CN102714666A - 用于利用web服务增强遗留nfc系统的应用使能数据交换机 - Google Patents

用于利用web服务增强遗留nfc系统的应用使能数据交换机 Download PDF

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Abstract

一种应用使能数据交换机，其支持向遗留的近场通信(NFC)系统提供web增强服务。该数据交换机接收来自遗留网络的IP分组并标识含有NFC数据的选定IP分组，NFC数据指示NFC读取器的读取器ID和与该NFC读取器通信的NFC标签的标签ID。交换机还从选定IP分组提取NFC数据并将NFC数据插入到请求消息之中，该请求消息传输至基于NFC数据而提供web增强服务的web应用服务器。

Description

用于利用WEB服务增强遗留NFC系统的应用使能数据交换机
技术领域
本发明总体上涉及通信系统，并且特别涉及近场通信系统。
背景技术
近场通信(NFC)系统对于企业及服务提供商亦称为重要的新应用领域。在典型的NFC系统中，用户将诸如员工ID徽章或学生ID卡等支持NFC的徽章近距离接触NFC读取器，而NFC标签和NFC读取器的身份则经由IP网络传递到提供用户相关服务和读取器相关服务的服务器。举例而言，当大学学生将他/她的NFC徽章触及读取器时，通往宿舍的门将会打开。NFC徽章上的数据还可以和学生的标识联系起来，以触发购货支付。例如，学生可以使用他/她的NFC徽章在食堂支付膳食，或者在校园书店中购买图书。
近来，已存在对于在由现有(遗留)NFC系统所提供的传统访问控制服务之上递送附加服务的兴趣。例如，当学生使用他/她的NFC徽章而得以使用校园设施时，学生可能期望在Facebook或Netlog上自动更新他/她的位置存在。作为另一示例，企业员工可能想要将他/她的NFC徽章接触关联于PBX电话的NFC读取器，并使该PBX电话的属性针对这个雇员而得到自动定制。
遗憾的是，遗留NFC徽章/读取器系统通常使用基于非标准IP的私有通信协议，而这使得创意web 2.0开发者进行创新或在现有基础架构之上添加他们的服务变得极其繁琐或者不可能。例如，现有解决方案方法包括与所有的各个访问控制系统制造商形成业务关系，请求它们的基于服务器的解决方案暴露出web 2.0应用程序接口(API)，以及在许多现有的遗留安装中更新它们的访问控制软件。可以理解，这个过程繁琐、昂贵，并且在很大程度上不切实际。因此，所需要的是用于在不影响、中断或以其他方式干扰已存在于遗留的封闭式专有系统中的功能的情况下使此类系统向新的web 2.0服务“开放”的机制。
发明内容
在本发明的一个实施方式中，遗留近场通信(NFC)系统内的交换机支持向NFC系统提供web服务。该交换机包括：第一数据端口，其耦合到NFC系统的网络以接收IP分组；以及处理器，其耦合到第一数据端口以标识从耦合到网络的NFC读取器传输的IP分组中的选定IP分组。选定IP分组含有NFC数据，所述NFC数据指示NFC读取器的读取器身份(ID)和与NFC读取器通信的NFC标签的标签ID，其中标签ID唯一地标识NFC系统的用户。处理器还从选定IP分组提取NFC数据，生成请求消息并将提取的NFC数据插入到该请求消息中。交换机还包括第二数据端口，用于将请求消息向提供基于NFC数据的web服务的web应用服务器传输。
在一个实施方式中，处理器侦测IP分组并识别NFC读取器的私有协议，以便标识含有NFC数据的选定IP分组。在另一实施方式中，处理器识别与NFC读取器耦合的、向交换机传输选定IP分组的IP化器(IP-izer)的协议。
在示例实施方式中，请求消息是超文本传输协议(HTTP)请求消息或简单对象访问协议(SOAP)/可扩展标记语言(XML)请求消息中之一。
在其他实施方式中，交换机包括交换结构，用于将IP分组路由至与网络耦合的ID服务器。在其他实施方式中，交换机包括数据交换机，其具有：第一数据端口和第二数据端口以及用于接收映射自第一数据端口的IP分组的镜像端口；并且，该交换机包括计算设备，该计算设备具有处理器并且耦合至镜像端口以接收IP分组。
在本发明的另一实施方式中，一种方法在遗留近场通信(NFC)系统中提供web服务。该方法包括：从网络接收IP分组并对该IP分组进行分析以标识从与网络耦合的NFC读取器传输的IP分组中的选定IP分组，其中选定IP分组含有NFC数据，该NFC数据指示NFC读取器的读取器ID和与NFC读取器进行通信的NFC标签的标签ID，并且该标签ID唯一地标识NFC系统的用户。该方法还包括从选定IP分组提取NFC数据，生成请求消息，将提取的NFC数据插入到请求消息中，以及将所述请求消息向基于NFC数据而向NFC系统提供web服务的web应用服务器进行传输。
附图说明
通过连同附图对以下详细描述作出参考，可以获得对本发明的更完整理解，其中：
图1图示了根据本发明实施方式的示例性web增强型遗留近场通信(NFC)系统；
图2图示了根据本发明实施方式的另一示例性web增强型遗留NFC系统；
图3是图示用于在遗留NFC系统中提供web服务的示例性过程的流程图；
图4是根据本发明实施方式、用于在web增强型遗留NFC系统内使用的示例性数据交换机的框图；
图5是根据本发明实施方式、用于在web增强型遗留NFC系统内使用的另一示例性数据交换机的框图；
图6是根据本发明实施方式、用于在web增强型遗留NFC系统内使用的示例性web应用服务器的框图；
图7图示了根据本发明实施方式、用于在遗留NFC系统中集成web服务的示例性机制。
图8图示了根据本发明实施方式的又一示例性web增强型遗留NFC系统。
具体实施方式
根据本发明的实施方式，向遗留近场通信(NFC)系统添加应用使能数据交换机(AEDS)。AEDS在不影响发往现有的遗留NFC系统的数据流的情况下拓展了私有NFC读取器协议。虽然可能有数千家NFC访问控制提供商，但目前仅有几个NFC读取器销售商。举例而言，HIDGlobalTM是NFC读取器的全球领导者，并且向许多NFC访问控制提供商提供NFC读取器。因此，通过拓展NFC读取器销售商的私有协议，可以利用web服务来增强大多数遗留NFC访问控制系统。
图1图示了根据本发明实施方式的示例性web增强型遗留NFC系统10。系统10包括遗留的身份(ID)服务器20，该ID服务器20提供遗留访问控制、购买和其他类似的基于ID的服务。系统10还包括近场通信(NFC)读取器30，该NFC读取器30经由遗留网络50耦合到遗留ID服务器20。遗留网络例如可以是局域网(LAN)50，如因特网协议(IP)网络。NFC读取器30可操作用以在NFC标签40靠近NFC读取器30时与NFC标签40进行通信。
此处所使用的术语“NFC”意指支持设备之间在较小(例如，20厘米或更小)距离上的数据交换的短距离高频无线通信技术。NFC经由磁场感应进行通信，其中两个环形天线位于彼此的近场之内，从而有效地形成空芯变压器，并且通常在125kHz频带和/或13.56MHz频带内操作。
NFC标签存储用于在对获授权人员的标识中使用的标识数据，而NFC读取器作为询问器进行操作以便检索存储于NFC标签上的表示数据。NFC标签可以是包括诸如电池之类的内部电源的有源标签和/或不含内部电源而是由NFC读取器远程供电的无源标签。
如上所述，NFC读取器与NFC标签之间的通信由射频(RF)信号所支持。一般而言，为了访问存储于NFC标签上的标识数据，NFC读取器生成调制RF询问信号，该信号被设计用于唤起来自标签的调制RF响应。来自标签的RF响应包含存储在NFC标签中的编码标识数据。NFC读取器对编码标识数据进行解码以标识与NFC标签相关联的人员。对于无源标签，NFC读取器还生成未调制的连续波(CW)信号，以便在数据传输期间激活标签并为其供电。
再次参考图1，当NFC标签40接近NFC读取器30时，NFC读取器30与NFC标签进行通信以检索对关联于NFC标签40的用户做出标识的标识数据(即，标签ID)。NFC读取器30继而经由LAN 50向遗留ID服务器20提供标签ID连同NFC读取器30的读取器ID。遗留ID服务器20向用户提供遗留ID服务，比如使用户能够进行购物或者开门以使用户能够得以进入设施。对于包含NFC读取器30的销售点终端，NFC读取器30还可被编程用以将销售量(待由用户购买的货物/服务的花费)作为读取器ID的一部分或者作为附加于读取器ID的数据提供给遗留ID服务器20。
根据本发明的实施方式，为了利用web服务来增强遗留NFC系统，系统10还包括耦合至LAN 50的web应用服务器70和AEDS 60。AEDS 60在遗留NFC系统10与web应用服务器70之间进行接口连接，用以使web应用服务器70能够向NFC系统10的用户提供Web2.0服务(下文中称为“web服务”)。web服务的示例包括基于位置的服务、资金管理服务、简档共享服务以及其他类型的web增强服务。web应用服务器70还可以耦合到附加的通信网络80以便访问对于提供web服务所必需的数据和外部资源。通信网络80可包括分组交换和/或电路交换网络的任何组合。举例而言，通信网络80可以包括但不限于因特网协议(IP)、多协议标签交换(MPLS)、异步传输模式(ATM)、以太网或PSTN中的一种或多种。
AEDS 60进行操作，以便以与遗留网络50内任何其他节点相同的方式在遗留网络50中对IP分组进行交换和路由。举例而言，AEDS60可以保存地址解析协议(ARP)表，该表用于在遗留网络50上的设备之间交换IP分组。例如，来自NFC读取器30的数据可在不影响或修改IP分组的情况下从AEDS 60交换到遗留ID服务器20。由此，AEDS 60对于遗留系统10中的数据流可以是透明的。
此外，AEDS 60还对经过的IP分组90进行侦测和监控，以便标识在私有NFC读取器协议内含有NFC数据(即，标签ID和读取器ID信息)的那些IP分组。一旦进行了标识，AEDS 60对NFC数据进行重新格式化并在诸如超文本传输协议(HTTP)或简单对象访问协议(SOAP)/可扩展标记语言(XML)应用程序接口(API)消息之类的请求消息95内将NFC数据传输到web应用服务器70。为了高可用性，可在遗留系统10中实现多个AEDS 60。例如，在2服务器主/次访问控制系统中，每个遗留ID服务器20可以经由其自己的AEDS 60连接到遗留网络50。
在示例性操作中，当NFC标签40与NFC读取器30接近后，NFC读取器30与NFC标签40进行通信以检索对关联于NFC标签40的用户做出标识的标识数据(即，标签ID)。NFC读取器30继而经由LAN 50将含有标签ID连同NFC读取器30的读取器ID的IP分组90传输至遗留ID服务器20。IP分组90沿遗留网络50前行并由AEDS 60接收，该AEDS 60侦测并分析IP分组以便确定IP分组是否对应于由NFC读取器30发出的私有协议。如果是这样，则AEDS 60对IP分组内的NFC数据进行解码以提取NFC数据并对NFC数据进行重新格式化，以便例如包含在含有标签ID和读取器ID数据的Web 2.0Restful和/或SOAP/XML API请求消息95中。AEDS60继而在目标为web应用服务器70的数据端口上传输API请求消息95。此外，AEDS还将接收到的IP分组90转发到遗留ID服务器20，该遗留ID服务器20执行如上所述的传统遗留服务，比如访问控制和购买。
图2图示了根据本发明实施方式的另一示例性web增强型遗留NFC系统10。在图2中，web应用服务器70远离遗留网络50并且经由外部通信网络80耦合到AEDS 60。
因此，在示例性操作中，AEDS 60仍然进行操作以侦测来自遗留网络50的IP分组从而标识含有NFC数据的那些IP分组以及对NFC数据进行重新格式化以便包含在API请求消息之中。然而，AEDS 60将API请求消息经由外部通信网络80传输到web应用服务器，而不是在耦合至遗留网络50的数据端口上传输API请求消息95。
图3是图示用于在遗留NFC系统中提供web服务的示例性过程300的流程图。过程始于310处，在此由AEDS接收来自遗留网络的IP分组。继而在320处，对IP分组进行分析以标识传输自NFC读取器并且含有NFC数据(即，NFC读取器的读取器ID和与NFC读取器通信的NFC标签的标签ID)的那些IP分组。一旦标识了含有NFC数据的IP分组，则在330处，从选定IP分组提取NFC数据，并且在340处和350处，将提取的NFC数据插入到针对web应用服务器而生成的请求消息之中。此后在360处，将含有NFC数据的请求消息传输至web应用服务器，该web应用服务器转而基于NFC数据向遗留NFC系统提供web服务。
图4是根据本发明实施方式、用于在web增强型遗留NFC系统内使用的示例性AEDS 60的框图。AEDS 60包括处理器100、存储器110、交换结构150以及数据端口160和170。交换结构150包括能够通过正确的端口将进入AEDS 60的IP分组移出到遗留网络中下一节点硬件和/或软件的任何组合。举例而言，交换结构150可以包括交换单元、交换单元所包含的集成电路以及允许对交换路径做出控制的编程。数据端口160耦合到遗留网络以接收来自遗留网络的IP分组。数据端口160可以包括单一端口或者多个端口。数据端口170耦合到遗留网络或者外部网络以向web应用服务器传输API请求消息。
存储器110保持分组侦测应用120和分组分析器及转换应用130，并且处理器100耦合到存储器110以执行分组侦测应用120和分组分析器及转换应用130的指令。分组侦测应用120例如可以是tcpdump分组跟踪应用，该应用侦测数据端口160上的分组并将侦测到的IP分组90输出到分组分析器及转换应用130。
分组分析器及转换应用130对实时tcpdump或经过滤的tcpdump进行分析，输出和确定哪个侦测到的分组对应于NFC读取器所发出的私有协议。因此，分组分析器及转换应用130被编程用于识别NFC读取器的私有协议中的一个或多个私有协议并且用于对根据NFC读取器协议中之一格式化的IP分组进行处理。例如，分组分析器及转换器应用130可以对标识的IP分组内所包含的NFC数据140进行解码，并对NFC数据140进行重新格式化以便包含在诸如Web 2.0Restful和SOAP/XML API请求之类的API请求消息内。处理器100继而可以命令交换结构150在目标为web应用服务器的数据端口170上发出API请求。
此外，交换结构150还可以将接收于数据端口160上的IP分组交换到遗留网络上的适当目标设备。举例而言，交换结构150可将接收自NFC读取器且目标为遗留ID服务器的IP分组经由遗留网络路由至遗留ID服务器。这种交换可以对遗留网络透明地来执行，即，无TCP/IP锚定，无套接字连接，等等。
在此所使用的术语“处理器”一般应理解为驱动诸如PC之类的通用计算机的器件。然而应当注意，其他处理期间，诸如微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)或者其组合，亦可用于实现在此所述的益处和优点。此外，在此所述用的术语“存储器”包括任何类型的数据存储器件，包括但不限于：硬驱动器、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存或者其他类型的存储器件或存储介质。
图5是根据本发明实施方式、用于在web增强型遗留NFC系统内使用的另一示例性AEDS 60的框图。在图5中，无需定制的硬件，并且AEDS 60是使用标准数据交换机200实现的，所述交换机200具有与运行分组侦测和分组分析器应用120和130的诸如PC服务器之类的外部计算设备250相耦合的端口镜像。在这个实施方式中，在数据端口160接收传输自NFC读取器的IP分组并将其映射到镜像端口190。计算设备250连接至镜像端口190并且包含处理器110，该处理器110执行诸如tcpdump之类的IP分组侦测应用120并将输出(IP分组90)传送到分组分析器及转换应用130中，而分组分析器及转换应用130继而分析实时tcpdump或者经过滤的tcpdump并进行输出。当分组分析器应用130例如检测到私有协议IP分组90内的标签读取事件时，分组分析器应用130对该IP分组90进行分析和解码以提取标签ID和读取器ID(NFC数据140)，并继而将标签ID和读取器ID插入到针对web应用服务器生成的请求消息之中。处理器100继而命令数据交换机200将请求消息经由交换结构150和数据端口170传输到web应用服务器。
图6是根据本发明实施方式的示例性web应用服务器70的框图。web应用服务器70包括处理器400、存储器410和数据端口430。数据端口430可包括一个或多个端口，其各自耦合到不同的网络。例如，一个数据端口可耦合到遗留NFC系统的遗留网络，而另一端口可耦合到外部通信网络，比如因特网。
存储器410保存web服务应用420，并且处理器400还耦合到存储器410以执行web服务应用420的指令。例如，处理器400可以执行web服务应用420的指令以经由数据端口430从AEDS接收与相应的NFC标签和NFC读取器相关联的标签ID和读取器ID。处理器400还可以执行web服务应用420的指令以基于标签ID和读取器ID来确定要向遗留NFC系统和/或遗留NFC系统的一个或多个用户提供的特定web服务。例如，web服务可以包括基于位置的服务、资金管理服务、简档共享服务以及其他类型的web增强服务。
图7图示了根据本发明实施方式、用于在遗留NFC系统中集成web服务的示例性机制。在图7中，在步骤710处，当NFC标签向NFC读取器30提供标签ID时，NFC读取器30经由遗留网络向遗留ID服务器20传输含有标签ID和读取器ID的IP分组，该IP分组在AEDS 60被接收到。在步骤720处，AEDS 60侦测接收的IP分组以支持对侦测到的IP分组的分析，并且在步骤730处，AEDS 60将IP分组经由遗留网络转发到遗留ID服务器上。
此后在步骤740处，AEDS 60对侦测到的IP分组进行分析以标识任何含有NFC数据的IP分组并提取NFC数据。在750处，AEDS60生成具有提取的NFC数据的API请求消息，并且在步骤760处将API请求消息传输至web应用服务器70以供在向遗留NFC系统提供web服务的过程中使用。
图8图示了根据本发明实施方式的又一示例性web增强型遗留NFC系统。在图8中，不是将AEDS 60编程用于识别和处理NFC读取器30的私有协议内的IP分组，而是拆分NFC读取器的串行数据以使得能够使用标准协议将NFC数据传输到AEDS 60。这种机制利用了如下事实——在大多数访问控制安装中，基于IP的NFC读取器30实际上由两部分构成：在串行线缆上经由串行时钟/数据或Weigand协议进行通信的NFC读取器元件800，以及将串行数据转换成IP协议或者对该串行数据进行“IP化”以供经由遗留网络50向遗留学生ID服务器20传输的另一元件(IP化器810)。
在这种集成机制中，对NFC读取器元件800与IP化器810之间的串行数据进行拆分，并将其并行发送至第二IP化器元件820(其具有已知的IP协议作为其输出)，然后，该第二IP化器元件820转而将其IP数据(标签ID和读取器ID)转发至AEDS 60。通过针对AEDS 60采用单独的IP化器820，AEDS 60无需对可能是未知的或加密的、发往/来自遗留ID系统的任何私有协议进行解码。
在示例性操作中，当NFC标签40接近NFC读取器30之后，NFC读取器元件800与NFC标签40进行通信以检索对关联于NFC标签40的用户做出标识的标识数据(即，标签ID)。NFC读取器元件800继而沿两个路径传输含有标签ID和读取器ID的NFC数据，这两个路径：一个朝向IP化器810而另一个朝向IP化器820。IP化器810根据NFC读取器30的私有协议对NFC数据进行格式化，并将含有标签ID连同NFC读取器30的读取器ID的IP分组90经由遗留网络50传输至遗留ID服务器20。IP化器820根据AEDS 60所理解的标准协议对NFC数据进行格式化，并将含有标签ID连同NFC读取器30的读取器ID的IP分组830经由遗留网络50传输至AEDS 60。AEDS 60继而对接收到的IP分组830内的NFC数据进行解码以提取NFC数据，并且对NFC数据进行重新格式化以便例如包含在含有标签ID和读取器ID数据的Web 2.0 Restful和/或SOAP/XML API请求95之中。AEDS 60继而在目标为web应用服务器70的、耦合至遗留网络50的数据端口上传输API请求95。
如本领域技术人员所知晓，本申请书中所描述的创新概念可在范围广泛的应用中得到修改和变更。因此，专利主体的范围不应限于所讨论的任何特定的示例性教导，而是应由随后的权利要求书所定义。

Claims (10)

1.一种近场通信(NFC)系统内的交换机，支持向所述NFC系统提供web服务，所述交换机包括：
第一数据端口，耦合至所述NFC系统的网络以接收IP分组；
处理器，耦合至所述第一数据端口以标识从与所述网络耦合的NFC读取器传输的所述IP分组中的选定IP分组，所述选定IP分组含有NFC数据，所述NFC数据指示所述NFC读取器的读取器身份(ID)和与所述NFC读取器通信的NFC标签的标签ID，所述标签ID唯一地标识所述NFC系统的用户，所述处理器可操作用于从所述选定IP分组提取所述NFC数据，生成请求消息以及将提取的NFC数据插入到所述请求消息之中；以及
第二数据端口，耦合至所述处理器以接收所述请求消息，并且可操作用于将所述请求消息向基于所述NFC数据来提供所述web服务的web应用服务器传输。
2.根据权利要求1所述的交换机，其中所述第二数据端口耦合至所述网络以向所述web应用服务器传输所述请求消息，或者所述第二数据端口是耦合至附加的网络以向所述web应用服务器传输所述请求消息的外部数据端口。
3.根据权利要求1所述的交换机，还包括：
数据交换机，包括所述第一数据端口和所述第二数据端口，并且还包括镜像端口，所述镜像端口用于接收从所述第一数据端口被镜像的所述IP分组；以及
计算设备，包括所述处理器，并且耦合到所述镜像端口以接收所述IP分组。
4.根据权利要求1所述的交换机，其中所述处理器可操作用于侦测所述IP分组以及用于识别所述NFC读取器的私有协议以标识含有所述NFC数据的所述选定IP分组。
5.根据权利要求1所述的交换机，其中所述处理器可操作用于识别耦合至所述NFC读取器的IP化器的协议，所述IP化器向所述交换机传输含有所述NFC数据的所述选定IP分组。
6.根据权利要求1所述的交换机，其中所述处理器可操作用于对所述选定IP分组进行解码以提取所述NFC数据。
7.根据权利要求1所述的交换机，还包括：
交换结构，耦合至所述处理器、所述第一数据端口以及所述第二数据端口，所述交换结构可操作用于将所述IP分组路由至与所述网络相耦合的ID服务器。
8.一种用于在近场通信(NFC)系统中提供web服务的方法，所述方法包括：
从网络接收IP分组；
分析所述IP分组，以标识从与所述网络耦合的NFC读取器传输的所述IP分组中的选定IP分组，所述选定IP分组含有NFC数据，所述NFC数据指示所述NFC读取器的读取器ID和与所述NFC读取器通信的NFC标签的标签ID，所述标签ID唯一地标识所述NFC系统的用户；
从所述选定IP分组中提取所述NFC数据；
生成请求消息；
将提取的NFC数据插入到所述请求消息中；以及
向基于所述NFC数据而向所述NFC系统提供所述web服务的web应用服务器传输所述请求消息。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
将在耦合至所述网络的第一数据端口处接收的所述IP分组向耦合至计算设备的镜像端口进行镜像，以至少执行对所述IP分组的所述分析。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述分析还包括：
侦测从所述网络接收的所述IP分组以产生侦测的IP分组的输出；以及
分析所述侦测的IP分组以标识所述选定IP分组。
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US12/651,901 US8279843B2 (en) 2010-01-04 2010-01-04 Application-enablement data switch for enhancing legacy NFC services with web services
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