Что такое считыватель тегов NFC? Как это использовать? [Android & iOS]

Связь ближнего поля также называется NFC. Это протокол, используемый двумя устройствами (например, двумя телефонами или часами) для беспроводной связи, когда они расположены близко друг к другу. Протокол NFC очень похож на RFID (радиочастотную идентификацию), но с гораздо более коротким диапазоном (обычно 4 см или 1,5 дюйма, тогда как максимум 10 см или 4 дюйма). NFC можно классифицировать как смесь RFID и Bluetooth, но она не требует обнаружения устройств, как Bluetooth. Кроме того, RFID — это протокол односторонней связи, тогда как NFC — протокол двусторонней связи.

Что такое считыватель тегов NFC

Краткая история протокола NFC

NFC стала известна в 2020 году во время пандемии коронавируса, но с 1983 года она находится в стадии разработки в форме RFID, а NFC была утверждена в качестве стандарта ISO в 2003 году. Android-телефон Samsung NEXUS S с поддержкой NFC. Протокол был принят Apple в 2014 году при выпуске iPhone 6. Протокол NFC является основой механизма бездоговорных платежей. По приблизительным подсчетам, существует около 2 миллиардов устройств с поддержкой NFC (телефоны, ноутбуки и т. д.), и около 20% населения мира имеют доступ к NFC.

Nokia 6131 — первый телефон с NFC

Работа и использование протокола NFC

Чтобы использовать NFC, оба устройства с поддержкой NFC (например, телефоны) размещаются на расстоянии нескольких CM друг от друга и могут обмениваться информацией по беспроводной связи. Ниже приведен краткий список, для которых может использоваться NFC:

• Передача больших объемов данных (музыка, видео и т. д.). Android прекратил поддержку Android Beam (Android 10 и более поздних версий), который поддерживал передачу файлов.
• Электронные документы, удостоверяющие личность (например, меню ресторана или пропуски безопасности).
• Ключ-карты или транзитные и посадочные талоны.
• Бесконтактные платежи (так называемые NFC/CTLS или CTLS NFC).
• Интеграция с платежными приложениями (например, Google Pay или Apple Pay) или картами (например, кредитными или дебетовыми картами).

Бесконтактная оплата через NFC

Типы NFC-устройств

Многие современные телефоны (например, телефоны Android, iPhone и т. д.), смарт-часы, некоторые ноутбуки и т. д. в настоящее время оснащены встроенными функциями NFC. Телефоны Android выше версии 4.4 могут иметь эту возможность. iPhone 6 и выше также могут иметь встроенный модуль NFC. Apple TV также имеет поддержку NFC. Даже линейка Nintendo Wii U, Nintendo 3DS и Nintendo Amiibo также поддерживает NFC. Adidas оснастил футбольный мяч Telstar 18 чипом NFC, чтобы игроки могли общаться с мячом через свои телефоны.

NFC-теги

Прелесть протокола NFC заключается в том, что только одно из устройств должно быть включено, а другое устройство может быть обесточено/пассивно при использовании радиоволн от питаемого устройства. Это прокладывает путь для меток NFC. Метки NFC имеют память для хранения (в битах) вместе с радиочипом, прикрепленным к антенне.

Метка NFC

Метки NFC — это беспомощные чипы, которые получают энергию от магнитной индукции другого устройства NFC. Эти маленькие метки не требуют источника питания или батареи. В связи с этим самая основная функция, для которой может использоваться метка NFC, — это замена старых QR-кодов.

Схема метки NFC

Метки NFC можно прикрепить к любому реальному объекту, например к продукту, для отслеживания запасов в магазине. Метки NFC могут быть запрограммированы с любой информацией, а затем прикреплены к любому продукту, который может быть прочитан через другое устройство с поддержкой NFC (например, смартфон или смарт-часы). Например, NFC или смарт-тег могут быть встроены в листовку политического деятеля, и при сканировании с помощью другого устройства NFC может отображаться веб-сайт кандидата, рекламирующий учетные данные и биографию кандидата. Так что, в принципе, ограничений на возможное использование меток NFC практически нет. Теги NFC могут быть в виде наклеек, браслетов и т. д. Симпатичным примером тегов NFC являются фигурки Amiibo от Nintendo, при сканировании которых консолью пользователь может получить предметы, специальные символы или дополнительный контекст, в зависимости от фигурки или игры.

Фигурка Amiibo от Nintendo в качестве метки NFC

Тип и размер информации на метке NFC зависят от объема памяти используемой метки. На сегодняшний день существует пять типов меток NFC, от типа 1 до типа 5, различающихся объемом памяти, возможностями чтения/записи, скоростью передачи данных и т. д. Любой человек может купить метки NFC и запрограммировать их необходимыми данными. Перезаписываемыми являются только метки NFC от типа 1 до типа 3, хотя пользователь/производитель может настроить их так, чтобы они были доступны только для чтения.

Рабочий механизм метки NFC

Основной рабочий механизм метки NFC аналогичен метке RFID, поскольку он использует радиоволны для связи с другим устройством NFC. Эти радиоволны от устройства NFC с питанием запрашивают информацию у метки NFC, и мощность, потребляемая меткой через эти волны, отправляет обратно зашифрованный сигнал, который затем проверяется на устройстве NFC с питанием для завершения обмена информацией. Тег NFC может обмениваться данными только с одним устройством NFC одновременно.

Считыватель тегов NFC

Чтобы получить информацию из тега NFC, пользователь должен использовать считыватель тегов NFC. В отличие от RFID, где используются специализированные считыватели RFID (например, на входной двери магазина для проверки запасов в магазине), пользователю может не потребоваться специальный считыватель меток NFC, может быть достаточно его смартфона или смарт-часов. Некоторым пользователям может потребоваться установить приложение для сканирования метки NFC, тогда как эта функция может быть встроена в их телефоны. Apple оснастила свою iOS App Clips, чтобы облегчить своим пользователям использование специализированных считывателей тегов NFC. Не путайте с считывателем слов, многие из считывателей тегов NFC могут не только читать из тега, но также могут записывать в тег. Данные, передаваемые между меткой/считывателем NFC, зашифрованы и имеют формат обмена данными NFC.

Рабочий механизм считывателя тегов NFC

Как уже говорилось, считывателям меток NFC требуется питание (от батареи или источника питания) для считывания данных с метки NFC. Для этого через катушку считывателя пропускают электрический ток, который создает электромагнитное поле вокруг считывателя. Как только метка NFC оказывается в непосредственной близости от считывателя, возникает индуктивная связь между меткой и катушками считывателя (закон индукции Фарадея). Из-за этой связи метка включается, и передача данных происходит с использованием метода, называемого манчестерским кодированием. Этот метод кодирования определяет двоичные значения из электромагнитных импульсов метки, и эти значения преобразуются в удобочитаемые данные. Весь этот процесс может происходить за секунды.

Работа считывателя тегов NFC

Использование мобильного телефона и считывателя тегов NFC

Бесконтактные платежные терминалы являются одним из наиболее часто используемых считывателей NFC, но обычные пользователи могут предпочесть использовать свои мобильные телефоны для сканирования меток NFC.

Используйте телефон Android в качестве считывателя тегов NFC

1. Запустите настройки телефона Android и откройте «Подключенные устройства».Откройте «Подключенные устройства» в настройках Android.
2. Теперь выберите «Настройки подключения» и проверьте, отображаются ли параметры NFC.Включите NFC в настройках телефона Android.
3. Если да, то телефон поддерживает NFC.
4. Теперь нажмите на NFC и включите его.
5. Затем поднесите телефон ближе к метке NFC, и, если телефон изначально поддерживает ее, вы можете увидеть данные метки на экране вашего телефона.
6. Если телефон изначально не поддерживает чтение тегов NFC, запустите Play Store и установите приложение для чтения NFC (например, NFC Tools, Tiger и т. д.).Установите инструменты NFC из Play Store.
7. Теперь запустите приложение для чтения NFC и используйте его для сканирования метки NFC.

Используйте iPhone в качестве считывателя тегов NFC

iPhone использует два типа сканирования NFC: чтение тегов в приложении (пользователь вручную сканирует тег NFC) и чтение тегов в фоновом режиме (iPhone автоматически сканирует теги NFC в фоновом режиме).

1. Запустите настройки iPhone и выберите «Основные».Откройте Общие настройки iPhone
2. Теперь откройте NFC и включите его.Включить NFC в настройках iPhone
3. Затем нажимайте кнопку «Назад», пока не появится меню «Настройки iPhone».
4. Теперь откройте Центр управления и добавьте считыватель тегов NFC в список включенных элементов управления.Добавьте считыватель тегов NFC во встроенные элементы управления Центра управления iPhone.
5. Затем проведите пальцем вниз по экрану iPhone и коснитесь считывателя тегов NFC, чтобы включить его.Нажмите на NFC Tag Reader в быстрых настройках iPhone.
6. Затем поднесите его к метке NFC, и данные метки отобразятся на экране телефона.

Создайте свои собственные метки NFC

Метки NFC — довольно дешевые продукты, и каждый может запрограммировать их для выполнения различных задач. Пустая метка NFC (которую можно легко заказать в Интернете), совместимое с NFC устройство (например, ваш смартфон) и приложение для программирования NFC — это требования для программирования метки NFC. NFC Tools, Tiger и NFC TagWriter от NXP — это несколько примеров таких приложений, которые можно использовать для программирования вкладки NFC. Пользователь может использовать эти приложения для создания творческих меток NFC, например, пользователь может поместить метку NFC рядом со своей кроватью, а перед сном он может перевести свой телефон в беззвучный режим, просто просканировав метку NFC (которая настроена на размещение телефон в спящий режим). Кроме того, пользователь может запрограммировать тег NFC для хранения своего SSID и парольной фразы Wi-Fi. Когда гость запрашивает учетные данные Wi-Fi, просто попросите гостя отсканировать метку, и после сканирования его устройство подключится к сети Wi-Fi. Это всего лишь примеры; пользователь может программировать метки NFC так, как ему нравится, и это безграничное использование меток NFC. Пользователь iPhone может использовать автоматизацию в ярлыках для использования тегов NFC на следующем уровне.

Запрограммируйте свой собственный тег NFC с помощью инструментов NFC