Близкий контакт: на что ваш смартфон способен с NFC / Хабр

Модуль nfc в телефоне – что это такое

Для начала немного истории, как появился этот формат бесконтактной передачи данных. Своё начало NFC берёт в 2004 году, когда три крупных гиганта на рынке мобильной электроники (Nokia, Philips и Sony) параллельно начали разработки по созданию специального чипа, который обеспечивал бы поддержку передачи данных на ближнем расстоянии.

Целью работы явилось создание универсальной системы, которую можно было бы стандартизировать. Итогом совместных усилий, поскольку на определённом этапе разработок компании объединились, стали телефоны с NFC-модулем. Эта аббревиатура в оригинале звучит как Near Field Communication или ближняя бесконтактная связь (в удобном для понимания переводе).

[show/hide]

Узнать о наличии поддержки формата NFC можно по яркому и запоминающемуся фирменному значку. Технические характеристики стандарта выражены в возможности переноса данных или осуществления сопряжения двух смартфонов при расстоянии между ними не более 10 см. К сведению!

Для получения хорошего сигнала и уверенной передачи обычно требуется сближение двух устройств с поддержкой формата до расстояния 2−3 см. Формат NFC в телефоне некоторые считают ненужным, поскольку все устройства без исключения, имеющиеся на рынке, имеют модуль Bluetooth, который также применяется для обмена данными и имеет больший радиус активности. Но сравнивать эти два стандарта не совсем корректно, поскольку популярный ныне NFC обладает рядом особенностей:

• компактность модуля, встраиваемого в тело смартфона;
• формат позволяет реализовать коммуникацию между двумя гаджетами или иными пассивными объектами, наделёнными подобной функцией;
• сниженное энергопотребление;
• высокая скорость установления сопряжения, которая составляет не более 0,1−0,2 секунды;
• доступность по стоимости, что позволяет найти даже китайские бюджетные телефоны с NFC.

Что такое nfc?

Как многие наверняка знают, NFC — технология высокочастотной беспроводной связи с малым (несколько сантиметров, но не больше 10 см) радиусом действия. В основе Near Field Communication (обмена на ближнем расстоянии) лежит радиочастотная идентификация (RFID) — данные, которые хранятся в транспондерах, считываются и записываются при помощи радиосигналов. Активные и пассивные объекты, в свою очередь, идентифицируются автоматически.

Но стандартного определения здесь явно недостаточно. История NFC довольно интересная: технология берет свое начало более 12 лет назад — именно тогда три технологических гиганта (Nokia, Sony и NXP Semiconductor) решили создать форум NFC для развития интерфейса касательного взаимодействия между устройствами.

Несмотря на то, что сам интерфейс был далеко не быстрым (и остается таким по сей день), идея передачи небольших данных с низким энергопотреблением все же взяла свое. RFID заработала по-новому и получила массовое признание. В результате многие производители смартфонов, аксессуаров и других устройств сейчас не обделяют NFC ни один свой новый продукт.

Рабочей частотой для NFC является 13,56 МГц, максимальная скорость обмена данными едва превышает 400 Кбит/с. Однако в данном случае огромную роль играет время установления соединения: чтобы подключить два устройства при помощи этой технологии, понадобится менее десятой доли секунды.

Принцип работы NFC основан на электромагнитной индукции. Суть в том, что при помощи антенны передатчик считывателя постоянно излучает сигнал в форме синусоиды на вышеупомянутой чистоте.

Датчик (или Listening Device) также оснащен рамочной антенной. Когда датчик и считыватель (Polling Device) оказываются на расстоянии, достаточном для работы NFC, и та, и другая катушка образуют воздушный трансформатор. Магнитное поле порождается переменным током в катушке считывателя, после этого ток создается во второй катушке — датчика. Этой энергии запросто хватает для работы последнего, поэтому NFC способна работать с пассивными устройствами.

В это время происходит шунтирование антенны одним из транзисторов устройства-передатчика, откуда возникает модуляция высокочастотного сигнала. Этот сигнал и «ловит» считыватель. В основном для NFC используется Манчестерское кодирование (с коэффициентом амплитудной модуляции 10 %). Также используется модифицированный код Миллера, правда в этом случае скорость едва будет превышать 100 Кбит/с.

В пассивном режиме считыватель создает электромагнитное поле, NFC-метка модулирует его и формирует ответ. Иными словами, метке вовсе не обязательно быть подключенной к источнику питания или иметь встроенный аккумулятор, поэтому ее размеры можно сократить до минимума. Если же мы имеем два устройства с двумя активными сигналами, здесь все проще — они работают, грубо говоря, «по очереди».

Пассивная NFC-метка выглядит примерно так:

В смартфонах антенну NFC, как правило, закрепляют под задней крышкой для более устойчивого сигнала.

После этого ваш смартфон готов выступать сразу в нескольких ипостасях. Он может стать не только платежным средством и ключом, но и также средством идентификации владельца, проездным билетом или просто бонусной картой. Вот основные режимы работы смартфона с NFC на борту.

• Пиринг — два активных устройства связываются между собой и обмениваются данными. Это могут быть как два смартфона, так и смартфон и сторонний аксессуар. Например, можно быстро установить соединение между телефоном и внешней колонкой или наушниками. Главное, чтобы у девайса была заявлена поддержка NFC: среди таких устройств KR — 8100, Dacom Athlete, Bluedio R Legend и другие.
• Чтение и запись — смартфон как считывает коды с NFC-метки, так и записывает информацию в ее память.
• Эмуляция карты — смартфон становится полноценной банковской картой. Достаточно поднести его к терминалу, чтобы совершить оплату, причем в качестве карты могут также выступать, например, умные часы.

Tnf_well_known с rtd_text (mime-тип с записью простого текста)

Создать NDEF-запись TNF_WELL_KNOWN можно следующим образом:

Kotlin

fun createTextRecord(payload: String, locale: Locale, encodeInUtf8: Boolean): NdefRecord {
    val langBytes = locale.language.toByteArray(Charset.forName("US-ASCII"))
    val utfEncoding = if (encodeInUtf8) Charset.forName("UTF-8") else Charset.forName("UTF-16")
    val textBytes = payload.toByteArray(utfEncoding)
    val utfBit: Int = if (encodeInUtf8) 0 else 1 shl 7
    val status = (utfBit   langBytes.size).toChar()
    val data = ByteArray(1   langBytes.size   textBytes.size)
    data[0] = status.toByte()
    System.arraycopy(langBytes, 0, data, 1, langBytes.size)
    System.arraycopy(textBytes, 0, data, 1   langBytes.size, textBytes.size)
    return NdefRecord(NdefRecord.TNF_WELL_KNOWN, NdefRecord.RTD_TEXT, ByteArray(0), data)
}

Java

public NdefRecord createTextRecord(String payload, Locale locale, boolean encodeInUtf8) {
    byte[] langBytes = locale.getLanguage().getBytes(Charset.forName("US-ASCII"));
    Charset utfEncoding = encodeInUtf8 ? Charset.forName("UTF-8") : Charset.forName("UTF-16");
    byte[] textBytes = payload.getBytes(utfEncoding);
    int utfBit = encodeInUtf8 ? 0 : (1 << 7);
    char status = (char) (utfBit   langBytes.length);
    byte[] data = new byte[1   langBytes.length   textBytes.length];
    data[0] = (byte) status;
    System.arraycopy(langBytes, 0, data, 1, langBytes.length);
    System.arraycopy(textBytes, 0, data, 1   langBytes.length, textBytes.length);
    NdefRecord record = new NdefRecord(NdefRecord.TNF_WELL_KNOWN,
    NdefRecord.RTD_TEXT, new byte[0], data);
    return record;
}

Intent-фильтр для такой NDEF-записи будет таким:

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 14443-2-2021), где говорится о маломощных радиосигналах частотой 13,56 МГц. Затем идёт уровень, который описывает разбивку потока данных на фреймы (ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443-3-2021).

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. Также на этом же стандарте базируются RFID-карты и метки Sony FeliCa, которые доступны в основном в Японии. Можно читать и записывать метки, основанные на этих стандартах, и не использовать NFC.

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

Для чего используются?

Итак, NFC метки – что это такое и как пользоваться данными элементами?

В 2004 году после создания Нокиа, Сони и Филипс своего NFC forum, о такой технологии знали только заядлые технари. Известные корпорации преследовали главную цель – исследовать, продвигать и извлекать прибыль от внедрения в работу инновации по передаче данных бесконтактным способом. К сожалению, больших успехов они не достигли, так как достижения не были приняты всерьез и применения не нашли.

С 2021 года к известной тройке присоединился Гугл, и технология испытала настоящий расцвет, потому что микрочипы НФС начали интегрировать в большинство смартфонов, работающих на операционной системе Андроид.

Потребители мгновенно оценили уровень безопасности и удобство Google Pay – отпала необходимость вводить пароль, карты начали считываться оперативно и безошибочно. Но основное достоинство заключалось в отсутствии надобности извлекать платежную карточку и выполнять ей определенные манипуляции – реквизиты платежного продукта надежно сохраняла память мобильного телефона.

Это являлось лишь началом, потому что новая опция позволила обмениваться сведениями, генерируемыми на ленту, тогда как в RFID прошивка данных выполнялась один раз и не подвергалась изменениям.

Технология не представляет угрозы для пользователей, потому что работает на безопасной частоте в 13.56 МГц. Радиус действия небольшой, что объясняет малый уровень магнитного излучения.

Для чего оно нужно?

Еще в Android версии 4.0 появилась технология Beam, с помощью которой устройства могут обмениваться файлами и папками: сам обмен происходит при помощи Bluetooth или Wi-Fi Direct, однако для идентификации смартфонов используется именно NFC. Это позволяет сократить время, затрачиваемое на подключение устройств.

Кейсов применения NFC великое множество. Среди пользователей метро большой популярностью пользуется возможность считывания информации с билета при помощи смартфона. Установив специальные приложения, можно не только узнавать количество оставшихся поездок и срок годности билета, но и даже пополнять карту «Тройка» без использования терминалов в метрополитене.

Примечательно, что для этих целей можно использовать практически любой смартфон с NFC — от Xiaomi Mi5s Plus до Lenovo X3 Lite.

Использование nfc

Есть множество возможностей использования NFC:

• Режим эмуляции карты позволяет использовать данную технологию для бесконтактных платежей, например Google Wallet, или для оплаты или получения билетов в общественном транспорте.
• Есть несколько мобильных приложений, которые позволяют сохранить настройки для мобильного устройства на метках и в дальнейшем использовать их для быстрого изменения каких-либо настроек мобильного устройства (переход в режим виброзвонка, включения или выключения Wi-Fi на мобильном устройстве).
• На рынке постепенно появляются устройства, поддерживающие NFC, — стереосистемы, телевизоры, которые позволяют создавать пару с телефоном или планшетом для удалённого управления.
• NFC используется в системе здравоохранения для хранения идентификатора пациента и личных записей.
• В сфере управления материально-техническими ресурсами можно использовать NDEF записи для хранения информации о месте отправления товаров, об их прохождении различных промежуточных пунктов и тому подобном.

Как включить nfc в телефоне

Купить телефон с NFC-модулем является половиной дела. Далее следует знать, как можно активировать модуль для совершения необходимых операций. Активировать данную опцию очень просто. Это можно сделать двумя способами:

1. Зайти в настройки телефона. Перейти к пункту меню «Беспроводные сети». Далее выбрать подраздел «Ещё», где будет доступна функции NFC. Всё, что нужно сделать, − это просто активировать её.
2. Вторым вариантом включения NFC является использование шторки уведомлений. В ней требуется найти нужный значок и просто тапнуть по нему. Подтверждением активации станет изменение цвета.

При наличии в смартфоне NFC-чипа для включения функции совершения обменом данных или выполнения платёжных операции потребуется активировать специальное приложение – Android Beam. Его можно найти в настройках во вкладке «Дополнительно». 

Также активировать NFC можно через шторку уведомлений

Как запрограммировать?

Потребителям, проявившим интерес к инновационной технологии, следует ознакомиться с методом программирования меток своими руками. Не следует думать, что существуют какие-то сложности в том, как настроить метку, и потребуется помощь профессиональных специалистов – все действия достаточно простые.

Итак, как запрограммировать метку? Для этого действуйте по следующему алгоритму:

1. зафиксируйте наклейку к месту ее основного применения;
2. откройте Гугл Маркет Плей, пройдите авторизацию в системе;
3. найдите необходимое приложение – Tag Writer, Trigger, NfC Tools, NFC Tasks, NFC Taginfo;
4. выполните полную установку на устройство;
5. откройте программу, создайте нужную задачу для заблаговременно зафиксированного стикера;
6. приблизьте мобильный телефон считывателем NFC меток к наклейке, проверьте срабатывание отклика.

Запуская и программируя умные стикеры, заблаговременно удостоверьтесь, что модуль НФС на мобильном устройстве находится во включенном состоянии. Активировать его возможно через меню стандартных настроек. Теперь вы знаете, как эмулировать NFC метку на мобильном телефоне.

Как узнать, есть ли nfc в телефоне

Чтобы узнать, имеется ли в конкретном телефоне поддержка данной опции, можно пойти несколькими путями. Самым простым будет при решении купить телефон с функцией NFC просто проштудировать разделы «Характеристики» в описании конкретного устройства на сайте магазина или поискать обзоры выбранного смартфона в сети. Если же устройство уже приобретено, то выяснить, поддерживает ли гаджет NFC, можно следующими способами:

1. Ознакомиться с надписями на коробке. Там будет прописано наличие данной опции или изображён фирменный значок.
2. Если телефон имеет съёмную заднюю крышку, можно снять её и осмотреть аккумулятор, на котором также должна присутствовать оповещающую надпись. Также можно увидеть антенну, которая представляет собой плоскую катушку. Она может быть закреплена на задней крышке.
3. Зайти в настройки и перейти к пункту меню «Беспроводные сети». Если нажать на кнопку «Ещё» при наличии встроенного модуля, пользователю будут доступны действия, которые можно назначить для NFC.
4. Открыть шторку уведомлений, совершив свайп от верхнего края экрана. Среди значков доступных функций поискать три заветные буквы. Там же можно быстро активировать эту опцию.

Включение функции осуществляется через меню настроек путём активации ползунка или постановкой «галочки»

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.).

Можно ли установить nfc-чип самостоятельно при его отсутствии

Проблема самостоятельной установки становится актуальной при отсутствии подобной опции «из коробки». Существует несколько вариантов, как можно это осуществить. [table style=”table-hover”]

Открываем все двери

Кто-то реализовывает подобное и в домашних условиях, но в основном использование NFC для идентификации и контроля пользователя характерно для предприятий и организаций. Турникеты и замки настраиваются таким образом, что при помощи метки, которая является пропуском, решают, стоит давать ее обладателю разрешение на вход или нет.

С NFC в смартфоне действительно открываются все двери — если не в буквальном смысле, то в переносном точно. Фактически пользователь получает универсальный инструмент, который, несмотря на скоростные ограничения, находит себе применение в самых разных ситуациях.

Плати телефоном: сбп внедряет nfc-технологию – frank media

• В Систему быстрых платежей планируется внедрить технологию бесконтактной оплаты — NFC
• Это будет удобнее для пользователей, чем оплата с помощью QR-кода
• Эксперт указал на возможные риски при таком способе оплаты

Национальная система платежных карт (НСПК) ведет переговоры с банками о внедрении в Систему быстрых платежей (СБП) возможности бесконтактной оплаты по аналогии с Apple Pay, сообщает РБК. Бесконтактные платежи с применением технологии NFC могут заменить непривычную для российских пользователей оплату через QR-коды.

Детали. Тинькофф и Открытие уже занимаются разработкой технологии в рамках СБП, сказали банки РБК, а ВТБ, Промсвязьбанк и Рокетбанк рассматривают эту возможность. В НСПК отметили, что ряд ретейлеров и банков уже проявили интерес к технологии, но говорить о деталях и сроках ее внедрения пока рано.

Про сертификаты:  Сертификация товаров для Озон

Контекст. СБП была запущена ЦБ в конце января 2021 года. Система позволяет клиентам разных банков переводить друг другу деньги по номеру телефона, а также оплачивать покупки с помощью QR-кода. К системе уже присоединились все системно значимые банки, кроме Сбербанка, который планирует подключить к СБП часть своих сервисов к концу марта 2020 года.

Как это уcтроено. НСПК предложила несколько вариантов проведения бесконтактной NFC-оплаты. NFC-метка в магазине будет содержать ту же информацию, которую содержит QR-код, с помощью которого совершаются покупки через СБП. Покупатель должен будет поднести к ней смартфон и подтвердить платеж. Однако источник РБК отметил необходимость получения разрешения от Google и Apple на внедрение такой технологии в смартфоны.

Еще один вариант – после того, как пользователь приложит смартфон к терминалу, он должен будет выбрать одно из предварительно установленных банковских приложений, которые поддерживают СБП. После этого будет необходимо подтвердить платеж. Источник РБК отмечает, что этот вариант несильно отличается от оплаты с помощью QR-кода, поэтому не слишком облегчит процесс.

Зачем нужны бесконтактные платежи? Представители банков рассказали РБК, чем хороша идея бесконтактной оплаты в СБП. В ВТБ считают, что эта технология поможет клиентам совершать оплату более привычным способом. Представитель Тинькофф также отмечает, что NFC-оплата более удобна для пользователей, чем платежи с помощью QR-кодов. Начальник отдела развития цифровых платежных сервисов Промсвязьбанка Ольга Алексюк считает, что первые транзакции могут быть проведены уже в 2020 году, так как у банков есть возможность использовать существующие технологии.

Россияне привыкли к бесконтактным способам оплаты:  по данным Visa, осенью 2021 года Россия вошла в тройку стран-лидеров по числу бесконтактных платежей. С 2021 по 2021 год число таких транзакций выросло в 30 раз: с 5,8 до 172 в год на человека. Кроме того, Россия является мировым лидером по количеству операций через Apple Pay, Samsung Pay, Android Pay и т.п., сообщила BCG.

Какие риски. Предправления НП «Национальный платежный совет» Алма Обаева указала РБК на возможные риски рассматриваемого способа оплаты. «Если этот способ потребует от пользователя открывать свое приложение, чтобы подтвердить в нем платеж, то он не может быть безопасным и всегда есть риск, что рядом стоящие в магазине люди смогут подглядеть информацию о ваших счетах и завладеть телефоном с открытым приложением», — объяснила она. По словам Обаевой, при оплате через цифровые мобильные кошельки этот риск полностью исключен.

Зачем вам об этом знать. Бесконтактная оплата в СБП может сделать оплату товаров в магазинах удобнее и привычнее для держателей карт, чем через QR-коды. В таком случае СБП с интегрированными банковскими сервисами получит более широкое распространение.

Применение

Для чего все же нужны метки? Каким образом применяют современную технологию? Оказывается, с их помощью выполняется большое количество полезных действий, и вот несколько примеров использования NFC меток:

• делитесь собственными контактами – наклейте метку на стекло автомобиля, и если машина перекрыла выезд, есть возможность отправить СМС-сообщение и даже позвонить;
• функция самодельной цифровой визитки – к простой метке наклейте свою, чтобы ваши партнеры смогли внести контакты в телефонную книжку своего мобильного телефона одним касанием;
• установка пароля на домашний Wi-Fi. Как это сделать? Наклейте метку на роутер, впишите в него пароль, используя приложение Insta Wifi. После этого каждый гость способен подключиться к роутеру простым прикосновением к метке;
• синхронизация мобильного телефона с компьютером. Наклейте метку на ноутбук либо на системный блок, пропишите запуск приложения, синхронизирующего данные;
• передайте адрес встречи. Писать СМС не придется – создайте в Гугл Картах своего смартфона место, внесите информацию на метку в кабинете, чтобы сотрудники могли считывать ее в любое время;
• для оплаты без NFC телефона. Зафиксировав одну из запрограммированных меток на ноутбуке или ПК, не придется вручную искать онлайн-банкинг, вносить пароль, чтобы войти в личный кабинет. Достаточно поднести телефон к микротэгу, и вы сразу попадаете в персональный кабинет, чтобы быстро и безопасно провести оплату;
• можно записать банковскую карту на NFC метку. Проще всего осуществить задуманное – привязать карту к смартфону, оснащенному чипом НФС. Просто установите платежное приложение Гугл или Эпл Пей и привяжите карту в соответствии с инструкцией разработчика;
• широкое распространение получила домофонная метка. Зачем она нужна, пояснять излишне. Скопировать NFC метку можно на телефон, в специальное кольцо либо в брелок;
• активация точки доступа. Как считать NFC метку телефоном в этом случае? Просто прикоснитесь мобильным гаджетом к наклейке, и смартфон перейдет в режим точки доступа, а ПК не прервет соединение с интернетом;
• если вы приобрели новую модель телевизора от компании Lg, оснащенную функцией Smart TV, в комплекте поставки имеется tag on NFC для смартфонов, а это обозначает, что на нем интегрирован чип;
• метки помогают в управлении освещением. Изготовитель чипов NXP поддерживает партнерские отношения с создателями умных домов En Ocean. С помощью меток возможно настраивать и добавлять элементы освещения в домашней сети;
• потребители, работающие в сфере по управлению материально-техническими ресурсами, используют NDEF для хранения сведений о месте отправки товаров, прохождении ими определенных промежуточных баз и т. д.;
• активация ночного режима. Метка настраивается на включение такой опции. Приблизив к ней смартфон, вы отключаете звуки уведомлений, и ваш сон ничто не потревожит. Потребуется дополнительная метка, включающая звуковой режим по утрам, возвращая смартфон в первоначальное состояние;
• автоматизация автомобиля. Пользуясь метками в машине, вы включите Блютуз, запустите плеер либо навигатор.

Принцип действия

Если говорить кратко, то в своих метках, как и в чипах RFID, NFC применяет:

• антенну, пересылающую сведения между меткой и устройством, считывающим данные, и питает микрочип внутри метки;
• блок безопасности.

В основу работы заложен принцип электромагнитной индукции. В момент считывания сведений специальная антенна телефона генерирует магнитное поле. Аналогичное поле образуется в метке, возникает электроток, питающий микрочипы.

В блок входит набор микросхем, некоторая часть которых сохраняет данные пользователя, а оставшаяся зона расшифровывает сигнал, считывает и записывает сведения.

Блок может оказаться физическим элементом в виде конкретного чипа на метке, или эмулироваться программой, как в PDA-смартфонах, умных часах, КПК и прочих устройствах. В двух словах – устроено все по принципу компьютера – предусмотрен собственный процессор, есть оперативная память.

Если разбираться, как работает метка, то следует учесть, что, благодаря собственной конструкции, она не нуждается в питании, стоит недорого, программируется под различные задачи. Существуют и определенные ограничения – чтобы состоялся обмен информацией, требуется хоть один НФС-контроллер, находящийся в активном режиме.

Разновидности

Вниманию потребителя представлено четыре категории микроскопических тэгов. Разделяют их по объемам памяти и скоростному режиму пересылки сведений.

Для удобства предлагается изучить таблицу:

Обращаем внимание, что две первых категории чипов относят к моделям с возможностью перезаписи, средний расчет таких циклов – до 100 000. Две оставшихся категории защищены от подобной процедуры.

С первого взгляда скоростной режим пересылки сведений даже для самой сильной метки четвертой разновидности покажется небольшим. Но они прекрасно справляются со своим предназначением, никогда не подводят потребителей. Метки гарантируют скорость, высокую степень надежности и полную безопасность сохранения заложенных в них программ.

Прежде, чем приобрести микрочип, рекомендуется в первую очередь учесть одну небольшую особенность – насколько метка совмещается с мобильным телефоном.

Дело в том, что НФС- метки делятся на две группы:

• универсальные – подходят к любому гаджету вне зависимости от установленной на нем операционной системы. К ним относятся NFC Ntag 203 (212, 213, 214, 215, 216);
• с ограничениями по совместимости.

Подробную информацию о совместимости телефонов и различными типами меток уточняйте на официальных сайтах изготовителя.

Смартфон как способ оплаты

NFC совместима со стандартом ISO 14443 и объединяет множество бесконтактных карт, в том числе банковские карты, поддерживающее MasterCard PayPass или VISA PayWave. Пластиковая карта содержит микропроцессор с ОС и платежным приложением для взаимодействия с данными конкретного клиента.

С появлением бесконтактных карт платежным инструментом по сути может выступать не обязательно карта, а смартфон, часы, брелок и так далее — важна не форма, а наличие необходимого набора функций. Ведь в смартфонах с поддержкой NFC так же, как и в пластиковых картах, есть микропроцессор.

Чтобы управлять бесконтактными приложениями удаленно, производители смартфонов и поставщики услуг подключаются к TSM — службе, которая обеспечивает доступ к защищенным данным на терминалах с поддержкой NFC. Она удаленно управляет чипами Secure Element в смартфонах, сам смартфон при этом является своего рода модемом, работающим через безопасный канал связи.

При совершении покупок свыше 1000 рублей вас могут попросить ввести PIN-код или поставить подпись на чеке — здесь уже все зависит от банка.

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. Информация для пересылки занимает большую часть записи. Тип информации уточняет, как её интерпретировать, идентификатор информации опционален и используется для пересылки большого количества записей или перекрёстного обмена данными.

Телефоны с функцией nfc: краткий список моделей с указанием цен

Чтобы упростить выбор модели, имеющей предустановленный модель беспроводного обмена информацией или бесконтактных платежей, можно ознакомиться со списком, в каких телефона есть NFC. Каждая компания выпускает модели как премиум-класса, так и бюджетного сегмента, имеющие встроенную функцию. Усреднённый список, какие телефоны поддерживают NFC, приведён в табличной форме для упрощения восприятия.

Все крупные бренды и даже китайские производители реализуют поддержку модуля NFC в большинстве своих моделей, как способ идти в ногу со временем и завоевать покупателя. Более полный перечень смартфонов, которые можно найти на полках магазинов:

• Alcatel Pop S7 7045Y
• Alcatel U5 HD и A7
• Huawei Honor 9
• Huawei Honor 6X
• Huawei Honor 5C
• Huawei P10 Lite
• Huawei Nova 2
• iPhone SE
• iPhone 8
• iPhone X
• LG G6
• LG V30
• LG Q6 и Q6
• LG X Venture
• Lenovo P2
• Samsung Galaxy Note 8
• Sony Xperia L1
• Sony Xperia E5
• Sony Xperia XA1
• Nokia 8
• Asus ZenFone 4
• Asus ZenFone 4 Pro.
• Asus ZenFone 4 AR
• Blackview BV6000S
• Blackview BV8000 Pro
• Wileyfox Swift 2X
• HTC Desire 530
• HTC U Ultra
• HTC U11 и U11 Plus
• Google Pixel 2/2XL.
• OnePlus 5/5T.
• ZTE Nubia Z17 и Z17 mini
• Moto G5s
• AGM X2
• BlackBerry Motion и KEYone

Отдельно можно упомянуть китайских производителей, чья продукция с каждым годом приобретает всё большее распространение и набирает популярность. Один из животрепещущих вопросов – в каких телефонах Xiaomi есть NFC:

• Xiaomi Mi4 32/64Gb. Стоимость – 11 500−13 500 руб.;
• Xiaomi Mi3 64Gb. Стоимость − около 15 000 руб.;
• Xiaomi Mi5s 4/32Gb. Стоимость − около 21 000 руб.;
• Xiaomi Mi Mix 4/128Gb. Стоимость − около 29 500−35 000 руб.;
• Xiaomi Mi Mix 6/256Gb. Стоимость − около 33 000−37 000 руб.;
• Xiaomi Mi Mix 2 6/256Gb Стоимость − около 36 500 руб.

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.

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 ->
            val messages: List = rawMessages.map { it as NdefMessage }
            // Обработка массива сообщений.
            ...
        }
    }
}

Java

@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 < rawMessages.length; i  ) {
                messages[i] = (NdefMessage) rawMessages[i];
            }
            // Обработка массива сообщений.
            ...
        }
    }
}

Также объект Tag можно получить из intent, который будет содержать полезную информацию и позволит перечислить технологии метки:

Kotlin

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

Java

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

Вместо заключения

Пожалуй, самое приятное в NFC — то, что эта технология доступна широкому кругу пользователей. Все больше производителей не оставляют свои смартфоны без NFC, поэтому она есть как в устройствах типа

(за $321.99 по коду Mi5SGBS до 31.12) и

, так и во флагманах вроде

. Радует также разнообразие

Что с Apple и ее iPhone 7, спросите вы? Увы, но компания-производитель ограничивает работу чипа NFC в своем смартфоне, и его можно использовать только для платежной системы Apple Pay. Осенью, впрочем, она запустилась в России, так что хоть какой-то плюс.

А как вы используете NFC в повседневной жизни? Поделитесь с нами своим опытом в комментариях.