Номер nfc

Типы NFC-меток

Существует четыре типа меток, описанных NFC-форумом, все они базируются на RFID-протоколах. Это делает NFC метки частично совместимыми со многими уже существующими RFID системами (например, Mifare и FeliCa). Хотя эти более старые системы не поддерживают NDEF, они, однако, могут опознавать NFC метки, которые совместимы с ними.

Например, считыватель RFID, который предназначен для работы с метками Mifare Ultralight, может считать идентификационный номер метки NFC 2 типа, хоть и не может прочитать закодированную NDEF информацию. Есть также пятый тип, который совместим с технологией, но при этом не является частью NFC-спецификации.

Типы 1, 2 и 4 основаны на ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A (состоит из четырёх частей: 1, 2, 3, 4), тип 3 — на ГОСТ Р ИСО/МЭК 18092. Более подробно про каждый из типов можно прочитать под спойлером.

Как пользоваться на смартфоне?

NFC в телефоне: что это как пользоваться? – Это 2 сопряженных вопроса, которые напрямую связаны с названием технологии, которая на русском расшифровывается «коммуникация поля поблизости». Технология является беспроводным методом соединения на небольшом расстоянии. 2 устройства, в которых встроен данный чип могут обмениваться информацией между собой. Дистанция для передачи составляет всего считанные сантиметры. Принцип действия напоминает ИК-порт в старых моделях устройств.

Сегодня NFC монтируется практически во все мобильные устройства, произведённые лидерами рынка. Изначально концепция технологии подразумевала её использование в качестве виртуальной формы дебетовых карточек. Среди вспомогательных полезных сфер использования, появившихся со временем – пропуск в различные учреждения и идентификация личности.

Поддержка технологии началась с Android 4.0, в мобильных платформах встроена функция – Beam для обмена файлами между смартфонами.

Когда режим будет активирован, необходимо перейти к следующему этапу – использованию технологии для необходимой цели (данные или оплата).

Если планируется передавать данные, необходимо обратить внимание на:

• обязательно наличие на смартфонах или планшетах режима NFC в активированном состоянии и вспомогательной функции Android Beam;
• при блокировке или спящем режиме прерывается передача данных;
• при объединении устройств на оптимальном расстоянии будет передан специальный звуковой сигнал, который свидетельствует о вхождении устройства в поле действия NFC;
• нельзя разделяться устройства до момента окончательной передачи данных, о чем будет сообщено посредством особого звукового сигнала.

Сам процесс передачи несложный и он сильно похож на стандартную функцию Bluetooth. Между любыми аппаратами возможно передать данные:

1. Нужно перейти в папку с соответствующим контентом.
2. Соединить устройства тыльными сторонами, расположив впритык друг с другом.
3. Следует ожидать звукового сообщения о нахождении смартфонами друг друга. На экране смартфона для отправки будет сообщение, на которое стоит нажать для начала передачи.

На текущий момент предусмотрено 3 основных способа применения технологии, поэтому вопрос, как пользоваться NFC, не должен приносить неудобств. Владельцам техники предлагается:

• расплачиваться гаджетами в магазинах;
• запускать с помощью меток приложения и программы;
• передавать информацию, используя НФС вместо Bluetooth.

Зная, что такое NFC в смартфоне, пользователи должны понимать, что волноваться о безопасности персональных данных или финансов не стоит. Если не совершать глупостей и серьёзно относиться к защите личной информации, неприятностей не возникнет. А при безответственном отношении пользователям не поможет даже самая надёжная и защищённая система.

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).

Плюсы и минусы оплаты телефоном

Наибольшей популярностью пользуется бесконтактная оплата. Покупка товаров и последующий перевод денег через смартфон обладает рядом важных преимуществ:

• простота процесса;
• возможность не носить с собой карточку;
• надёжность и безопасность финансовой операции;
• постоянное наличие под рукой источника средств.

Явных минусов у электронного платёжного инструмента нет, поскольку все существующие слабости присутствуют и у стандартных банковских карточек.

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.

Функции технологии NFC в повседневной жизни

В повседневной жизни функции NFC связаны с запуском программ и приложений. В результате пользующиеся технологией люди способны:

• моментально запускать навигаторы;
• установить быстрый доступ к виртуальным сервисам;
• включить своеобразный будильник, напоминающий о важных запланированных действиях и делах;
• ускорить процесс запуска техники и программ.

Итоговое назначение зависит от желаний и фантазии пользователя и практически не имеет ограничений (в пределах разумного и возможностей телефонов).

Для оплаты

Важнейшей функцией, как уже говорилось выше, является использование мобильного в качестве удобного платёжного инструмента. Чтобы рассчитаться в магазине за покупки, понадобится:

1. привязать банковскую карту к гаджету;
2. поднести устройство к терминалу (как стандартный «пластик» с технологией PayPass)
3. дождаться считывания платёжной информации;
4. ввести пин-код.
5. После чего останется забрать оплаченный товар.

В доме

Использование НФС в доме зависит в первую очередь от фантазии пользователя. Желающие воспользоваться возможностями системы способны:

• автоматически выключать wi-fi при выходе из квартиры;
• запускать приложение с записной книжкой по утрам;
• отключать ненужные опции перед сном;
• включать будильник.

Указанный выше список приведён для примера, поскольку полный перечень возможностей значительно шире. Главным условием использования данного сервиса станет связь с телефоном, без которой невозможно запрограммировать выполнение заранее выбранных задач и запуск утилит и полезных сервисов.

устройство с настроенным сервисом;

расположенной в нужном месте меткой (о них будет рассказано ниже).

Чтобы запустить или выключить wi-fi, нужно совершить всего пару действий:

1. поднести сотовый к метке;
2. дождаться её считывания;
3. после чего аппарат выполнит предусмотренную настройками задачу.

Ничего дополнительного делать не придётся, поскольку подключение к интернету (или отключение раздачи трафика) уже произойдёт.

В офисе

Процесс использования техники в офисе не сильно отличается от применения приборов в быту и дома. Основная польза, которую способны получить сотрудники офисов, заключается в автоматизации части рабочих процессов. Так, работники способны включать часть важных для их деятельности систем с помощью НФС-меток в одно касание. В результате экономится время, необходимое для активации рабочих процессов.

Альтернативный вариант извлечения пользы связан с передачей небольших файлов и документов. Но он актуален для сотрудников, трудящихся в непосредственной близости друг от друга.

В автомобиле

Наиболее очевидной выгодой от присутствия NFC-меток в транспорте станет упомянутое выше автоматическое включение навигаторов на смартфонах. Водителями автолюбителям достаточно поднести прибор к нужной точке машины и подождать, пока система откроет карту и выстроит подходящий маршрут. Маловероятно, что подобное действие поможет сохранить много времени, но оно обязательно упростит жизнь автовладельцев, избавив их от нужной процедуры запуска GPS-навигаторов и дав право пользоваться онлайн-сервисом без лишних забот.

Создаём распространённые NDEF-записи

NDEF используется для форматирования данных обмена между устройствами и метками. Данный формат типизирует все сообщения, которые используются в NFC, причём не важно для карты это или для устройства. Каждое NDEF-сообщение содержит одну или несколько NDEF-записей. Каждая из них содержит уникальный тип записи, идентификатор, длину и поле для информации, которую нужно сообщить.

Есть несколько распространённых типов NDEF-записей:

1. Обычные текстовые записи. В них можно отправить любую строку, они не содержат инструкций для цели, но содержат метаданные об языке текста и кодировке.
2. URI. Такие записи содержат данные об интернет-ссылках. Цель, получившая такую запись, откроет её в том приложении, которое сможет её отобразить. Например, веб-браузере.
3. Умная запись. Содержит не только веб-ссылки, но и текстовое описание к ним, чтобы было понятно, что находится по этой ссылке. В зависимости от данных записи телефон может открыть информацию в нужном приложении, будь то SMS или e-mail, либо сменить настройки телефона (громкость звука, яркость экрана и т.д.).
4. Подпись. Она позволяет доказать, что информация, которая была передана или передаётся, достоверна.

Можно использовать несколько видов записей в одном NDEF-сообщении.

Можно представить сообщение как параграф, а записи — как предложения. Параграф — определённая единица информации, которая содержит одно или несколько предложений. Тогда как предложение — меньшая единица информации, которая содержит всего одну идею. Например, можно в виде абзаца сделать приглашения на день рождения и написать в отдельных предложениях данные о дате, времени и месте проведения, а с помощью NDEF-сообщений передать друзьям напоминание об этом событии, где будет текстовое сообщение с описанием события, умную запись с местом и веб-ссылку с тем, как добраться до этого места.

Второе главное различие между NFC и RFID — формат обмена данными NFC (NDEF — NFC data exchange format). NDEF определяет формат данных в сообщениях, которые в свою очередь состоят из NDEF записей. Есть несколько видов записей, о которых будет рассказано более подробно чуть ниже. NDEF делает возможным с помощью программного кода управлять процессом чтения и записи NFC-меток, обмена данными при помощи peer-to-peer и эмулирования карт.

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.

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.).

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);

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

Как узнать, поддерживает ли телефон NFC?

Как проверить NFC, имеется ли в оно телефоне? Есть несколько способов:

1. Снять заднюю крышку смартфона и осмотреть батарею аккумулятора, на ней должна быть надпись «NFC».
2. В настройках найти вкладку «Беспроводные сети», нажать на «Еще», если технология есть, появится строчка с названием технологии.
3. Провести рукой по экранчику, открыть шторку уведомлений, где будет прописана такая опция.

Разобравшись с пользой технологии NFC в быту, следует вернуться к её привычному назначению – использованию в качестве платёжного инструмента. Чтобы рассчитываться сотовым в магазинах и проводить оплату услуг в одно касание, требуется соблюдение нескольких условий:

• в аппарате обязан присутствовать специальный чип;
• операционная система должна поддерживать работу утилиты;
• обязательна привязка банковской карты;
• банк должен присоединиться к финансовой системе и разрешить клиентам бесконтактные операции.

Google Pay – это наиболее распространённая разновидность упомянутого финансового онлайн-сервиса, работающего на приборах с операционной системой Android. Они тесно связаны с магазином приложений Google и пользуются всеми предусмотренными расширениями и дополнениями цифровой корпорации. При этом очевидных отличий и важных характерных особенностей процесс платежей не имеет, а потому главной деталью, выделяющей его на общем фоне, станет совместимость с платформой Андроид.

Apple Pay – это полноценный аналог онлайн-сервиса от Гугл, который отличается от него только производителем – корпорацией Apple и совместимыми устройствами, где используется утилита. Подобными аппаратами, на что указывает наименование производителя, станут iPhone и иные аналогичные приборы. Принцип оплаты, несмотря на изменение разработчика, останется неизменным. Достаточно приложить айфон к терминалу и подождать передачи финансовой информации.

Samsung Pay – это третья разновидность финансовой онлайн-системы, позволяющей рассчитываться за товары и услуги в магазинах. Взглянув на название, нетрудно догадаться, в чём заключается её важнейшая отличительная особенность. Корпорация Samsung использует в произведённой технике собственные разработки, к которым относится и Самсунг Пэй.

Microsoft Pay

Не сильно отличается от предложения Гугл и Microsoft Pay. А важнейшая отличительная черта снова связана с производителем. Упомянутая онлайн-система применяется на устройствах, где в качестве основы используется платформа Windows. Естественно, различия в подходах порождают и иные отличительные нюансы и детали, выделяющие программы от разных разработчиков. Но основная масса различий носит «косметический» характер и не повлияет на процесс перевода средств.

Нет никакого смысла перечислять банки и финансовые организации, позволяющие оплачивать покупки без использования «пластика». Список огромен и в него входят не только флагманы банковского сектора, вроде Сбербанка, но и региональные учреждения, например Ак Барс. Поэтому тем, кто надеяться избавиться от карточки, рекомендуется позвонить в контактный центр нужного им заведения и уточнить требуемую информацию у операторов поддержки.

Метки

Выше говорилось, что для работы приложения требуются NFC-метки. Они представляют собой небольшие устройства-наклейки, хранящие небольшой объём информации и передающие его на оказавшееся поблизости устройство. Они работают от магнитного поля, которое вырабатывает телефонный аппарат. Именно это делает их приборами коммуникации «ближнего поля». Они становятся активными только при приближении магнитного поля, которое окружает небольшое пространство вокруг сотового.

В общих чертах описание основных принципов функционирования представлено выше. К сказанному следует добавить, используемые для обмена данными схемы настроены на определённую частоту, что позволяет им работать с максимальной эффективностью. А количество получаемой энергии ограничивает сферу их действия 10 сантиметрами (зачастую расстояние оказывается ещё меньше).

Виды меток

На текущий момент существует 4 типа меток NFC, различающимися базовыми параметрами работы. Определённого названия у них нет, при этом краткая характеристика каждой содержит:

• первой – 48 байт памяти и передача со скоростью до 106 Кбит;
• второй – 2 Кб и ограничение уровня передачи – 106 Кбит;
• третья выделяется увеличением пропускной способности до 212 Кбит;
• четвёртая с памятью 32 Кб и скоростью 424.

Чтобы установить задачу на НФС-метку, потребуется:

1. включить на телефоне приложение для использования технологии;
2. считать метку, поднеся к ней гаджет;
3. выбрать действие, которое должно происходить при установке соединения в будущем;
4. сохранить установленную схему работы.

Заключение

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».