NFC Эксперт Вместо введения
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.
Поддержка в смартфонах
Первым телефоном с интегрированной поддержкой NFC был Nokia 6131, выпущенный еще в 2006 году. Тогда встроенный NFC-чип был всего лишь игрушкой для демонстрации возможностей созданной два года назад технологии. Смартфон был оснащен софтом для считывания NFC-меток, но ввиду их тогдашней дороговизны и почти нулевой популярности технологии ни на какое серьезное применение данная особенность смартфона не претендовала.
После некоторого затишья популяризацией NFC занялась компания Google, выпустившая в 2010 году смартфон Samsung Nexus S и приложение Google Wallet, которое позволяло расплачиваться виртуальными кредитками, используя NFC. На следующий год Google стала ведущим участником NFC Forum и представила Android 4.0 и основанный на нем смартфон Samsung Galaxy Nexus, который теперь мог похвастаться наличием той самой функции Beam. Позже появился Nexus 4, и наконец начали подтягиваться другие производители.
Сегодня NFC оснащаются почти все выпускаемые смартфоны. Соответствующий модуль есть даже в сверхбюджетных чипах Mediatek, так что большая часть новых китайских смартфонов стоимостью 5000 рублей тоже им оснащены. В любом случае присутствие чипа NFC легко проверить по наличию пункта «Беспроводные сети -{amp}gt; NFC» в настройках.
Таблица 2. Характеристики режимов NFC
ехнология связи на малых расстояниях NFC (Near Field Communication) —
совместная разработка компаний NXP Semiconductor и Sony — представляет
собой комбинацию нескольких существующих бесконтактных технологий
радиочастотной (РЧ) идентификации и связи.Технология NFC предназначена для обмена различной информацией, например,
номерами телефонов, картинками, музыкальными файлами или ключами цифровой
авторизации между двумя расположенными близко друг к другу устройствами с
поддержкой NFC.
Это могут быть любые портативные устройства, а также
смарт-карты или считывающие устройства RFID. Данная технология может
использоваться в качестве ключа доступа к данным или сервисам, таким как
безналичная оплата или электронный замок.Центральная частота NFC равна 13,56 МГц. Скорость передачи данных достигает 424
кбит/с на расстоянии примерно 10 см.
В отличие от существующих технологий
бесконтактной связи на данном диапазоне частот, которые позволяют передавать
информацию только от активного устройства пассивному, NFC обеспечивает обмен
между двумя активными (равноправными) устройствами. Таким образом, NFC можно
использовать для доступа к устройствам радиочастотной идентификации RFID.
Технология обратно совместима с широко используемым стандартом Smart Card на
основе ISO/IEC 14443 А (например, Mifare) и ISO/IEC 14443 В, а также JIS X
6319-4 (FeliCa). Для обмена между двумя устройствами разработан новый протокол
ECMA-340 и ISO/IEC 18092. В 2004 г. был создан союз NFC Forum, в который вошли
Sony, NXP и Nokia.
Стандарт | Тип устройства | Кодирование | Модуляция | Скорость передачи, кб/с | Несущая, МГц |
NFC-A | Опрашивающее | Модифицированный код Миллера | ASK 100% | 106 | 13,56 |
Прослушивающее | Манчестер | Модуляция нагрузки (ASK) | 106 | 13,56 ± 848 кГц | |
NFC-B | Опрашивающее | NRZ-L | ASK 10% | 106 | 13,56 |
прослушивающее | NRZ-L | Модуляция нагрузки (BPSK) | 106 | 13,56± 848 кГц | |
NFC-F | Опрашивающее | Манчестер | ASK 10% | 212/424 | 13,56 |
Прослушивающее | Манчестер | Модуляция нагрузки (ASK) | 212/424 | 13,56 (без поднесущей) |
В пассивном режиме используются метки NFC — пассивные устройства,
предназначенные для обмена с активными NFC-устройствами. Как и метки RFID,
метки NFC применяются для хранения небольшого количества данных. Всего
определено 4 типа меток (см. табл. 3).
Таблица 3. Типы меток
Тип | 1 | 2 | 3 | 4 |
Стандарт | 14443 А | 14443 В | JIS 6319-4 | 14443 А/В |
Совместимый продукт | Innovision Topaz | NXP Mifare | Sony FeliCa | NXP DESFire, SmartMX-JCOP, др. |
Скорость передачи, кб/с | 106 | 106 | 212, 424 | 106, 212, 424 |
Объем памяти | 96 б, расширение до 2 кб | 48 б, расширение до 2 кб | До 1 Мб | До 32 кб |
Защита от коллизий | Нет | Есть | Есть | Есть |
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?