Nfc метки – что это такое
Начиная разбираться, для чего нужна и как работает метка NFC, следует знать, что у такого устройства отсутствует питание. В его конструкцию включена катушка-проводник, которая создаёт магнитное поле только при попадании в радиус действия активного чипа – например, установленного на смартфоне или терминале для оплаты проезда.
Для активации метки её необходимо расположить на расстоянии не больше 5 см от устройства с источником питания. В этот момент происходит процесс передачи информации, запускающий какое-то действие.
Преимуществами меток считают небольшие размеры, сравнительно высокую скорость соединения (не больше 0,1 мс) и безопасность использования. Перехватить передаваемые сведения невозможно – для этого злоумышленник должен находиться на таком же небольшом расстоянии от чипа.
Отсутствие питания и компактность позволяет встраивать метки в пластиковые карты и другие небольшие предметы. Выпускаются даже предназначенные для оплаты кольца со встроенными NFC-метками.
Что такое nfc-метки и как ими пользоваться
Сегодня я хочу рассказать об NFC-метках, которые дешевле, меньше и легче в использовании. Заранее скажу, что использовать метки проще, чем кольцо, и программировать легче – достаточно нажать на одну кнопку.
Конструкция NFC-меток
Метка похожа на таблетку ключа домофона
Внешне такие метки похожи на таблетку от ключа домофона или 5-рублевую монету. Главный плюс меток – их не надо заряжать и цикл записи у них большой. Толщина меток ничуть не толще чем обычный бумажный лист. Чтобы метка сработала надо приложить телефон на дистанции до 5 см. В этом случае метка сработает и произойдет какое-нибудь настроенное вами действие на смартфоне.
Использование
Меткой можно оплачивать покупки в магазинах
Использовать метки можно при оплате в магазине. Карта имеет чип и способна оплачивать покупки прикосновением. Только сначала убедитесь, поддерживает ли эту функцию терминал. Это ускоряет процесс оплаты, так как не требуется ввод пин-кода
Таблетки
Можете включить музыку
NFC-метки существуют также как и отдельные чипы. Вы можете прикрепить такую “таблетку” к столу, и по приходу домой, телефон может , например поставить какую-нибудь музыку. Тоже самое можно сделать и в машине. После того как вы поставите телефон на метку, смартфон может проложить маршрут до работы. Все зависит от вашей фантазии!
Как запрограммировать NFC-метку
Программировать метку просто, достаточно скачать приложение
Сделать это очень просто. Многие думают что запрограммировать метку могут лишь профессионалы. Понадобится лишь сама NFC-метка, телефон с NFC и программа. Можно установить например NFC Tools
После скачивания перейдите во вкладку «Tasks» и выберите нужное действие. Все, ваша метка запрограммирована 🙂
21 дек. 2020 г. 16:33:23
В предыдущей статье мы рассказывали, как с помощью смартфона записать ссылку на NFC метку. По сути, на одну метку можно добавить только одну ссылку. Но что делать, если ссылок много? Например, ссылки на социальные сети, мессенджеры, ваш сайт, шоу рум, портфолио с примерами работ и другие полезные ресурсы? Не записывать же каждую на отдельную метку?
Чтобы записать все ваши ресурсы на одну NFC метку, придумали мультиссылку.
Зачем нужна мультиссылка
Первоначально мультиссылки использовали для социальных сетей типа Instagram, где технически в описании профиля можно добавить всего одну ссылку. Имея множество социальных сетей, мессенджеров, портфолио, пользователю приходилось жертвовать остальными ресурсами, добавляя только один ресурс.
С ростом популярности NFC меток вопрос “Как добавить несколько ссылок на одну метку?” стал остро.
Зачастую у компании есть много ресурсов, которые технически не вместишь в поле. Всего одна мультиссылка может содержать множество других ссылок:
Таким образом мультиссылка – это полноценный лендинг или сайт-визитка для компании или частного пользователя.
Как сделать мультиссылку: обзор сервисов
Чтобы создать такую мультиссылку, используйте специальные сервисы. Они бывают платными и бесплатными, функционал может отличаться.
Для сравнения мы взяли два популярных сервиса в разной ценовой категории и сделали через них мультиссылку для нашего Instagram.
Наша мультиссылка выглядит так taplink.cc/rfid.ua
Бесплатная версия
Имеет стандартные блоки, которые нельзя видоизменять, из статистики только число кликов на ссылку, социальные сети и мессенджеры добавляются как обычная ссылка, без характерной иконки.
Платная версия PRO и Bussines (тариф от 1,5 USD в месяц и выше)
Тут функционал гораздо шире, такая визитка может смело конкурировать с полноценным сайтом или лендингом. Доступные функции:
Наша мультиссылка выглядит так meconnect.ru/ardix
Данный сервис выгодно отличается от первого тем, имеет практически аналогичный функционал, но бесплатный.
В бесплатной версии можно:
В платной версии (от 65 центов в месяц за функцию) есть дополнительные возможности:
Как записать мультиссылку на nfc метку
Итак, ваша мультиссылка готова. Осталось записать ее на NFC метку. Для этого понадобится смартфон с поддержкой NFC и мобильное приложение для записи: NFC Tools для iOS и TagWriter для Android. Подробный алгоритм как это сделать мы рассказывали в предыдущей статье.
Беспроводные метки nfc
Технический прогресс не стоит на месте, появляющиеся новые технологии со временем дешевеют и становятся доступны практически всем желающим. Как пример можно привести мобильные телефоны. Середина 80-ых — начало 90-ых были переносные таксофоны с ручками или кирпичи стоимостью несколько тысяч $, конец 90-ых — большого размера трубки, с торчащими антеннами со стоимостью от 100$ Такую же аналогию можно провести с NFC метками, используемыми в учетных целях.
- Уникальный идентификатор nfc метки можно занести в типовой регистр штрих кодов(или доп.свойств) и использовать со смартфона при заполнении, например, инвентаризации административно хозяйственного отдела.
- В более сложном варианте можно записывать uid номенклатуры и часть названия прямо в метку NFC, при таком варианте связь метки и номенклатуры можно хранить только в метках.
- Также в случае использования билетов, возможно дешифровать напечатанный номер на билете или же записывать номер заново на карту в открытом формате. Это позволит иметь механизм ручного ввода при повреждении метки, аналогично штрихкодам. Универсальное приложение чтения NFC читает и печатный номер билета и срок действия.
В идеальном варианте и оборудование и расходники (метки) могут ничего не стоить при условии, что у работника имеется смартфон с поддержкой NFC и сам работник не против его использования. Ну и, конечно же, удалось раздобыть необходимое количество использованных билетов. На Ali стоимость от 6 рублей с лишним за метку.
Основные затраты по внедрению описанной технологии это только время программиста.
В задачи программиста входит реализовать в мобильном приложении требуемую вашим учетом логику инвентаризации и или складского учета, а также реализовать обмен данными с основной учетной базой данных.
Для обмена можно использовать http или web сервисы, ботов телеграмм или иное месенджероподобное решение.
Описанное нигде не подглядывал, видел когда-то статью про запись пароля wifi на билет, а также имел опыт работы с ТСД (штрих.кодами rdp на винмобайл), огромным и дорогим, на мой взгляд неудобным. С тех пор было желание повторить что-то подобное на более удобном смартфоне.
Группы из 4 байтов называются страницами. Первые несколько страниц, как правило заняты служебной информацией, на одном из скриншотов можно увидеть ID метки NFC на первых двух страницах.
Кроме ID также может содержаться информация о заблокированных readonly байтах. А также масса другой информации все зависит от типа метки и поддерживаемых возможностей. Также служебная информация может быть записана в конце метки на последних страницах. Более подробно описанное можно увидеть программе для чтения меток, например TagInfo.
Рекомендуется записывать данные с 8 страницы для пустых — купленных меток.
Для билетов рекомендуется записывать с 16 страницы. Длина имени справочника не должна превышать 60 символов, в случае использования билета.
Некоторые билеты, как правило проездные на много поездок, имеют всего 20 страниц, с учетом блокированных служебных записать на такой билет не получиться.
Данная разработка позволит быстро интегрировать в ваше мобильное приложение функционал чтения записи NFC.a меток.
Возможные варианты использования:
Складской учет номенклатуры, упаковок, ячеек, мест хранения.
Учет ОС, МБП: шкафов, столов, компьютеров.
Мобильный пропускной пункт.
И так далее.
Исходники приложения доступны по ссылке https://github.com/PloAl/RfIdTool
Приложение является «служебным» и не имеет основной activity, также нет в меню приложений android. Запуск происходит из других приложений, туда же передаются считанные данные или передаются данные для записи в метку.
Ниже на картинке видна, полупрозрачная область «Запись метки NFC» это единственная activity приложения.
Пример использование в android приложении:
protected void nfcStart(boolean read, String readedId) {
if (read)) {
Intent intent = new Intent("com.ploal.rfidtool.NFCREAD");
intent.putExtra("IdLabel", readedId); //множественное чтение, предыдущий id метки
}
else{
Intent intent = new Intent("com.ploal.rfidtool.NFCWRITE");
intent.putExtra("PageNumber", PageNumber); //глоб. переменная номер страницы
intent.putExtra("WriteString", WriteString); //глоб. переменная текст для записи
}
startActivityForResult(intent, 1);
}
@Override
protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) {
if (null != data) {
String event = data.getStringExtra("event");
String uid = data.getStringExtra("uid");
String result = data.getStringExtra("result");
String text = data.getStringExtra("text");
String[] techArr = data.getStringArrayExtra("tech");
//обработка полученных данных ...
}
}
Пример использование в мобильном приложении(клиенте) 1с:
&НаКлиенте
Процедура ЗапускПриложенияNFC(Чтение=Истина,ПрочитанныйID="")
ЗПМУ = Новый ЗапускПриложенияМобильногоУстройства();
Если Чтение Тогда
ЗПМУ.Действие = "com.ploal.rfidtool.NFCREAD";
ЗПМУ.ДополнительныеДанные.Добавить("IdLabel",ПрочитанныйID);
Иначе
ЗПМУ.Действие = "com.ploal.rfidtool.NFCWRITE";
ЗПМУ.ДополнительныеДанные.Добавить("PageNumber","" НомерСтраницы);
ЗПМУ.ДополнительныеДанные.Добавить("WriteString",ТекстЗаписи);
КонецЕсли;
Если ЗПМУ.ПоддерживаетсяЗапуск() Тогда
ЗПМУ.Запустить(Истина);
Событие = "";
Для Каждого Стр Из ЗПМУ.ДополнительныеДанные Цикл
Если Стр.Ключ = "event" Тогда
Событие = Стр.Значение;
ИначеЕсли Стр.Ключ = "uid" Тогда
УИД = Стр.Значение;
ИначеЕсли Стр.Ключ = "result" Тогда
Результат = Стр.Значение; //HEX строка
ИначеЕсли Стр.Ключ = "text" Тогда
Текст = Стр.Значение;
ИначеЕсли Стр.Ключ = "tech" Тогда
Техлист = Стр.Значение;
КонецЕсли;
КонецЦикла;
//обработка полученных данных ...
КонецЕсли;
КонецПроцедуры
Виды внешних nfc-модулей и их функционал
Различают несколько видов внешних нфс модулей – они отличаются друг от друга размером, расположением относительно смартфона (внутри или на корпусе) и лёгкостью установки. Разумеется, самый простой вариант – это приобрести смартфон с уже встроенным nfc чипом.
Однако, некоторые модели телефонов всё же лишены его по разным причинам. Как раз для таких случаев предусмотрены внешние модули, выполняющие те же функции, что и встроенный на заводе нфс чип. Производители, чьи устройства поддерживают nfc, часто делают особую отметку на корпусе.
Также можно проверить наличие такой функции в настройках:
- Главное меню.
- Настройки.
- Беспроводные сети.
- NFC (поставить галочку напротив пункта, если её нет).
Однако, если смартфон не новый и встроенного чипа в нём нет – то такую ситуацию поможет разрешить присоединяемый nfc модуль, который можно купить в магазине и использовать практически для любого смартфона.
Если делить внешние модули на две большие категории, то получается, что бывают активные и пассивные NFC-модули.
- Активные. Пользуются каналом связи через Bluetooth или Wi-Fi. В первую очередь, этот фактор предполагает высокое энергопотребление.
- Пассивные. Являются односторонними и не дают возможности совершать полноценный обмен данными между устройствами, а также записывать и сохранять данные.
В зависимости от модели смартфона, его конструкции, можно установить несколько видов дополнительных NFC-устройств:
- SIM-карту (выглядит как обычная карточка, может быть мини- и микроформата);
- метки (круглые плоские «пятачки» с клеящейся основой, могут клеиться на любые поверхности);
- дополнительные NFC-антенны (состоят из внутреннего чип-модуля и антенны, крепятся под крышкой телефона).
Виды меток для оплаты
На сегодняшний день производители предлагают на выбор 4 категории микротэгов. Они подразделяются по объему памяти и скорости передачи информации:
Категория | 1 | 2 | 3 | 4 |
Объем памяти | 48 Байт | 2 Кб | 20 Кб | 32 Кб |
Скорость передачи данных | 106 Кб | 106 Кб | 212 Кб | 424 Кб |
Стоит обратить внимание, что 1 и 2 категория микрочипов относятся к перезаписываемым моделям, в среднем рассчитаны на 100 000 циклов перезаписи, а 3 и 4 категории от перепрограммирования имеют защиту.
На первый взгляд, скорость передачи данных даже у самой мощной метки из 4 категории покажется очень несущественной. Однако микрочипы прекрасно справляются со своей задачей и ни разу не подводили пользователей. Они обеспечивают скорость, надежность и высокую безопасность сохранения всех запрограммированных данных.
Перед приобретением микрочипов, в первую очередь следует учитывать один небольшой нюанс – совместимость с мобильным гаджетом. NFC-метки подразделяются на два типа: универсальная и ограниченная совместимость. Универсальная модель чипов подходит ко всем мобильным гаджетам без исключения, независимо от установленной операционной системы.
Универсальные метки | Метки с ограниченной совместимостью |
Ntag 203 | Classic Mifare (ОС Android выборочно) |
Ntag 212-216 | UltraLight (Android, BlackBerry, Windows Phone) |
В любом случае, информация о полноценной совместимости мобильного устройства с разным типом NFC-меток располагается на официальной странице производителя.
Вместо введения
Технология NFC делает очередной шаг перехода к умному дому.
Окружив себя множеством меток, мы сильно упростим рутинные, ежедневные операции, такие как поставить будильник или перевести смартфон в беззвучный режим на совещании.
Экспериментируйте и ищите свои способы использования меток.
NFC расшифровывается как Near Field Communication или «ближняя бесконтактная связь», если по-русски. По своей сути это небольшой чип, который может быть встроен в смартфон с целью передачи данных на очень короткие расстояния с весьма мизерной скоростью.
NFC очень близка к технологии RFID, которая уже давным-давно используется для пометки продуктов в супермаркетах, но базируется на ее более позднем стандарте ISO/IEC 14443 (смарт-карты) и спроектирована для использования в переносной электронике (читай: смартфонах) и выполнения безопасных транзакций (читай: оплаты покупок).
Как и в случае со стандартом ISO/IEC 14443, дальность действия NFC всего 5–10 см, но разница в том, что чип NFC способен выполнять функцию тега и считывателя одновременно. Другими словами, оснащенный NFC смартфон может быть как смарт-картой (картой метро, например), которую достаточно поднести к считывателю, чтобы расплатиться, так и самим считывателем, что можно использовать, например, для перевода средств между картами-смартфонами и превращения реальных карт с поддержкой стандарта ISO/IEC 14443 в виртуальные.
Но это только «одно из» и наиболее очевидное применение NFC. Благодаря тому, что чип NFC способен передавать данные в обе стороны и не требует аутентификации устройств, его можно использовать как простую и более удобную замену Bluetooth. С помощью NFC, например, можно делиться ссылками, паролями, контактными и другими данными между смартфонами, просто поднеся их друг к другу.
Появившаяся в Android 4.0 технология Beam еще больше расширяет границы применения NFC, позволяя быстро переносить между устройствами целые файлы и папки, что достигается с помощью предварительной аутентификации Bluetooth-устройств по NFC и последующей установки Bluetooth-соединения и отправки файлов.
Еще одна возможность — использование пассивных NFC-тегов. Такие теги в виде небольших наклеек можно приобрести за полдоллара за штуку и перепрограммировать с помощью смартфона. Каждый из них может вмещать в себя 137 байт информации (в случае самого распространенного и дешевого тега Mifire Ultralight C), для считывания которой опять же достаточно просто поднести смартфон.
В тег можно записать пароль от домашнего Wi-Fi и приклеить на роутер. Или кодовое слово, на которое будет реагировать смартфон. Можно организовать автоматический запуск навигатора при установке смартфона в держатель в автомобиле или включение бесшумного и энергосберегающего режимов, когда телефон находится на прикроватной тумбочке. Небольшой список покупок в 137 байт тоже вполне вместится.
В этой статье мы поговорим обо всех возможных применениях NFC на практике, но так как в нашей стране оплата покупок с его помощью внедрена примерно нигде, то речь пойдет преимущественно об автоматизации на основе меток.
Зачем нужны nfc метки ?
Когда в 2004 году Philips, Sony и Nokia создали свой NFC forum, данная технология была известна разве что в среде увлеченных технарей. Три кита электронной индустрии ставили своей целью исследование, продвижение, ну и конечно, коммерческую прибыль от внедрения новой технологии бесконтактной передачи данных. Но большого прогресса они не достигли – все их достижения казались не более, чем игрушкой.
Для справки: NFC (от англ. Near Field Communication) – технология передачи данных на очень близком расстоянии, порядка 5-10 см. Является разновидностью технологии RFID – радиочастотной идентификации.
В 2021 к ним присоединяется Google и вот тогда начинается настоящий расцвет технологии, ведь NFC чипы стали поставляться с большинством смартфонов под Android. Пользователи сразу же оценили удобство и безопасность Google Pay – не нужно вводить всем надоевшие пароли; считывание карт происходило быстро и без ошибок. А самое главное пропала необходимость вообще доставать банковскую карту – все данные хранятся в памяти смартфона.
Но это было только начало, ведь новая технология позволяет обмениваться генерируемыми на лету данными, в отличие от RFID, где данные прошиваются один раз и навсегда.
“NFC – это просто приветственное рукопожатие”, – говорит Рэй Хартьен из компании Sony – “Потоковая передача данных идет уже через Bluetooth”. А NFC технологии позволяют обойтись без необходимой проверки безопасности соединения. Сама технология полностью безопасна для человека, так как использует безопасную частоту 13.56 МГц. А из-за небольшой дальности действия, уровень магнитного излучения очень мал.
Метим территорию
Итак, наш план действий: научить смарфтон реагировать определенным образом на определенную же метку NFC. У каждой метки есть идентификатор. Гаджет должен опознать его и выполнить «запрограммированные» действия. Чтобы привязать действия к ID метки нам понадобится одно из подходящих приложений — например, NFC ReTag Free.
ШАГ 1. Качаем из магазина, запускаем. Подносим нашу метку — в данном случае транспортную карту. Приложение опознает ее и сообщает нам идентификатор.
ШАГ 2. Даем метке более понятное обозначение. Жмем на зеленую кнопку «Действия» и видим список действий, которые можем привязать к этой метке.
Тут много всего интересного — запуск приложений, включение Wi-Fi, изменение громкости сигнала, звонок на определенный номер…
ШАГ 3. Выбираем для примера запуск Яндекс.Навигатора.ШАГ 4. Ждем кнопку ОК — собственно, все готово. Проверяем результат. Подносим разблокированный смартфон к транспортной карте, и вуаля: навигатор запускается автоматически. Мы взяли самую «доступную» метку NFC, но можно купить и более практичную, в форме наклейки. Такую можно наклеить, например, на держатель для смартфона в автомобиле — установите в него гаджет, и навигатор загрузится автоматически.
Пишем данные
Для записи данных будем использовать NFC TagWriter. Пользоваться приложением довольно просто. Запускаем, тапаем по пункту Create, write and store, выбираем New, далее выбираем тип записываемых данных. Наиболее полезные типы: контакт, простой текст, телефонный номер, данные для Bluetooth-соединения, URI и приложение. В списке есть даже закладка веб-браузера и email-сообщение, но для чего они нужны, не совсем понятно.
Далее заполняем необходимые поля (например, адрес веб-сайта в случае с URI), нажимаем Next и попадаем на экран опций (скриншот «NFC TagWriter: опции сообщения»). Здесь можно указать приложение, которое будет запущено после прочтения метки (Add launch application) и установить защиту на перезапись сторонним устройством (Apply Soft Protection).
Вновь нажимаем Next и подносим смартфон к тегу. Вуаля, наши данные в нем. Теперь их можно прочитать любым смартфоном с поддержкой NFC. Но что это в конечном итоге дает?
Принцип работы
Да. На данный момент это решение — единственный для России работающий способ добавить NFC в телефон без NFC.
Но, конечно, его минусы очевидны. Оно подходит не для всех смартфонов, требует оформления договора с МТС, внешнюю антенну легко повредить, а также нарушается герметичность корпуса телефона, так как антенна выводится наружу через шов. Кроме того, это все-таки не полноценный NFC-чип. Им нельзя, к примеру, читать и программировать NFC-метки.
Если кратко, то, как и в пассивных RFID-чипах, NFC использует:
- антенну;
- блок безопасности.
Антенна передает информацию между меткой и считывающим устройством.
Также при помощи антенны происходит питание микрочипов внутри NFC-метки.
Блок безопасности состоит из набора микросхем, часть из которых хранит пользовательские данные, а другая занимается расшифровкой сигнала, считыванием и записью информации.
Блок безопасности может быть, как физическим устройством – конкретными чипами на NFC-метке, так и эмулироваться программными средствами, как в случае с PDA – смартфонами, КПК, смарт часами и другими портативными устройствами.
В целом устройство напоминает микрокомпьютер – тут даже есть свой процессор и оперативная память.
Благодаря своей конструкции NFC-метка не требует питания, стоит дешево и позволяет перепрограммировать себя под разные задачи. Но есть и ограничение – для организации обмена данными нужен хотя бы один активный контроллер NFC.
Можно программировать не одно событие, а целую цепочку. Экспериментируйте!
Режим быстрого обмена
В режиме быстрого обмена ST25DV работает как своеобразный трансивер (приемопередатчик) между устройством с радиоинтерфейсом (как правило, в этой роли может выступать считыватель, смартфон, планшет, карт-ридер и так далее) и хост-контроллером, подключенном к памяти по I²C.
При этом каждый из участников обмена может передавать сообщения. Режим обмена – полудуплексный. Каких-либо правил, регламентирующих процесс обмена на уровне микросхемы, нет – направление передачи будет зависеть от того, какая из сторон первой ее начнет.
Для передачи данных от карт-ридера к хост-контроллеру в ST25DV должен быть активирован режим быстрого обмена, буфер должен быть свободен, и ридер должен первым осуществить запись в буфер.
I²C-хост оповещается о приходе данных изменением уровня на выводе GPO, если установлены соответствующие настройки. Хост также может следить за появлением данных в буфере обмена, периодически опрашивая регистр MB_CTRL_Dyn. После того как сообщение прочитано, буфер считается свободным (физически данные не стираются) и готовым к приему следующей порции данных (соответственно, предыдущие данные будут перезаписаны).
Устройство с радиоинтерфейсом должно опрашивать регистр MB_CTRL_Dyn, чтобы убедиться, что данные прочитаны и буфер свободен.
Средняя скорость передачи данных составит порядка 26 кбит/с и ограничена, в основном, скоростью радиоинтерфейса (считывание по I²C возможно на скорости до 1 Мбит/с).
Для передачи данных от I²C-хоста устройству с радиоинтерфейсом также должен быть разрешен режим быстрого обмена, буфер должен быть свободен и хост должен первым записать в него сообщение с данными. Устройство с радиоинтерфейсом должно опрашивать регистр MB_CTRL_Dyn для проверки наличия данных в буфере.
Средняя скорость передачи данных в этом направлении составит порядка 53 кбит/с.
Для исключения блокировок сторожевой таймер ограничивает доступность сообщения во времени: по истечению тайм-аута «почтовый ящик» считается свободным, биты в HOST_MISS_MSG или RF_MISS_MSG в регистре MB_CTRL_Dyn устанавливаются. Данные, содержащиеся в «почтовом ящике», не очищаются после чтения или запуска сторожевого таймера.
Свойства серии st25dvxx
Ключевыми возможностями серии ST25DVxxx, отличающими ее от предшествующих серий, являются следующие:
- режим быстрого обмена (fast transfer mode – FTM), который предназначен для бесконтактной передачи данных между внешним устройством и встроенной системой (хост-контроллером) посредством 256-байтного буфера, называемого «почтовым ящиком» (рисунки 5 и 6). Данный буфер доступен для чтения и записи как со стороны радиоканала, так и со стороны хост-контроллера по I²C. При активном режиме быстрого обмена ST25DVxxx работает практически как специфический беспроводной приемопередатчик;
- настраиваемый вывод индикации прерывания – GPO, который в зависимости от текущей конфигурации может показывать наличие радиополя, активность беспроводного канала, окончание операций чтения-записи, появление данных в буфере-«почтовом ящике»;
- вывод сборщика энергии, позволяющий питать микромощные устройства за счет собранной энергии внешнего радиополя, если такое возможно;
- система управления сообщениями радиоканала, позволяющая в ряде случаев их игнорировать.
Управление данными и другими опциями микросхемы осуществляется установкой соответствующих значений в набор статических (значение сохранится по выключении питания) и динамических (значение не сохраняется при отключении питания) регистров:
- для организации и защиты памяти данных – ENDAi, I2CSS, RFAiSS, LOCK_CCFILE;
- для режима быстрой передачи – MB_WDG, MB_MODE;
- для настройки отслеживания радиополя, режима работы вывода GPO – IT_TIME;
- для настройки беспроводного канала – RF_MNGT, EH_MODE;
- для конфигурации структуры устройства – LOCK_CFG.
Серия nfc eeprom st25dvxx
В серии ST25DV представлены EEPROM объемом 4, 16 и 64 кбит (ST25DV04K, ST25DV16K и ST25DV64K, соответственно).
Со стороны хост-системы ST25DV управляется через I²C-интерфейс с тактовой частотой до 1 МГц. Микросхема имеет широкий диапазон рабочих напряжений – 1,8…5,5 В, позволяющий работать практически с любым типом источников питания и микроконтроллером. Поддерживается запись до 256 байт одновременно.
Беспроводной интерфейс поддерживает все типы модуляций и скорости передачи данных, предусмотренные в стандарте ISO/IEC 15693. Максимальная скорость чтения данных – до 53 кбит/с.
Благодаря встроенному полудуплексному 256-байтному буферу увеличена скорость обмена между беспроводным интерфейсом и I²C. Присутствует вывод для питания внешних устройств за счет сбора энергии, а также вывод индикации прерывания. Имеется встроенный управляемый по I²C интерпретатор команд радиоинтерфейса.
Микросхемы серии ST25DV выпускаются в корпусах S08N, TSSPOP8, UFDFPN8, WLCSP (10 выводов), UFDFPN12, представлены версии для трех температурных диапазонов:
- -40…85°C;
- -40…105°C (только для корпусов DFPN8 и UDFPN12);
- -40…125°C (корпуса SO8N и TSSOP8, ограничения на радиоинтерфейс до 105°C).
Внутренняя структура ST25DVxx представлена на рисунке 3.
Варианты распиновки ST25DVxx в различных корпусных исполнениях представлены на рисунке 4.
Выводы SCL и SDA – сигналы I²C интерфейса, они требуют внешних подтягивающих резисторов. Выводы Vcc и Gnd – выводы внешнего питания.
Вывод LPD (Low Power Down), присутствующий в корпусах WLCSP (10 выводов), UFDFPN12, позволяет управлять встроенным регулятором 1,8 В. При его отключении максимальное потребление EEPROM может быть снижено до 1 мкА. Также в данных корпусах (в версиях ST25DVxx-JF) присутствует отдельный вывод VDCG, позволяющий подавать отдельное питание для линий ввода-вывода.
Вывод GPO является настраиваемым и может совмещать несколько функций. По умолчанию сигнал на этом выводе устанавливается при обнаружении поля считывателя (RF Field Change detector). В зависимости от настроек, GPO может реагировать на наличие активности по радиоканалу, завершению записи в память, операции по скоростной передаче данных.
В версиях ST25DVxx-IE GPO – вывод с открытым стоком. Он должен быть подтянут к питанию сопротивлением 4,7 К и выше. О наличии прерывания свидетельствует малый уровень сигнала на выводе. В ST25DVxx-JF GPO – активный КМОП-вывод. Он требует подключения вывода VDCG к питанию.
V_EH – выход «сборщика энергии», который позволяет при отсутствии питания, разрешенном режиме сбора энергии и наличии радиополя питать внешние устройства (в противном случае данный вывод находится в высокоимпедансном состоянии).
Средства разработки и программная поддержка
Безусловно, компания STM не оставила серию ST25DV без программной поддержки. Она предлагает расширение X-CUBE-NFC4 для STM32Cube, предоставляющее собой полный набор драйверов и утилит среднего уровня для комфортной работы с NFC/RFID EEPROM (рисунок 7).
Расширение работает поверх инфраструктуры STM32Cube, что позволяет применять его для любых котроллеров семейства STM32. Что не менее важно, предоставляются примеры программных проектов, демонстрирующих работу и особенности использования драйверов для ST25DV.
Основные возможности:
- полный набор программного обеспечения среднего уровня для NFC/RFID EEPROM (ST25DV04K);
- работа на любых контроллерах, поддерживаемых STM32Cube;
- демонстрационные примеры:
- управление ST25DV с ПК через USB-интерфейс;
- настройка функции сборщика энергии (energy harvesting);
- различные режимы работы вывода GPO;
- управление режимами энергопотребления;
- установка функции защиты;
- работа с буфером обмена.
Также оценить достоинства серии ST25DV можно с помощью демонстрационной платы ST25DV-DISCOVERY. В ее составе – микросхема ST25DV04K с антенной и контроллером семейства STM32 с соответствующей прошивкой.
Сценарии применения nfc-меток
Беспроводная и бесконтактная связь изначальна применялась для эмуляции карт, используемых на производстве в качестве пропуска, и способных разграничивать права доступа конкретных работников и специалистов. Чуть позже появилась возможность поддержка мобильных покупок и платежей, а сейчас технологией управляют NFC-метки, специальные чипы, программируемые вручную и способные передать важную информацию или запустить сгенерированный алгоритм действий. Сторонние примеры использования:
- Передача доступа к интернету. Если на компьютере или ноутбуке часто заканчивается трафик, то пользоваться NFC наклейкой полезно для быстрой организации режима «модема» на смартфоне или планшете. Уже через секунду с ПК появится шанс подключиться к подготовленной на основе мобильного трафика Wi-Fi сети.
- Активация специальных режимов работы. Способы применения NFC-меток в повседневной жизни за пределами стандартной оплаты, во многом зависит от фантазии. Прикрепленная наклейка на спинке кровати может стать сигналом для активации ночного режима, бесшумного или же – расслабляющего (фоновая музыка, любимая книга). А еще схожим образом может включаться будильник и полностью отключаться push-уведомления.
- Таймеры, секундомеры и часы. Спортивные тренировки, кулинарные эксперименты, ежедневные гигиенические процедуры – следить за временем в некоторых ситуациях особенно важно. Программирование NFC-меток на кухне, в ванной комнате или в импровизированном домашнем спортивном зале поможет автоматизировать процессы наблюдения за потраченными часами и минутами.
- Запуск медиаплееров. Беспроводные колонки, музыкальные плееры, Bluetooth-наушники – заранее расставленные метки помогают быстрее разбираться с сопряжением мобильной техники и выбранной акустики, а заодно – еще и включать подходящую радиостанцию или альбом для воспроизведения.
- Визитки с полезной информацией. Поделиться контактом через NFC Tag проще, чем через тот же QR-код. Номера телефонов, имена и прочая статистика сразу заносится в адресную книгу и «распаковывается» для последующего использования.