Руководство для начинающих по NFC: все, что вам нужно знать о NFC — Xinyetong

Бесконтакт: что такое nfc и как программисту с ним работать

Nfc: настоящее и будущее технологии

Привет, хабравчане!

О технологии NFC сейчас не говорит лишь ленивый. Тем более странным выглядит факт, что полной и интересной информации об этой заманчивой технологии на Хабре почти нет. Nokia стояла во главе ассоциации NFC Forum, созданной для продвижения использования NFC в мобильных устройствах и бытовой электронике, а значит, нам есть, что рассказать.

NFC (Near Field Communication, «Коммуникация ближнего поля» или «связь ближнего действия») — это технология беспроводной высокочастотной связи малого радиуса действия, обеспечивающая обмен данными между устройствами на расстоянии нескольких сантиметров. Она объединяет интерфейс смарт-карты и считывателя в единое устройство. Иными словами, обычному пользователю NFC позволяет быстро перекинуть контакт или видеоролик с одного смартфона на другой простым прикосновением этих устройств, а также совершать бесконтактные платежи, заменив банковские карты. Как это будет выглядеть на примере смартфонов Nokia, можно посмотреть на следующем ролике:

На самом деле применений технологии NFC можно найти целую массу. С таким чипом (и с соответствующим программным обеспечением) смартфон уже сейчас может заменить банковские карты, транспортные билеты, скидочные карты и смарт-карты доступа, билеты в кино и парковочные карты. При распространении технологии NFC в ход пойдут и интерактивные рекламные доски (так называемые смарт-плакаты), при взаимодействии с которыми смартфоны смогут считывать с них информацию. В недалёком будущем инициализацию Bluetooth-соединения между устройствами можно будет ускорить именно благодаря NFC: десятая доли секунды (против шести секунд) — и устройства нашли друг друга. Поднеся к телевизору смартфон точно так же можно будет быстро установить соединение для стриминга видеозаписей или фотографий на большой экран. Забегая совсем вперёд (если вас не пугают футуристические взгляды) можно сказать, что с широким распространением NFC смартфоны смогут заменить вам ключи от дома и автомобиля. К слову, некоторые производители автомобилей (например, BMW) уже сейчас занимаются разработкой ключей по технологии NFC.

Руководство для начинающих по NFC: все, что вам нужно знать о NFC - Xinyetong

Из соображений безопасности многим вряд ли захочется возложить на смартфон функции банковской карты и ключа от дома, тем более одновременно. Но давайте сначала попробуем разобраться со спецификацией технологии и её историей, и уже после этого судить NFC.

  1. В бородатом 1983 году начинается история NFC. 17 мая того года Чарльз Вэлтон, электротехник по образованию, получает патент на «портативный радиочастотный излучатель-идентификатор». Так появляется само понятие RFID.
  2. 18 марта 2004 года компании Nokia, Royal Philips Electronics и Sony Corporation организуют NFC Forum — некоммерческую ассоциацию для продвижения и стандартизации технологии NFC для использования в бытовой электронике, компьютерах и мобильных устройствах.
  3. В 2006 году появляется первоначальная спецификация NFC-тегов и выходит первый коммерческий телефон с NFC-чипом Nokia 6131.
  4. В мае 2009 года NFC Forum представляет режим peer-to-peer для передачи между устройствами с NFC-чипами различной информации: ссылок, контактов, данных для установления связи через Bluetooth.
  5. В марте 2021 года к NFC Forum присоединяется компания Google.
  6. В мае 2021 года Google анонсирует Google Wallet, мобильное приложение для привязки банковских карт к смартфонам с NFC-чипами. Вскоре пользователи смогут заменить кредитки своим смартфоном.
  7. В августе 2021 года Nokia объявляет о том, что все предстоящие Symbian-смартфоны будут комплектоваться чипами NFC.

Как видно, NFC Forum оказывает огромное влияние на ход развития технологии NFC, однако за её развитием стоят и другие участники. Так, глобальная торговая ассоциация операторов мобильной связи GSM Association (около 800 операторов, представленных в 219 странах мира) подала две значимые инициативы касательно NFC:
1) Mobile NFC Initiative. В рамках данной инициативы основные операторы, контролирующие почти половину глобального рынка, описали (pdf) своё видение технологии NFC.
2) Pay Buy Mobile Initiative. На этот раз операторы постарались определить (pdf) глобальный подход к использованию технологии связи ближнего действия в мобильных устройствах для взаимодействия с платёжными системами.

Помимо GSMA в жизни NFC участвует европейский консорциум StoLPaN (Store Logistics and Payment with NFC), созданный для изучения возможностей интеграции NFC, беспроводных сетей обмена данными, и мобильного обмена информацией.

Технология NFC является логическим продолжением технологии RFID, и её основное отличие от последней — ограниченный радиус действия. В то время, как дистанция считывания активных RFID-меток может достигать нескольких сотен метров, метки NFC доступны лишь в пределах 5-10 сантиметров. Рабочая частота NFC-чипов находится в нелицензируемом радиочастотном диапазоне ISM band, использующимся для промышленных, медицинских и научных целей, и составляет 13,56 МГц, а скорость передачи информации может быть равна 106, 212 или 424 кбод/сек.

NFC поддерживает RFID стандарты ISO 14443/Mifare, FeliCa и ISO/IEC 18092. Карты, выполненные по стандарту ISO 14443, в народе называются БСК — бесконтактные смарт-карты, — именно они используются в нашем метро; для мобильных платежей и оплаты билетов в общественном транспорте Китая и Японии используется технология FeliCa. Как и в стандарте ISO 14443/Mifare в NFC связь поддерживается посредством взаимной индукции рамочных антенн. Как видите, технология полностью подходит под ранее сложившуюся инфраструктуру транспортных карт и мобильных платежей.

Руководство для начинающих по NFC: все, что вам нужно знать о NFC - Xinyetong

NFC Forum определил три коммуникационных режима работы NFC-чипов:

  • Режим peer-to-peer. В данном случае два устройства связываются друг с другом для обмена информации между собой. С помощью p2p передаются контакты между смартфонами с NFC-чипами, происходит мгновенная передача настроек с WiFi-роутера на мобильное устройство (да-да, такое тоже возможно!). В этом режиме можно будет объединять смартфоны для создания мультиплеерных игр. Для Nokia есть NFC-версии хитов Angry Birds и Fruit Ninja, часть уровней в которых открываются только при соединении через NFC с другим смартфоном.
  • Режим считывателя. В этом режиме ваш смартфон выступает в роли сканера современных аналогов штрих-кодам — NFC-меткам, содержащим различную дополнительную информацию. К слову, NFC-метки в последнее время всё чаще вытесняют штрих-коды: их можно встретить на продуктах питания в супермаркетах (чтобы быстро узнать срок годности и состав), а также рекламных щитах с целью быстро передать рекламную информацию.
  • Режим эмуляции карт. Именно этот режим чаще всего ассоциируется с технологией NFC. Благодаря режиму эмуляции карт ваш смартфон может «прикинуться» вашей банковской картой или проездным билетом на метро, тем самым сузив толщину вашего кошелька (в прямом смысле, а не в переносном).
Читайте ещё про NFC:  На каких устройствах работает оплата Samsung Pay в России?

Руководство для начинающих по NFC: все, что вам нужно знать о NFC - Xinyetong

К слову, режим эмуляции карт — самый интересный, особенно с учётом позавчерашнего выхода Google Wallet.

Google Wallet — это первое массовое приложение для смартфонов для осуществления бесконтактных платежей в одно касание. Добиться такого, конечно, удалось благодаря использованию NFC-чипов в смартфонах. Несмотря на то, что приложение доступно лишь американским пользователям оператора Sprint со смартфоном Google Nexus S 4G, которые к тому же должны являться клиентами банка Citi с картами MasterCard, его потенциал огромен. В дальнейшем Google планирует добавить поддержку других платёжных сетей (Visa, Discover и American Express уже объявили о сотрудничестве с поисковиком) и целого ряда новых смартфонов с NFC-чипами. А их будет предостаточно: анонсированные недавно Nokia 600, Nokia 700 и Nokia 701 будут с NFC-чипами; уже вышедший Nokia C7 также получит поддержку NFC с выходом Symbian Belle; более того, все последующие Symbian-смартфоны будут оснащаться NFC-чипами.

На счёт безопасности при совершении покупок через Google Wallet не стоит беспокоиться. Во-первых, данные банковских карт хранятся не в памяти телефона, а на специальном чипе PN65. Данный чип используется в картах стандарта EMV; о его безопасности говорят следующие детали: чип шифрует все данные, имеет автономное питание, удаляет всю информацию при попытке физического взлома. Во-вторых, NFC-антенна не работает, если телефон выключен или заблокирован, а обмен данными с банком осуществляется при помощи технологии FirstData, обеспечивающей максимальную защищённость. В-третьих, пока пользователь не ввёл PIN-код, никакие данные с устройства считать невозможно в принципе.

В остальном мире технология NFC тоже набирает обороты.

Производители мобильных устройств всё чаще встраивают NFC. Nokia здесь безусловный лидер — все новые смартфоны компании на базе Symbian будут оснащены данными чипами. Впрочем, другие производители тоже стараются не отставать, не считая компании HTC и Apple, которые до сих пор игнорируют внедрение технологии в свои устройства.

NFC совсем скоро появятся в ноутбуках и нетбуках. На состоявшейся неделю назад конференции BUILD компания Microsoft заявила поддержку NFC в готовящейся к выходу операционной системе Windows 8. Розданные посетителям планшетные компьютеры с предустановленной Windows 8 уже имели NFC на борту.

В Японии и Южной Корее японскими KDDI, Softbank и корейской SK Telecom реализована в тестовом режиме поддержка NFC в банкоматах, магазинах, ресторанах, такси, на автомобильных заправках. О разработке международной системы бронирования билетов с поддержкой NFC сообщила компания DoCoMo в сотрудничестве с корейскими корпорациями KT и Samsung, хотя их технология несколько отличается от международного стандарта и не согласована с GSMA.

В конце 2021 года Telefónica, La Caixa и Visa запустили пилотный проект, охватывающий поддержкой NFC около 1500 европейских пользователей и 500 магазинов. В США в конце 2021 года AT&T Mobility, T-Mobile USA и Verizon Wireless объединились для создания ISIS, всеамериканской системы оплаты с использованием NFC. План внедрения системы рассчитан на 18 месяцев.

В России новая технология также нашла своё распространение.

  1. Пока МТС тестирует проход через турникеты в московском метрополитене с помощью мобильных телефонов, Мегафон и Билайн занимается тем же самым в Санкт-Петербурге. К слову, все эти решения от мобильных операторов реализованы на основе периферийных устройств, добавляющих поддержку NFC в телефоны без изначальной поддержки устройством соответствующей технологии. Эти периферийные устройства выполнены в формате MicroSD и UICC SIM-карт со встроенными беспроводными чипами, соответствующими стандарту бесконтактных карт ISO 14443/Mifare. Такие устройства бывают как со встроенной, так и без встроенной антенны. И, хотя из-за своего форм-фактора они подходят далеко не к каждому мобильному устройству, благодаря таким периферийным устройствам технологией NFC можно будет насладиться до массового появления телефонов со встроенной поддержкой технологии.
  2. Компания «АмбикТэк СПб» и ГУ «Организатор перевозок» внедряют в Северной столице проездные карты «Подорожник», позволяющие оплачивать ещё и проезд на наземном транспорте, а также работает над интеграцией в них магазинных дисконтных карт и бонусных систем.
  3. Мы с компанией «Технологии процессинга» в конце 2021 года начали тестовое внедрение NFC-системы оплаты проезда в авиаэкспрессе Москва – ”Шереметьево” и “Шереметьево” – Москва. В данном случае используются телефоны Nokia, поддержка NFC в которых существует изначально. Периферийные устройства для этого использовать не надо; всё, что требуется от пользователя — это установить специальное приложение на телефон Nokia для оплаты проезда.

Где используются rfid-метки

Технология RFID (радиочастотная идентификация) основана на использовании электромагнитного радиочастотного излучения. RFID применяют для учета объектов.

RFID-метка что это — миниатюрное устройство. Rfid активные метки состоят из микрочипа, который хранит в себе информацию и антенны, с помощью которой метка может передавать или получать данные. Такая RFID-метка имеет свой источник питания, но большинство меток в питании не нуждаются (пассивные).

В памяти подобной системы хранится уникальный номер и различная информация. Если метка попадает в место регистрации, данная информация принимается к RFID-считывателем.

Для передачи пассивные метки используют энергию считывателя. Накопив энергию, метка начинает передачу данных. Дистанция регистрации для пассивных меток составляет 0,05 — 10 метров, в зависимости от RFID-считывателя и устройства метки. Следует также учитывать что существуют различные типы rfid меток.

Высокочастотные RFID-метки, работающие на частотах 13,56 МГц;Ультравысокочастотные метки, работающие в частотах 860-960 МГц. Этот диапазон используется в Европе.

  1. ReadOnly-устройства, на которые можно записывать информацию единожды, а дальнейшее изменение, либо удаление информации невозможно;
  2. WORM-устройства — RFID-радиометки, которые позволят однократно записывать и считывать все данные. Изначально в памяти не хранится информации, все данные вносятся пользователем, однако после записи перезаписать или же удалить информацию невозможно;
  3. R/W-приборы, которые позволяют считывать или записывать информацию. Это более прогрессивная группа приборов, так как данные метки позволяют перезаписывать и удалять даже различную ненужную информацию. Rfid метки запись происходит с их же помощью.

Технология RFID метки и области применения — используется в производстве, торговле, в системах управления и контроля за доступом, в системах защиты от подделок документов и прочих областях.

  • В сфере розничной торговли: для контроля за перемещением товара между складом и магазином, предотвращения краж, удобства проведения инвентаризации.
  • В отрасли производства и продажи меховых изделий: для обязательной маркировки шуб и меховых изделий контрольным идентификационным знаком.
  • В складских и логистических комплексах: для отслеживания перемещения товаров, увеличения скорости приемки и отгрузки, снижения влияния человеческого фактора.
  • На производствах: для контроля за персоналом и транспортом, обеспечения безопасности и предотвращения нештатных ситуаций, учета сырья.
  • В системах контроля доступа и платежных системах: для реализации бесконтактного автоматического доступа, оплаты услуг с помощью терминалов.
Читайте ещё про NFC:  Оплата с помощью телефона в метро и автобусе: как рассчитаться за проезд с IPhone или Android, как приобрести мобильный билет и проходить через турникет по NFC?
  • приложения контроля доступа;
  • приложения контроля и учета рабочего времени;
  • идентификация транспортных средств;
  • автоматизация производства;
  • автоматизация складской обработки.
  • Большое расстояние считывания
  • Независимость от ориентации метки и ридера
  • Скорость и точность идентификации
  • Возможность работы через материалы, пропускающие радиоволны, нет необходимости в прямой видимости
  • Возможность считывания метки с двигающегося объекта
  • Возможность хранения дополнительной информации на метке и ее перезаписи
  • Сложность подделки RFID-меток
  • Одновременное чтение нескольких меток (при наличии антиколлизионной фунции)
  • Устойчивость к воздействиям окружающей среды, длительный срок эксплуатации

Удобство, дешевизна, простота и способность работать годами — благодаря такому набору качеств RFID-метки захватили множество сфер бизнеса и бытовой жизни. Применение подобной метке можно найти буквально везде — даже для сортировки своих носков после стирки, чтобы больше никогда не терять им пару.

Кстати о носках — миниатюрный размер RFID-чипа идеально подходит для текстильной промышленности. В данном случае чаще всего мы встречаемся с тегом-наклейкой. Благодаря индивидуальному коду каждого чипа RFID-система облегчает множество действий:

  • учёт товара
  • сбор статистики для отчёта
  • инвентаризация запасов
  • маркировка шуб и прочих изделий из меха контрольным идентификационным знаком согласно условиям постановления Правительства РФ в целях борьбы с контрабандой, браконьерством и подделкой
  • защита от краж и контрафакта

Индивидуальный код метки сканируется ручным считывателем прямо на кассе, подключённой к общей базе данных магазина, что позволяет контролировать и отслеживать товарооборот в режиме online. А сама метка-наклейка легко удаляется с ткани потребителем или продавцом после продажи, не вызывая никаких вопросов.

Система учёта и регистрации транспортных средств при помощи RFID-чипов позволяет автоматически назначать автомобилям различные статусы, гибко меняя разрешение на въезд или выезд, учитывать и отслеживать перемещение автотранспорта и оперировать данной информацией в автоматическом режиме, в том числе online.

  • журнал перемещений транспорта
  • вес груза
  • техническое состояние автомобиля
  • наличие свободных пассажирских мест

Глоссарий

В таблице 1 перечислены использованные в этом документе термины, касающиеся технологии NFC.

Таблица 1. Терминология для технологии NFC

ТерминОпределение
NFCКоммуникационная технология ближнего радиуса действия (Near-Field Communication)
«Форум NFC»Ассоциация производителей, обеспечивающих развитие технологии NFC
Устройство «Форума NFC»Устройство, соответствующее спецификациям «Форума NFC»
АктивностьПроцесс внутри устройства NFC с заранее определенными предварительными и конечными условиями. Активность начинается только тогда, когда выполняются предварительные условия. По завершении активности оказываются выполненными конечные условия
ИнициаторФункция NFC-устройства в режиме опроса, когда устройство обменивается данными, используя протокол NDEP
Целевое устройствоФункция устройства «Форума NFC» в ряде действий, когда устройство обменивается данными, используя протокол NDEP
Режим опросаПервоначальный режим устройства NFC, когда оно генерирует несущую частоту и опрашивает другие устройства
Опрашивающее устройство (poller)Устройство «Форума NFC» в режиме опроса, также используемое в качестве PCD, определенного в соответствии с ISO/IEC
Режим прослушиванияПервоначальный режим для устройства NFC, когда оно не генерирует несущую частоту. В этом режиме устройство «прослушивает» РЧ-поле другого устройства
Прослушивающее устройствоУстройство «Форума NFC» в режиме прослушивания, также используемое в качестве PICC, определенного в соответствии с ISO/IEC
PCD – Proximity coupling device (VCD – Vicinity Coupling Device)Вплотную (Proximity) или на удалении (Vicinity) взаимодействующее устройство, – ряд технологий, определенных в стандартах ISO/IEC для устройств считывания/записи с определенным набором команд
PICC – Proximity inductive coupling card (VICC – vicinity integrated circuit card)Карта с ИС, действующая при касании или на удалении (Proximity, Vicinity) – ряд технологий, определенных в стандартах ISO/IEC для карт, с определенным набором команд
КартаPICC в форме кредитной карты без собственного источника питания, не генерирующая электромагнитное РЧ-поле и способная взаимодействовать с устройством считывания/записи
МеткаPICC в форме наклейки, электронного брелока и других подобных устройств, без собственного источника питания, не генерирующая электромагнитное РЧ-поле и способная взаимодействовать с устройством считывания/записи
PeerОдно из двух взаимодействующих NFC-устройств в режиме равноправной коммуникации
Режим считывания/записиРежим, в котором NFC-устройство, находясь в состоянии опроса, выполняет ряд действий и ведет себя как PCD
Эмулятор картыРежим, в котором NFC-устройство, находясь в состоянии прослушивания, выполняет ряд действий и ведет себя как PICC
Равноправное соединение (Peer-to-peer, P2P)Определенный «Форумом NFC» коммуникационный режим, который используется для связи между двумя устройствами и обеспечивает наиболее быстрый обмен данными
Активное устройствоОдно из взаимодействующих устройств NFC, которое временно генерирует собственное электромагнитное РЧ-поле
Пассивное устройствоОдно из взаимодействующих устройств NFC, которое не генерирует собственное электромагнитное РЧ-поле
Активный режимОдин из двух режимов работы (по определению «Форума NFC»), в которых активное устройство взаимодействует с пассивным
Пассивный режимОдин из двух режимов работы (по определению «Форума NFC»), в которых активное устройство взаимодействует с пассивным.
RFРадиочастотное поле (радиочастота, РЧ)
RFID (Radio-Frequency Identification)Радиочастотная идентификация – стандартизированная технология, являющаяся основой для технологии NFC
NDEP (NFC Data Exchange Protocol)Протокол обмена данными NFC, определенный в ISO/IEC 18092 как полудуплексный протокол поблочной передачи данных
NFCIP (NFC Interface and Protocol)Интерфейс и протокол NFC
NDEF (NFC Data Exchange Format)Формат обмена данными NFC
DEP (Data Exchange Protocol)Протокол обмена данными
SNEP (Simple NDEF Exchange Protocol)Простой протокол обмена NDEF
HFВысокая частота
MCUМикроконтроллер, МК
ISO (International Standardization Organization)Международная организация по стандартизации
IEC (International Electro-technical Commission)Международная электротехническая комиссия
ASK (Amplitude Shift Keying)Амплитудная манипуляция, АМ
FSK (Frequency Shift Keying)Частотная манипуляция, ЧМ
PSK (Phase Shift Keying)Фазовая манипуляция, ФМ
OOK (On-Off Keying)Передача сигнала с амплитудной манипуляцией
VHBR (Very High Bit Rate)Сверхскоростная передача данных
ECMA (European Computer Manufacturers Association)Европейская ассоциация производителей компьютеров
URIУнифицированный идентификатор ресурса: URL для унифицированного адреса ресурса; URN для унифицированного названия ресурса
MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions)Многоцелевые расширения электронной почты, стандарт интернета, расширяющий формат электронной почты
FELICA®, net FeliCa®Система смарт-карт RFID от компании Sony

Как работает nfc?

Вы наверняка знаете, что NFC расшифровывается как Near Field Communication или по-русски — связь ближнего действия.

Но это не обычная передача данных по радиоволне. В отличие от Wi-Fi и Bluetooth NFC устроен хитрее. В основе лежит электромагнитная индукция. Это очень крутая штука из школьной программы, напомню.

Идея в том, что вы берете один проводник, в котором нет электричества. И кладете рядом с ним второй проводник, в котором есть электричество. И знаете, что? В первом проводнике, где электричества не было, начинает течь ток!

Круто, да?

Когда мы впервые про нее узнали, подумали, что такое невозможно! Серьезно? Вы гоните! Пошли играть в Counter Strike, пацаны.

Ну так вот, когда вы подносите смартфон к какой-нибудь NFC метке без питания, этого крошечного электромагнитного поля от смартфона достаточно, чтобы внутри метки побежали электроны, и заработали микросхемы внутри неё.

Ах да. В каждой метке есть крошечная микросхема. Например, в банковских картах микрочип запускает даже простенькую версию Java. Каково?

Может быть вы ещё слышали аббревиатуру RFID. Её разработали лет на 30 раньше. Она расшифровывается как радиочастотная идентификация. И по сути только для идентификации и подходит. Во многих офисных центрах пропуска до сих пор с RFID.

Читайте ещё про NFC:  Cчитыватели RFID (РФИД) и модуль для RFID меток

https://www.youtube.com/watch?v=gDF8cnVElPk

Так вот NFC является продвинутой веткой стандарта RFID и читает часть таких меток. Но главное отличие в том, что NFC умеет еще и передавать данные, в том числе зашифрованные.

NFC работает на частоте 13,56 МГц, что позволяет развить неплохую скорость от 106 до 424 Кбит/с. Так что mp3-файл скачается за пару минут, но только на расстоянии до 10 см.

Физически NFC — это маленькая катушка. Например в Pixel 4 прикреплена к крышке и выглядит вот так.

А так в Xiaomi Mi 10 Pro:

И тут как раз пора поговрить о том, что умеет делать NFC?

Работа этой технологии и смежных, вроде RFID, описаны в стандарте ISO 14443.  Там еще много чего свалено в кучу: например, итальянский протокол Mifare и VME — это в банковских картах.

NFC — это своего рода USB Type-C в мире беспроводных технологий, если вы понимаете, о чем я.

Но главное вот что. NFC может работать в трех режимах:

  1. Активный. Когда девайс считывает или записывает данные с метки или карточки. Кстати, да, данные на NFC метки можно и записывать.
  2. Передача между равноправными устройствами. Это когда вы подключаете к смартфону беспроводные наушники или используете Android Beam — помните такое. Там по NFC происходило подключение, а сама передача файла шла уже по Bluetooth.
  3. Пассивный. Когда наше устройство прикидывается чем-то пассивным: платежной картой или проездным.

Зачем NFC, если есть Bluetooth и Wi-Fi, ведь у них и скорость, и радиус действия больше.

Бонусы NFC вот в чем:

  1. Мгновенное подключение — одна десятая секунды.
  2. Низкое энергопотребление — 15 мА. У Bluetooth до 40 мА.
  3. Теги не требуют собственного питания.
  4. И не столь очевидное — малый радиус действия, что необходимо для безопасности и оплаты.

Есть правда еще Bluetooth Low Energy, но это отдельная история.

Считыватели nfc

Считыватель NFC может устанавливать и поддерживать коммуникации с меткой или контроллером во всех режимах NFC.

Продукция STMicroelectronics ориентирована для всех основных рыночных сегментов использования NFC:

  • физический доступ – поддержка всех типов меток и карт NFC с 1 по 5 и всех протоколов;
  • общественный транспорт – обработка ISO 14443A, открытые системы;
  • автомобильные системы, включая контроль доступа, запуск двигателя, возможности сопряжения;
  • потребительские устройства, соединяемые для коммуникаций с телефонами через Wi-Fi или Bluetooth;
  • промышленные устройства, инициирующие коммуникации P2P с мобильным телефоном, метки объектов и отслеживание;
  • игровая индустрия;
  • торговля – мост к Pure EMV (Europay Mastercard Visa), оплата, включая купоны P2P.

Режим равноправной связи (P2P) – это активный режим работы двух устройств NFC. Оба устройства также поддерживают модуляцию нагрузкой, которая требуется для начальной фазы настройки равноправной связи. Устройство, которое первым успешно выполняет процесс опроса, становится инициатором и сохраняет эту роль до конца транзакции P2P. Другое устройство выполняет роль целевого объекта.

Сразу после создания канала коммуникации равноправные устройства максимизируют использование прямой модуляции, поочередно генерируют РЧ-поле и передают данные, затем отключают РЧ-поле и принимают данные от другого равноправного устройства. Этот процесс напоминает живое человеческое обсуждение, поскольку обязательно происходит в одном сеансе.

Использование прямой модуляции поля обеспечивает повышенную скорость и эффективность коммуникации. Интерфейсная ИС с режимом коммуникации P2P должна поддерживать, помимо функциональных возможностей ИС динамической метки, генерацию собственного РЧ-поля, и предоставлять такие физические ресурсы как буфер ОЗУ.

Устройства (например, смартфоны), которые должны поддерживать режим P2P, используют этот вид интерфейсной ИС NFC, отвечающей требованиям для интерфейсных ИС динамических и статических меток.

На рисунке 23 показана типичная блок-схема ИС интерфейса P2P NFC. Выпускаемая STMicroelectronics микросхема ST95HF отвечает всем требованиям, предъявляемым к P2P-интерфейсу NFC. Опционально для пробуждения микроконтроллера доступен сигнал GPO/прерывания, чтобы оптимизировать энергопотребление системы.

ST25R39xx – это считыватели NFC, совместимые со стандартом EMV. Они отличаются высокой производительностью и повышенной выходной мощностью. Для ускоренной передачи данных применяется технология Very High Bit Rate (VHBR). Скорость передачи данных – до 6,8 Мбит/с.

Как показано на рисунке 24, они используют емкостное/индуктивное пробуждение, приводящее к очень малому току в ждущем режиме и низкому энергопотреблению, автонастройку антенны для очень чувствительного и точного обнаружения метки и коммуникацию P2P в режиме активного целевого объекта.

Типы меток

«Форумом NFC» изначально определены четыре типа меток NFC. Дополнительный, пятый тип относится к технологии NFC-V и сейчас также включен в спецификации Форума.

В таблице 3 представлен обзор типов NFC-меток. Скорость передачи данных выше 100 кбит/с, отображаемая в таблице 2, а также используемая в этом документе, округляется до ближайшего целого числа кбит/с.

Таблица 3. Типы NFC-меток

ОсобенностиТип 1Тип 2Тип 3Тип 4Тип 5
СтандартISO/
IEC 14443A
ISO/
IEC 14443A
ISO/
IEC 18092,
JIS X 6319-4, FELICA
ISO/IEC 14443A
ISO/IEC 14443A
ISO/
IEC 15693
Память, кбайт0,96…248…223264
Скорость передачи данных, кбит/с106106212; 424106; 212; 42426,48
ВозможностиЧтение; чтение/запись; только чтениеЧтение; чтение/запись; только чтениеЧтение; чтение/запись; только чтениеЧтение; чтение/запись; только чтение; заводская конфигурацияЧтение; чтение/запись; только чтение
Предотвращение конфликтовНетДаДаДаДа
ПримечанияПростота, невысокая эффективностьВысокая цена, комплекс приложенийУдаленная зона (vicinity)

Метки типа 1 соответствуют требованиям ISO/IEC 14443A. Они способны работать в режиме чтения/записи и могут настраиваться пользователем для режима «только чтение». Размер памяти варьируется от 93 байт до 2 кбайт, а скорость коммуникации или передачи данных составляет 106 кбит/с. Метки типа 1 не поддерживают механизм предотвращения конфликтов.

Метки типа 2 соответствуют требованиям ISO/IEC 14443A. Они способны работать в режиме чтения/записи и могут настраиваться пользователем для режима «только чтение». Размер памяти варьируется от 48 байт до 2 кбайт, а скорость коммуникации или передачи данных составляет 106 кбит/с. Метки типа 2 поддерживают механизм предотвращения конфликтов.

Метки типа 3 соответствуют стандартам ISO/IEC 18092 и JIS X 6319-4 за исключением поддержки шифрования и аутентификации. Даже если имеется возможность чтения/записи, метка типа 3 может быть настроена на режим «только чтение». В процессе эксплуатации метки типа 3 может использоваться специальное сервисное оборудование для повторной записи данных.

Метки типа 4 соответствуют стандарту ISO/IEC 14443 версий A/B. Режим работы метки типа 4 «только для чтения» устанавливается на заводе-изготовителе, и для обновления данных метки требуется специальное сервисное оборудование. Размер памяти метки типа 4 — до 32 кбайт, а скорость передачи данных составляет 106 кбит/с, 212 кбит/с и 424 кбит/с. Метки типа 4 поддерживают механизм предотвращения конфликтов.

Метки типа 5 (NFC-V) недавно были добавлены в спецификацию «Форума NFC». Такая метка основана на стандарте ISO/IEC 15693, содержит более 64 кбайт памяти, поддерживает скорость передачи данных 26,48 кбит/с и механизм предотвращения конфликтов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector