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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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