Nfc метка что это такое

Алгоритм работы NFC

У NFC, как и у RFID, при обмене есть инициатор и цель, но новая технология позволяет куда больше, чем простой обмен идентификатором и чтение или запись информации цели. Наиболее значимым различием между этими двумя технологиями является то, что у NFC целями часто являются программируемые устройства, такие как смартфоны. Это означает, что можно обмениваться не только статичными данными, но и каждый раз генерировать ответ на запрашиваемую инициатором информацию.

У NFC устройств есть два режима взаимодействия. Если инициатор излучает радиочастотные волны, а цель за счёт инициатора получает питание, то такой режим взаимодействия называют пассивным. При активном режиме у инициатора и цели свои собственные источники питания, и они независимы друг от друга. Данные режимы совпадают с режимами RFID.

NFC устройства также имеют три способа работы. Они могут работать в режиме чтения информации с цели или записи на неё. Они могут эмулировать карты, ведя себя как RFID-метки, когда они в поле другого NFC или RFID устройства. Или они могут работать в режиме peer-to-peer (P2P), в котором они обмениваются данными сразу в обоих направлениях.

Первым главным отличием NFC от RFID является способ взаимодействия peer-to-peer, который реализован с помощью ГОСТ Р ИСО/МЭК 18092. Обмен данными P2P реализуется двумя протоколами — протоколом подуровня управления логической связью (LLCP — logical link control protocol) и простым протоколом обмена данными NDEF (SNEP — simple NDEF exchange format).

NFC как включить?Как проверить есть ли NFC на Android?

Все очень просто! Для того чтобы узнать есть ли NFC чип на вашем любимом смартфоне или планшете Android и включить при необходимости, вам необходимо перейти в Настройки -{amp}gt; Беспроводные сети (либо Дополнительные функции) -{amp}gt; NFC

Если у вас нет данного параметра в меню, то NFC в вашем Android отсутствует и его ни как не добавить, скачав «программу nfc», либо используя паяльник.

Android Beam это способ передачи информации (как Bluetooth) через чип NFC. Стоит предупредить, что скорость передачи через Android Beam очень мала, поэтому стоит использовать только для переброски небольшой текстовой информации или веб адреса. Для этого нажмите кнопку «расшарить».

После чего поднесите два устройства друг к другу, когда картинка уменьшится на передающем экране, нажмите по нему, чтобы начать передачу.

Архитектура NFC

В архитектуре NFC есть несколько уровней. Самый низкий из них — физический, который реализован ЦПУ и другим аппаратным комплексом, через который происходит взаимодействие. В середине находятся данные о пакетах и транспортный уровень, затем формат данных уровней, и в конце программное обеспечение.

На физическом уровне NFC работает по алгоритму, описанному в ГОСТ для RFID (ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443-2-2014), где говорится о маломощных радиосигналах частотой 13,56 МГц. Затем идёт уровень, который описывает разбивку потока данных на фреймы (ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443-3-2014). Любые радиоконтроллеры, которые используются в телефоне, планшете или подсоединяются к компьютеру или микроконтроллеру, являются отдельными аппаратными компонентами.

Они взаимодействуют с главным процессором посредством одного или нескольких стандартных последовательных протоколов между устройствами: универсальный асинхронный приёмопередатчик (UART), последовательный периферийный интерфейс (SPI), последовательная шина данных для связи интегральных схем (I2C) или универсальная последовательная шина (USB).

Над этим находится несколько протоколов команд RFID, базирующихся на двух спецификациях. NFC чтение и запись меток базируется на оригинальном RFID ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A. Протоколы Philips/NXP Semiconductors Mifare Classic и Mifare Ultralight и NXP DESFire совместимы с ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A. Обмен данными P2P NFC базируется на ГОСТ Р ИСО/МЭК 18092.

Они изображены на рисунке выше на уровне с другими управляющими протоколами, так как они используют одинаковый стандарт.

Как настроить NFC-профиль

Часто забываете свою банковскую кредитную карту? Тогда в таком случае, если ваш Android оборудован NFC чипом, то он сможет легко стать кредиткой картой!

С помощью NFC-стикера вы можете настроить различные профили для удобства работы с мобильным устройством в зависимости от вашего местоположения.

Активация NFC. Если на панели уведомлений вашего смартфона отсутствует иконка активного NFC-модуля, то вы можете включить его с помощью пунктов меню «На­стройки — Беспроводные сети — Включить NFC» или воспользуйтесь специальным виджетом. Затем установите бесплатное приложение Trigger из магазина Play Market.

Режим работы. В открывшемся окне необходимо нажать на значок « ». Перейдите в меню «Настроить задание — — NFC» для создания заданий. Отмечу, что в приложении Trigger пункты, выделенные желтым цветом, будут доступны только после покупки PRO-версии утилиты стоимостью ≈100 рублей. Для дальнейшего использования функций NFC в них нет особой необходимости. Жмем «Далее» для перехода в следующий пункт меню.

Создание задачи. В пункте меню «Настроить задание» нажмите « » и в списке заданий активируйте необходимые задачи. Для профиля «На работе» выберите «Беспроводные и локальные сети — Wi-Fi Вкл/выкл», «Беспроводные и локальные сети — Вкл/выкл мобильные данные», а также «Звуки и громкость — Звуковой профиль».

Для подтверждения нажмите «Далее» и выберите в меню «Включить» или «Выключить» данные функции (пункты меню будут отображаться с левой стороны каждой строки). Затем необходимо включить Wi-Fi, выключить мобильные данные, а в строке «Звуковой профиль» выбрать пункт «Вибрация» и нажать кнопку «Добавить в задание».

После этого дайте имя данному заданию — например, «На работе» — и нажмите «Далее». В пункте меню «Настроить переключатель» вы можете настроить последовательность задач, которую приложение Trigger будет поочередно выполнять после подключения смартфона к NFC-метке. Для завершения работы в профиле «На работе» снова выберите те же функции, только в этот раз выключите Wi-Fi, включите мобильные данные и деактиви­руйте «Звуковой профиль», либо задайте настройки по своему усмотрению. Нажмите «Добавить в задание» и задайте имя, например, «Домой». Теперь осталось нажать кнопку «Готово».

Сохранение профиля и настройка стикера. Сохраните профиль на NFC-стикере, приложив к нему ваш смартфон тыльной стороной либо же просто положите на него ваше мобильное устройство. Для обмена данными расстояние между смартфоном и меткой должно составлять несколько миллиметров, поэтому рекомендую заранее продумать место размещения NFC метки.

Защита от записи. После всех вышеупомянутых действий вы можете открыть меню настройки, которое находится в верхней части экрана, чтобы активировать защиту от другой записи на NFC-метке, но в этом случае информацию на стикере невозможно будет перезаписать. Проблемы с записью информации на NFC-метку могут также возникнуть и при условии, если приложение Trigger должно включать профиль, который уже заранее был запрограммирован на стикере. В этом случае вам понадобится Tool Tag Reuse Plugin — бесплатное приложение из Play Market, которое не нуждается в дополнительной настройке.

Управление временем работы. Если с помощью профиля «На работе» вы хотите контролировать время вашей работы, в этом поможет бесплатное приложение Time recording (учет времени) из Play Market. Настроек в нем не требуется: с помощью кнопок «Проверить сейчас» («Check it now») и «Выключить проверку» («Check out now») можно вручную ввести данные, а с помощью «Изменить задание» («Switch task») переключаться с одного задания на другое, например, «Мои задания — [Название вашего задания]».

В пункте меню «Настроить задание» выберите « — Приложения и ярлыки — Открыть приложение» и подтвердите настройки, нажав «Далее». В появившемся окне меню среди приложений выберите пункт «Учет времени» (Time recording — Timesheet), а в следующем меню выберите «соm.dynamicg.timerecording.PublicServices$Checkln».

Структура NDEF

NDEF содержит информацию о байтовом представлении сообщений, которые могут содержать несколько записей. У каждой записи есть заголовок, в котором находятся метаданные (тип, длина и т.д.), и информацию для отправки. Если вернуться к аналогии с параграфом, то параграф формируется из предложений, относящихся к одной теме, так и в NDEF-сообщениях — хорошо, когда все записи относятся к одной тематике.

NDEF-сообщения в основном короткие, каждый обмен состоит из одного сообщения, каждая метка также содержит одно сообщение. Так как обмен NFC данными происходит при касании одного устройства другим или меткой, то будет неудобно передавать в одном сообщении текст целой книги, поэтому длина NDEF-сообщения сопоставима с длиной абзаца, но не целой книги.

NDEF-запись содержит информацию для пересылки и метаданные, как эту информацию интерпретировать. Каждая запись может быть разного типа, о чем объявляется в заголовке этой записи. Также в заголовке описывается какое место занимает запись в сообщении, после заголовка следует информация. На рисунке ниже представлена полная информация о расположении бит и байт информации в NDEF-записи.

Другие функции

NFC-чипы могут находиться в ценниках в супермаркетах или в музеях на табличках с информацией при сканировании которых вас будет перебрасывать на веб адрес с дополнительной, полной информацией о товаре или стенде.

Вот и все! Оставайтесь вместе с сайтом Android 1, дальше будет еще интересней! Больше статей и инструкций читайте в разделе Статьи и Хаки Android.

Какой длины может быть NDEF-сообщение?

Место на информацию в NDEF-записи ограниченно по размерам 2^32-1 байтами, однако можно делать цепочки записей внутри сообщения, чтобы переслать информацию большего размера. В теории нет ограничений на NDEF-сообщения, но на практике размер сообщения ограничивается возможностями устройств или меток, участвующих в обмене информацией.

Если в обмене участвуют только устройства, то длина сообщения будет ограничена вычислительной мощностью самого слабого из устройств, но стоит учесть, что устройства придётся долго держать рядом для пересылки всех данных. При взаимодействии смартфона и карты длина сообщения будет ограничена размером памяти карты.

В общем, обмен данными через NFC достаточно быстрый. Человек подносит мобильное устройство к метке, происходит краткий обмен информацией, и человек идёт дальше. Данная технология не была спроектирована для длительных обменов информацией, потому что устройства в буквальном смысле должны находится в паре сантиметров друг от друга.

Для того чтобы передать большой объем информации, устройства придётся держать друг рядом с другом длительное время, это может быть неудобным. Если нужно длительное взаимодействие между устройствами, то можно воспользоваться NFC для быстрого обмена данными о возможностях устройств и последующего включения одного из более подходящих способов передачи данных (Bluetooth, Wi-Fi и т.д.).

Принцип работы

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.

NFC метки называют «пассивными устройствами», ведь они не способны работать, если не выполнено два условия: нет питания, метка находится вне зоны активации. Они не могут сообщать сами ту информацию, которую нужно передать. Метки лишь передают информацию на активные устройства, при помощи которых можно считать сообщение, например, с помощью смартфона.

Чтобы запитать метку, применяется электромагнитная индукция. Практически аналогичная технология применяется для работы зарядных устройств типа A4WP. Здесь за магнитное поле отвечает «активное устройство» — например, смартфон. Поле появляется за счет небольшой катушки с проводом, производящей магнитные поля. Они находятся перпендикулярно потоку переменного тока в проводе.

При этом регулировать силу магнитного поля можно, изменяя количество витков на катушках или увеличивая силу тока. Поскольку такая работа требует достаточно много энергии, нельзя допускать, чтобы количество элементов, потребляющих ее, было большим. Именно поэтому NFC работает лишь на расстоянии нескольких сантиметров.

Пассивные устройства, то есть сами метки, работают в точности наоборот. Если такая метка попадает в магнитное поле, в приемной катушке возникает ток. Несмотря на возникающие электрические потери, небольшие расстояния позволяют избегать ошибок и передавать сигнал достаточно четко, чтобы можно было совершить определенное действие. Сами схемы настраиваются на указанную частоту, это повышает их чувствительность к сигналам на ней.

Читаем NDEF-сообщение

Когда телефон на Android считывает NFC-метку, он сначала её обрабатывает и распознает, а затем передаёт данные о ней в соответствующее приложение для последующего создания intent. Если с NFC может работать больше одного приложения, то появится меню выбора приложения. Система распознавания определяется тремя intent, которые перечислены в порядке важности от самой высокой до низкой:

1. ACTION_NDEF_DISCOVERED: Этот intent используется для запуска аctivity, если в метке содержится NDEF-сообщение. Он имеет самый высокий приоритет, и система будет запускать его в первую очередь.
2. ACTION_TECH_DISCOVERED: Если никаких activity для intent ACTION_NDEF_DISCOVERED не зарегистрировано, то система распознавания попробует запустить приложение с этим intent. Также этот intent будет сразу запущен, если найденное NDEF-сообщение не подходит под MIME-тип или URI, или метка совсем не содержит сообщения.
3. ACTION_TAG_DISCOVERED: Этот intent будет запущен, если два предыдущих intent не сработали.

В общем случае система распознавания работает, как представлено на рисунке ниже.

Когда это возможно, запускается intent ACTION_NDEF_DISCOVERED, потому что он наиболее специфичный из трёх. Более того, с его помощью можно будет запустить ваше приложение.

Если activity запускается из-за NFC intent, то можно получить информацию с отсканированной NFC-метки из этого intent. Intent может содержать следующие дополнительные поля (зависит от типа отсканированной метки):

• EXTRA_TAG (обязательное): объект Tag, описывающий отсканированную метку.
• EXTRA_NDEF_MESSAGES (опциональное): Массив NDEF-сообщений, просчитанный с метки. Это дополнительное поле присуще только intent ACTION_NDEF_DISCOVERED.
• EXTRA_ID (опциональное): Низкоуровневый идентификатор метки.

Ниже представлен пример, проверяющий intent ACTION_NDEF_DISCOVERED и получающий NDEF-сообщения из дополнительного поля.

Kotlin

override fun onNewIntent(intent: Intent) {
    super.onNewIntent(intent)
    ...
    if (NfcAdapter.ACTION_NDEF_DISCOVERED == intent.action) {
        intent.getParcelableArrayExtra(NfcAdapter.EXTRA_NDEF_MESSAGES)?.also { rawMessages -{amp}gt;
            val messages: List = rawMessages.map { it as NdefMessage }
            // Обработка массива сообщений.
            ...
        }
    }
}

@Override
protected void onNewIntent(Intent intent) {
    super.onNewIntent(intent);
    ...
    if (NfcAdapter.ACTION_NDEF_DISCOVERED.equals(intent.getAction())) {
        Parcelable[] rawMessages =
            intent.getParcelableArrayExtra(NfcAdapter.EXTRA_NDEF_MESSAGES);
        if (rawMessages != null) {
            NdefMessage[] messages = new NdefMessage[rawMessages.length];
            for (int i = 0; i {amp}lt; rawMessages.length; i  ) {
                messages[i] = (NdefMessage) rawMessages[i];
            }
            // Обработка массива сообщений.
            ...
        }
    }
}

Kotlin

val tag: Tag = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG)

Tag tag = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG);

Где можно купить метки

Прежде всего, nfc метки купить можно на различных китайских сайтах в разделе «гаджеты и аксессуары». Их продают небольшими партиями (по 10 штук), однако можно найти выгодные варианты по 100 и больше меток. Важно прочитать всю информацию об активности меток и способе их программирования, а также совместимости.

В среднем стоимость каждой метки может колебаться от 20 до 40 рублей, но если покупать их оптом, выйдет значительно дешевле. Кроме того, метки часто продаются в салонах сотовой связи.

Создаём распространённые NDEF-записи

Существует несколько методов для создания NDEF-записи: createUri(), createExternal() и createMime(). Лучше использовать один из них во избежание ошибок, которые могут возникнуть при создании записи вручную. Все примеры, представленные ниже, следует отправлять первым сообщением при записи метки, либо сопряжением с другим устройством.

Kotlin

Вместо заключения

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.

Технология NFC добавляет многообещающую функциональность к технологии RFID. Наиболее значимое нововведение — формат обмена данными NFC (NDEF), который предоставляет возможность форматировать обычные данные в одну из четырёх технологий меток NFC. NDEF может быть использован как для обмена данными между устройством и меткой, так и для обмена между устройствами. Это делает NFC пригодным не только как способ идентификации, но и как средство обмена короткими блоками данных.

Более подробно об NFC или NDEF можно почитать в книге Tom Igoe, Don Coleman, and Brian Jepson «Beginning NFC. Near Field Communication with Arduino, Android, and PhoneGap».