<br />
una playa <strong>de</strong> estacionamiento. Al ingresar a la playa acerca su<br />
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t<strong>el</strong>éfono al lector NFC y registra <strong>el</strong> horario <strong>de</strong> ingreso. Luego<br />
mientras camina hasta <strong>el</strong> lugar <strong>de</strong> la reunión ve una publicidad<br />
en la calle sobre calzado <strong>de</strong> la nueva temporada. El cart<strong>el</strong><br />
incluye <strong>el</strong> logo <strong>de</strong> NFC, entonces Alicia se acerca al cart<strong>el</strong> y<br />
con su t<strong>el</strong>éfono obtiene un cupón <strong>de</strong> <strong>de</strong>scuento para compra d<strong>el</strong><br />
calzado publicitado. Cuando termina la entrevista, va a retirar<br />
su coche d<strong>el</strong> estacionamiento, acerca su t<strong>el</strong>éfono al lector<br />
nuevamente y, previa confirmación en <strong>el</strong> t<strong>el</strong>éfono, se <strong>de</strong>bita <strong>de</strong><br />
su cuenta bancaria <strong>el</strong> monto d<strong>el</strong> estacionamiento.<br />
Antes <strong>de</strong> regresar a su hogar, Alicia <strong>de</strong>ci<strong>de</strong> aprovechar su<br />
<strong>de</strong>scuento en calzados y viaja en su auto a la zona comercial<br />
don<strong>de</strong> lo <strong>de</strong>ja estacionado en un parquímetro. En este caso,<br />
también acerca su t<strong>el</strong>éfono al parquímetro, <strong>el</strong> cual registra los<br />
datos <strong>de</strong> Alicia y la hora <strong>de</strong> inicio d<strong>el</strong> estacionamiento.<br />
Alicia llega a la zapatería. Allí la merca<strong>de</strong>ría está dispuesta<br />
en la vidriera <strong>de</strong> modo que cualquier cliente con su t<strong>el</strong>éfono<br />
NFC pueda leer la información contenida en las etiquetas NFC<br />
adheridas al calzado exhibido. Entonces Alicia, sin necesidad<br />
<strong>de</strong> ingresar al local y esperar a un ven<strong>de</strong>dor, averigua los<br />
colores, precio y numeración disponible <strong>de</strong> los mod<strong>el</strong>os que le<br />
interesan, acercando su t<strong>el</strong>éfono a la vidriera. En base a esta<br />
información <strong>de</strong>ci<strong>de</strong> cuál es <strong>el</strong> mod<strong>el</strong>o a adquirir, ingresa al<br />
local, se lo solicita al ven<strong>de</strong>dor para medirlo y finalmente<br />
concreta la compra. Paga usando una tarjeta <strong>de</strong> crédito <strong>de</strong> su<br />
"billetera <strong>el</strong>ectrónica": acerca <strong>el</strong> t<strong>el</strong>éfono NFC al lector en la<br />
caja, <strong>el</strong>ige la tarjeta <strong>de</strong> crédito y presenta <strong>el</strong> cupón <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>scuento, concluyendo la compra. Luego regresa a buscar su<br />
auto, acerca su t<strong>el</strong>éfono al parquímetro y se <strong>de</strong>bita <strong>de</strong> su cuenta<br />
bancaria <strong>el</strong> monto correspondiente al estacionamiento.<br />
Por su parte, en <strong>el</strong> circuito <strong>de</strong> fabricación <strong>de</strong> calzados, cada<br />
unidad <strong>de</strong> producto, incluye en la su<strong>el</strong>a una etiqueta NFC que<br />
permite i<strong>de</strong>ntificar a cada componente d<strong>el</strong> par <strong>de</strong> zapatos<br />
unívocamente. Luego los zapatos se ponen en su<br />
correspondiente caja equipada con un lector NFC mediante <strong>el</strong><br />
cual, si los zapatos colocados <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> la caja no son los<br />
correctos, se genera una señal audible y luminosa ayudando en<br />
<strong>el</strong> guardado <strong>de</strong> la merca<strong>de</strong>ría en su correspondiente caja.<br />
Las cajas así etiquetadas también facilitan la realización <strong>de</strong><br />
controles <strong>de</strong> inventario periódicos en <strong>el</strong> local comercial<br />
mediante <strong>el</strong> uso <strong>de</strong> un t<strong>el</strong>éfono NFC que registra la merca<strong>de</strong>ría<br />
existente en <strong>el</strong> <strong>de</strong>pósito y luego la compara con la merca<strong>de</strong>ría<br />
efectivamente consignada en <strong>el</strong> sistema informático.<br />
Si bien toda la tecnología necesaria para implementar este<br />
caso <strong>de</strong> uso está disponible, en un país como Argentina hay<br />
cuestiones <strong>de</strong> carácter socio-económico a resolver antes <strong>de</strong><br />
po<strong>de</strong>r implementarlo:<br />
• Los dispositivos NFC aún no son <strong>de</strong> consumo masivo.<br />
• El acceso a Internet en c<strong>el</strong>ulares es lento y tiene un<br />
precio r<strong>el</strong>ativamente <strong>el</strong>evado para la población en<br />
general.<br />
• Mucha gente cuando sale <strong>de</strong> compras no lo hace como<br />
una tarea más que tiene que ser rápida y eficiente, sino<br />
como un modo <strong>de</strong> estar en contacto con otra gente y<br />
dialogar con los ven<strong>de</strong>dores.<br />
• En las gran<strong>de</strong>s urbes es necesario volver a concientizar<br />
a la ciudadanía acerca <strong>de</strong> la responsabilidad en <strong>el</strong><br />
cuidado <strong>de</strong> los bienes públicos.<br />
C. Dispositivos NFC<br />
En la actualidad los principales fabricantes <strong>de</strong> c<strong>el</strong>ulares han<br />
<strong>de</strong>sarrollado mod<strong>el</strong>os con soporte para NFC [17] que están<br />
disponibles principalmente en Europa y América d<strong>el</strong> Norte.<br />
D. Pruebas piloto<br />
Des<strong>de</strong> hace unos años se <strong>de</strong>sarrollan pruebas piloto en<br />
diversos lugares d<strong>el</strong> mundo con <strong>el</strong> fin <strong>de</strong> obtener información<br />
para <strong>de</strong>sarrollar servicios basados en NFC acor<strong>de</strong>s a las<br />
expectativas <strong>de</strong> la gente [18]. La mayor parte <strong>de</strong> las pruebas<br />
están r<strong>el</strong>acionadas con aplicaciones <strong>de</strong> pago en comercios<br />
minoristas o compras en expen<strong>de</strong>doras automáticas. Otro gran<br />
porcentaje <strong>de</strong> pruebas es acerca d<strong>el</strong> uso <strong>de</strong> smart posters para<br />
ofrecer información a los usuarios, publicidad o promociones y<br />
<strong>de</strong>scuentos para usar en sus compras en comercios. También se<br />
realizaron numerosas pruebas <strong>de</strong> aplicaciones para compra <strong>de</strong><br />
pasajes en los medios <strong>de</strong> transporte público (ómnibus,<br />
subterráneos, trenes) y en menor medida aplicaciones para<br />
compra <strong>de</strong> entradas a espectáculos, estacionamiento y otras.<br />
IV.<br />
DESARROLLO DE APLICACIONES JAVA PARA<br />
DISPOSITIVOS NFC<br />
A. Descripción <strong>de</strong> la API para <strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong> aplicaciones<br />
NFC (JSR-257)<br />
Los dispositivos móviles con hardware NFC, para permitir<br />
<strong>el</strong> <strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong> aplicaciones Java que hagan uso <strong>de</strong> dicho<br />
hardware <strong>de</strong>ben implementar la JSR-257 [19] cuya estructura<br />
<strong>de</strong> clases, paquetes e interfaces se <strong>de</strong>talla en la Fig. 2 y permite<br />
a las aplicaciones acce<strong>de</strong>r a información en contactless targets<br />
tales como smart cards, tags NFC y tags visuales (códigos <strong>de</strong><br />
barras) [20].<br />
Un dispositivo con soporte para JSR-257 <strong>de</strong>be incluir todas<br />
las clases e interfaces <strong>de</strong>finidas en esta especificación pero no<br />
es requerida la implementación <strong>de</strong> la funcionalidad <strong>de</strong> todos los<br />
targets, aunque si se implementa un target, es requerido que<br />
exista <strong>el</strong> dispositivo físico correspondiente.<br />
La JSR-257 es una especificación <strong>de</strong> referencia, luego cada<br />
fabricante pue<strong>de</strong> implementar los componentes que <strong>de</strong>see y/o<br />
exten<strong>de</strong>rla con soporte para contactless targets adicionales [21].<br />
B. Aplicación <strong>de</strong> prueba <strong>de</strong> concepto usando Nokia 6131<br />
NFC<br />
En esta sección se <strong>de</strong>scribe una aplicación <strong>de</strong> prueba <strong>de</strong><br />
concepto <strong>de</strong>sarrollada para <strong>el</strong> t<strong>el</strong>éfono Nokia 6131 NFC, uno<br />
<strong>de</strong> los dispositivos disponibles comercialmente [22] que provee<br />
soporte para NFC mediante la implementación <strong>de</strong> la<br />
especificación JSR-257.<br />
1) Entorno <strong>de</strong> <strong>de</strong>sarrollo<br />
Nokia provee a los <strong>de</strong>sarrolladores un conjunto <strong>de</strong><br />
herramientas <strong>de</strong>nominado Nokia 6131 NFC SDK 1.1 que<br />
incluye un emulador d<strong>el</strong> t<strong>el</strong>éfono y <strong>de</strong> las tarjetas y tags NFC.<br />
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2 al 4 <strong>de</strong> marzo <strong>de</strong> 2011<br />
UTNFRBA, Buenos Aires, Argentina<br />
El t<strong>el</strong>éfono Nokia 6131 NFC implementa un subconjunto<br />
<strong>de</strong> la JSR-257, la Tabla 2 <strong>de</strong>talla <strong>el</strong> soporte para contactless<br />
targets ofrecido por este dispositivo indicando, cuando estén<br />
disponibles, los componentes Java que permiten la interacción<br />
con estos targets.<br />
La Fig. 3 muestra una vista estática <strong>de</strong> la aplicación<br />
distinguiendo con dos colores las clases propias <strong>de</strong> la<br />
aplicación (gris) y las clases que forman parte <strong>de</strong> la API<br />
provista por <strong>el</strong> t<strong>el</strong>éfono (blanco).<br />
Figura 3. Diagrama <strong>de</strong> clases<br />
Figura 2. Componentes <strong>de</strong> la JSR-257<br />
2) Caso <strong>de</strong> uso<br />
Permitir al usuario doméstico, usando su t<strong>el</strong>éfono c<strong>el</strong>ular<br />
NFC, la creación <strong>de</strong> tags NFC 2 adhesivos con información útil<br />
para adjuntar a objetos <strong>de</strong> uso cotidiano. Estos tags podrán ser<br />
leídos luego usando también t<strong>el</strong>éfonos como <strong>el</strong> Nokia 6131<br />
NFC que proveen soporte nativo para le lectura <strong>de</strong> algunos<br />
tipos <strong>de</strong> datos almacenados en tags NFC (tarjetas personales<br />
(business cards), números t<strong>el</strong>efónicos, direcciones web).<br />
TABLA II.<br />
TAGS IMPLEMENTADOS EN NOKIA 6131 NFC<br />
Tipo <strong>de</strong> Denominación Componente Java r<strong>el</strong>acionado<br />
tag<br />
Visual (No implementado) javax.microedition.contactless.visual<br />
(incluye solamente clases stub para<br />
cumplir con la JSR-257)<br />
NFC<br />
Forum<br />
Otros<br />
Tipo 1 (Innovision Topaz)<br />
Tipo 2 (Mifare Ultralight)<br />
Tipo 3 (Sony F<strong>el</strong>iCa)<br />
Tipo 4 (Mifare DESFire)<br />
Innovision Jew<strong>el</strong><br />
Mifare Standard 1K<br />
Mifare Standard 4K<br />
-<br />
com.nokia.nfc.nxp.mfstd.*<br />
com.sony.f<strong>el</strong>ica.Type3TagConnection<br />
com.nokia.nfc.nxp.<strong>de</strong>sfire.*<br />
com.innovision.rf.Jew<strong>el</strong>TagConnection<br />
com.nokia.nfc.nxp.mfstd.*<br />
com.nokia.nfc.nxp.mfstd.*<br />
3) Arquitectura <strong>de</strong> la aplicación<br />
La aplicación <strong>de</strong> prueba <strong>de</strong> concepto permite crear tags y<br />
leer su contenido. Está basada en los principios <strong>de</strong> orientación a<br />
objetos [23] y en su arquitectura se aplican tres patrones <strong>de</strong><br />
diseño principales: MVC (Mod<strong>el</strong> View Controller), Singleton<br />
y Observer/Listener.<br />
2<br />
Una etiqueta <strong>de</strong> bajo costo para este uso es la Mifare Ultralight [23]<br />
($6 a $10 por unidad, <strong>de</strong> acuerdo a la cantidad).<br />
La Fig. 4 es una vista dinámica <strong>de</strong> la aplicación que<br />
<strong>de</strong>scribe la interacción entre las instancias <strong>de</strong> las clases<br />
(objetos) durante la ejecución <strong>de</strong> la aplicación.<br />
4) Implementación<br />
El uso <strong>de</strong> la JSR-257 se pue<strong>de</strong> resumir en los dos pasos<br />
<strong>de</strong>tallados a continuación que luego tendrán mayor o menor<br />
complejidad <strong>de</strong>pendiendo <strong>de</strong> la necesidad <strong>de</strong> la aplicación. Los<br />
pasos se ilustran con fragmentos <strong>de</strong> código tomados <strong>de</strong> la<br />
aplicación <strong>de</strong> prueba <strong>de</strong> concepto.<br />
1. Registrar un contactless target para que en <strong>el</strong> momento<br />
en que <strong>el</strong> t<strong>el</strong>éfono <strong>de</strong>tecte la presencia <strong>de</strong> un tag<br />
(NDEF en este caso), notifique a la aplicación a través<br />
d<strong>el</strong> método targetDetected():<br />
DiscoveryManager.getInstance().addTargetListener(this,<br />
TargetType.NDEF_TAG);<br />
2. Implementar <strong>el</strong> listener correspondiente al tipo <strong>de</strong><br />
eventos que se quieren recibir (TargetListener en este<br />
caso). La implementación consiste en abrir una<br />
conexión con <strong>el</strong> target y realizar las operaciones <strong>de</strong><br />
lectura/escritura necesarias.<br />
public void targetDetected(TargetProperties[] tp) {<br />
...<br />
_n<strong>de</strong>fTagConnection = (NDEFTagConnection) Connector<br />
.open(tp[0].getUrl(connections[i]));<br />
NDEFRecord[] records = new NDEFRecord[1];<br />
NDEFRecord phoneNumber = new NDEFRecord(new<br />
NDEFRecordType( NDEFRecordType.URI, "t<strong>el</strong>:"+<br />
DataController.getInstance().getPhoneNumber()), null,<br />
null);<br />
records[0] = phoneNumber;<br />
NDEFMessage message = new NDEFMessage(records);<br />
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}<br />
_n<strong>de</strong>fTagConnection.writeNDEF(message);<br />
_n<strong>de</strong>fTagConnection.close();<br />
...<br />
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2 al 4 <strong>de</strong> marzo <strong>de</strong> 2011<br />
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En países en vías <strong>de</strong> <strong>de</strong>sarrollo como la Argentina, las<br />
posibilida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> esta tecnología en <strong>el</strong> corto plazo son un tanto<br />
más acotadas ya que salvo en las principales ciuda<strong>de</strong>s, no está<br />
generalizado <strong>el</strong> uso <strong>de</strong> tarjetas con RFID para pago <strong>de</strong><br />
servicios, y menos aún, <strong>de</strong> productos. Por otro lado, las<br />
empresas <strong>de</strong> t<strong>el</strong>efonía locales aún no comercializan productos<br />
con NFC. Pero dado <strong>el</strong> <strong>el</strong>evado número <strong>de</strong> c<strong>el</strong>ulares <strong>de</strong> gama<br />
media que existen en la población, se pue<strong>de</strong> esperar que en <strong>el</strong><br />
momento en que la tecnología surja en <strong>el</strong> país, rápidamente<br />
encuentre a<strong>de</strong>ptos como en <strong>el</strong> resto d<strong>el</strong> mundo. Por lo tanto es<br />
un buen nicho <strong>de</strong> negocio explorar soluciones en este sentido y<br />
estar preparados para <strong>el</strong> momento en que la tecnología<br />
comience su incursión en <strong>el</strong> país.<br />
Figura 4. Diagrama <strong>de</strong> secuencia<br />
V. CONCLUSIONES<br />
NFC es una forma <strong>de</strong> darle valor agregado a una tecnología<br />
que existe <strong>de</strong>s<strong>de</strong> hace más <strong>de</strong> tres décadas y que ya se ha<br />
impuesto en <strong>el</strong> mercado: RFID. La ventaja principal <strong>de</strong> NFC es<br />
no ser "una tecnología más" sino generar todo un nuevo<br />
mod<strong>el</strong>o <strong>de</strong> negocio basado en infraestructura existente y<br />
ampliamente difundida (lectores <strong>de</strong> tarjetas en transportes,<br />
t<strong>el</strong>efonía pública, etc.) y haciendo uso d<strong>el</strong> dispositivo con más<br />
mercado masivo en la última década, <strong>el</strong> t<strong>el</strong>éfono c<strong>el</strong>ular (si bien<br />
cualquier otro dispositivo <strong>el</strong>ectrónico pue<strong>de</strong> incorporar NFC)<br />
[10]. También se la pue<strong>de</strong> ver como una tecnología que trae<br />
nuevos usos para artefactos que <strong>de</strong>s<strong>de</strong> hace tiempo no tienen<br />
innovación por ejemplo, cart<strong>el</strong>es, mobiliario, etc. [14].<br />
Goza <strong>de</strong> cierta difusión en los países más avanzados <strong>de</strong><br />
Europa, Asia y América d<strong>el</strong> Norte y todas las pruebas que se<br />
han realizado en los últimos tres años <strong>de</strong>muestran <strong>el</strong> interés <strong>de</strong><br />
la gente por la tecnología si bien ponen ciertos reparos en las<br />
cuestiones <strong>de</strong> seguridad, fundamentalmente cuando se trata <strong>de</strong><br />
aplicaciones <strong>de</strong> pago o consulta <strong>de</strong> cuentas bancarias.<br />
A pesar <strong>de</strong> ser una tecnología nueva, ha llegado a un grado<br />
<strong>de</strong> estandarización que la hace aplicable sin mayores cambios.<br />
Por lo tanto basados en los resultados <strong>de</strong> las experiencias piloto<br />
[18], <strong>el</strong> punto que tal vez requiera análisis y trabajo adicional<br />
es <strong>el</strong> r<strong>el</strong>acionado a la seguridad en las transacciones. Este es <strong>el</strong><br />
aspecto más sensible para <strong>el</strong> usuario final y <strong>de</strong> él prácticamente<br />
<strong>de</strong>pen<strong>de</strong> la adopción masiva en cuestiones r<strong>el</strong>acionadas a pagos<br />
[25]. Pero será solamente cuestión <strong>de</strong> tiempo y<br />
"evang<strong>el</strong>ización", algo similar a lo ocurrido en su momento con<br />
las tarjetas <strong>de</strong> crédito y débito, y luego la banca <strong>el</strong>ectrónica<br />
online.<br />
REFERENCIAS<br />
[1] http://en.wikipedia.org/wiki/RFID<br />
[2] United States Patent 3.713.148 - Cardullo, et al. (23-Enero-1973)<br />
[3] http://www.t<strong>el</strong>ecomspace.com/wir<strong>el</strong>essnw-rfid.html<br />
[4] http://mulliner.org/collin/aca<strong>de</strong>mic/publications/vulnanalysisattacksnfcm<br />
obilephones_mulliner_2009.pdf<br />
[5] ECMA-340<br />
[6] ECMA-352<br />
[7] ISO/IEC 14443<br />
[8] ISO/IEC 15693<br />
[9] http://www.nfc-forum.org/home<br />
[10] http://www.nfcforum.org/resources/member_vi<strong>de</strong>os/NFC_Forum_14Feb07_Press_and_<br />
Analyst_Briefing_Sli<strong>de</strong>s.pdf<br />
[11] http://www.nfc-<br />
forum.org/resources/presentations/NFC_Forum_Webcast-7Oct08-<br />
NFC_For_Dev<strong>el</strong>opers.pdf<br />
[12] http://www.nfc-forum.org/resources/faqs/<br />
[13] http://www.nfc-forum.org/specs/spec_list/<br />
[14] http://www.nfc-forum.org/resources/N-Mark<br />
[15] http://www.nfcforum.org/resources/white_papers/nfc_forum_marketing_white_paper.p<br />
df<br />
[16] http://www.nfcforum.org/resources/white_papers/NFC_Forum_Mobile_NFC_Ecosyste<br />
m_White_Paper.pdf<br />
[17] http://www.nfc-research.at/in<strong>de</strong>x.phpid=45<br />
[18] http://www.nfcnews.com/2009/07/14/nfc-pilots-and-implementations<br />
[19] JSR-000257<br />
[20] http://www.forum.nokia.com/info/sw.nokia.com/id/8a11d3f9-3061-<br />
40dd-afb9-<br />
8ad417293ef3/Nokia_6131_NFC_Technical_Product_Description_v1_0<br />
_en.pdf.html<br />
[21] http://<strong>de</strong>v<strong>el</strong>opers.sun.com/learning/javaoneonline/2008/pdf/TS-5635.pdf<br />
[22] http://java.sun.com/<strong>de</strong>v<strong>el</strong>oper/technicalArticles/javame/nfc/<br />
[23] http://www.smartcardfocus.com/shop/ilp/id~227/p/in<strong>de</strong>x.shtml<br />
[24] Apuntes d<strong>el</strong> módulo <strong>de</strong> la ESE: "Algoritmos y Patrones"<br />
[25] http://www.forum.nokia.com/piazza/wiki/images/6/6b/Nokia_NFC_whit<br />
e_paper.pdf<br />
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