Как пользоваться NFC в телефоне для оплаты покупок и проезда. Для учета и идентификации: решения NFC от Texas Instruments Nfs что за функция

Near field communication(NFC) (переводится как: «коммуникация ближнего поля») - новая технология беспроводной высокочастотной связи небольшого радиуса действия. Nfc чип< дает возможность обмениваться данными между разными устройствами, находящимися на расстоянии 10 сантиметров. Данная технология является простым расширением существующего стандарта бесконтактных карт (классификация ISO 14443), объединяет рабочий интерфейс смарт-карт и считывателя в общее устройство. Такой прибор NFC способен поддерживать связь даже с существующими смарт-картами, а также со считывателями ISO 14443 стандарта, и прочими устройствами NFC и, может быть совместим с рабочей инфраструктурой бесконтактных карт, использующейся уже в общественном транспорте/платежных системах. NFC нацелена, в первую очередь, на использование в мобильных устройствах.

Что такое модуль nfc

Модуль — это внешний прибор, который позволяет обеспечивать быструю идентификацию с использованием канала радиосвязи на расстоянии. Модуль ближней связи, работает на частоте 13,56 Мгц со скоростью до 424 кбит/с. Такая технология основана на использовании специализированных чипов (в телефонных SIM-картах в том числе) в коммуникационных приборах. Широчайшее распространение технологии NFC в ближайшее время связывают с возможностью применения совместно со смартфонами и мобильными телефонами: мобильное устройство оснащается модулем (подойдет внешний nfc модуль для телефона), что позволит абоненту проводить своевременную оплату за услуги и товары, просто приближая свой телефон к устройству считывания. Обычно подразумевается, что денежные средства списываются с банковского счета клиента, а не со счета у оператора моб. связи.

Виды модулей

Основные виды модулей nfc — это сим-карты, внешние устройства и чипы. Также, можно использовать дополнительные устройства для коммуникации и оплаты, такие как NFC-модули и стикеры. Модуль nfc для телефона можно заказать отдельно, а можно приобрести уже в телефоне в качестве встроенного оборудования. Стикеры крепятся к корпусу телефона. Бывают пассивные и активные. Первые — не в состоянии осуществлять обмен данными с телефоном и, не дают возможности записывать информацию в NFC-устройство через каналы связи мобильного оператора. Активные — пользуются каналом связи Wi-Fi/Bluetooth для связи с устройством, что приводит к повышенному энергопотреблению, или необходимости постоянной подзарядки модуля. Общий недостаток таких модулей - наличие крепления.

Как добавить чип NFC в смартфон

Первый вариант — NFC-симка. Их выпускают многие мобильные операторы. Установите готовую функциональную карту в смартфон и платите за покупки легким прикосновением к терминалу. Само собой, назвать это качественной заменой Apple Pay нельзя, поскольку идущие транзакции не шифруются и не требуют проведения идентификации по отпечаткам пальцев. Кроме этого, пользователю наверняка придется завести новый счет у оператора мобильной связи/в банке. Однако, если он является держателем пластиковой карты одного из банков, проблема улетучится сама собой. Вам только останется посетить салон сотовой связи, либо отделение банка и получить SIM-карту.

NFC-антенна. Еще один работающий способ. Всем пользователям, чей телефон или смартфон не имеет модуля «ближнего поля» в арсенале, путь к «бесконтакту» дается немногим труднее. Вам придется или заменить устройство, что нерационально, или оборудовать его NFC-антенной самому. Вопреки сложившемуся мнению, сделать это намного проще, чем ранее представлять. Чтобы это сделать, требуется приобрести специальную внешнюю NFC-антенну. Сделать это можно в салонах сотовой связи, далее, приклеив ее к SIM-карте, установить под крышкой вашего мобильного устройства.

Небольшая ремарка: совершить данную операцию не получится владельцам устройств с несъемной задней крышкой и боковым отверстием для SIM-карт. Установить модуль можно почти во все модели телефонов. Это решение является простым и будет использоваться, пока на рынке не появятся телефоны со встроенными NFC-модулями.

Lou Frenzel

Electronic Design

Вскоре большинство смартфонов будут поддерживать технологию Near-Field Communication (NFC, технология беспроводной высокочастотной связи малого радиуса действия) и смогут выполнять функции ключей или кредитных карт. Пользователю необходимо будет просто поднести свой телефон к NFC-считывателю, и устройства начнут обмен данными для выполнения транзакции. Функция автоматического сопряжения беспроводных устройств представляет собой еще одну сферу развивающихся приложений.

Технология NFC

Максимальная дальность связи по технологии NFC составляет около 20 см с эффективным типовым значением 4-5 см, что обеспечивает определенные преимущества в безопасности обмена данными. Используется ближняя зона, в отличие от привычных технологий с дальним радиусом действия.

Поле дальнего радиуса действия включает в себя ортогональные электрические и магнитные поля, которые простираются от антенны за пределы нескольких длин волн. Поведение волн описывается системой уравнений Максвелла, согласно которым магнитные и электрические поля обмениваются энергией и поддерживают друг друга на всем пути следования сигнала. Напряженность поля уменьшается с расстоянием (d) на коэффициент 1/d 2 .

Поле ближней зоны находится в пределах одной длины волны антенны или меньше. Оно также состоит из магнитного и электрического поля, однако магнитное поле доминирует. Затухание сигнала ближнего поля определяется коэффициентом 1/d 6 , что делает его гораздо менее применимым.

По существу, ближнее поле - это магнитное поле, формируемое передающей антенной. Передающая антенна может рассматриваться как первичная обмотка воздушного трансформатора, а приемная антенна - как вторичная обмотка этого трансформатора. Высокий коэффициент затухания делает общее эффективное расстояние беспроводной связи очень коротким.

Технология NFC подразумевает оперирование сигналами с глубиной (коэффициентом) ASK модуляции от 10% до 100% в нелицензированном диапазоне частот 13.56 МГц. При передаче двоичных данных, с целью повышения надежности, используется Манчестерский или модифицированный код Миллера.

Скорость передачи данных зависит от метода кодирования и коэффициента модуляции и может быть 106 Кбит/с, 212 Кбит/с или 424 Кбит/с. Некоторые NFC-устройства используют стандарт кодирования NRZ-L (уровень кодирования без возврата к нулю, non-return-to-zero level). Двоичная фазовая манипуляция (Binary phase shift keying, BPSK) является альтернативой при скорости передачи данных 106 Кбит/с. Типовая ширина полосы сигнала ссотавляет ±7 кГц, но может быть увеличена до ±1.8 МГц, в зависимости от метода кодирования и скорости передачи данных.

Следует отметить, что некоторые NFC-устройства поддерживают обмен данными на скорости до 848 Кбит/с, но такие параметры не утверждены принятыми стандартами. Вариант стандарта для более высоких скоростей обмена данными по технологии NFC находится в стадии рассмотрения, и ожидается, что он повысит верхний предел для некоторых приложений до 6.8 Мбит/с.

Устройства, протоколы и режимы работы

Существуют два режима работы NFC-устройств: активный и пассивный (Рисунок 1). В активном режиме аккумулятор или источник питания полностью обеспечивают питанием оба коммуникационных устройства. В пассивном режиме одно из устройств имеет источник питания, другое (метка, транспондер, брелок) является пассивным, и для питания используется электрический ток, индуцированный в антенне электромагнитным сигналом, передаваемым активным устройством.

Стоит отметить, что метки радиочастотной идентификации (RFID) работают таким же образом. Пассивное устройство, получив питание, передает данные активному устройству с использованием нагрузочной модуляции. Нагрузочная модуляция (или модуляция нагрузкой) является одной из форм амплитудной модуляции, определяется как разность между средним максимальным и средним минимальным значениями передаваемого сигнала на частоте 13.56 МГц и подразумевает модуляцию данных на поднесущей частоте 848 кГц, которая, в свою очередь, модулирует основную несущую частоту 13.56 МГц. В результате сформированный сигнал изменяет импеданс контура на приемном устройстве, которое переводит его в амплитудно-модулированный.

Оба устройства, активное и пассивное, используют сигнал с 10% ASK модуляцией и Манчестерским кодированием для скоростей обмена данными 212 Кбит/с и 424 Кбит/с. Активные устройства используют модифицированный код Миллера и ASK модуляцию со 100% глубиной для скорости передачи данных 106 Кбит/с с целью обеспечить надежную инициализацию. На Рисунке 2 изображен стандартный NRZ-L код и варианты NFC-кодирования.

Базовый режим работы является полудуплексным, когда в один момент времени одно устройство передает, а все остальные принимают данные. Одни устройства выступают инициаторами, «прослушивают» канал связи и передают данные, только если отсутствуют другие сигналы. Инициатор ведет опрос других устройств, находящихся рядом с ним. Другие устройства - целевые - «слушают» инициатора и отвечают на его запросы в соответствии с форматом протокола.

Технология NFC поддерживает и другие режимы: чтение/запись, точка-точка (связь между однотипными устройствами) и режим эмуляции карт. Операции записи/чтения поддерживаются как активными, так и пассивными устройствами и используются для передачи данных от одного устройства к другому. Инициатор или считывает, или записывает данные на пассивном устройстве. В режиме точка-точка два активных устройства обмениваются данными с целью установить канал связи для последующих транзакций. Режим эмуляции карт подразумевает считывание активным устройством пассивного, например, чтение кредитной карты или метки.

Множество NFC стандартов, в частности NFC-A, NFC-B и NFC-F, определяют несколько слегка отличающихся технологий передачи данных (Таблица 1). Каждый из них устанавливает различные скорости передачи данных, глубину модуляции, метод кодирования или режим работы. Устройство-инициатор опроса пытается определить специфические режимы работы отвечающих устройств и затем конфигурирует себя на соответствующую технологию для завершения сеанса обмена данными.

Таблица 1. Стандарты NFC, определяющие метод кодирования, модуляцию и скорость обмена данными.

Кроме того, стандарты NFC определяют четыре основных вида пассивных меток: Тип 1 - Тип 4. Каждый тип имеет различный объем памяти и отвечает требованиям одного из популярных стандартов. Типы 1 и 2 имеют встроенную память 96 Кбайт и от 48 Байт до 2 Кбайт, соответственно, и передают данные на скорости 106 Кбит/с. Типы 3 и 4 работают на скорости 212 Кбит/с или 424 Кбит/с и имеют максимум либо 1 Мбайт, либо 32 Кбайт встроенной памяти.

Далее стандарты определяют формат пакета сообщения, называемый NFC Data Exchange Format (NDEF) для использования в ходе обычной работы. Каждая передача данных называется сообщением, и каждое сообщение включает в себя одну или несколько записей (Рисунок 3). Запись состоит из полезной нагрузки (Payload) и фиксированного заголовка, который имеет идентификатор (Identifier), длину (Length) и тип полей полезной нагрузки (Type). Полезная нагрузка, как правило, представляет собой URL или тип данных, определяемых стандартным файлом типов данных NFC Record Type Definition (RTD).

Стандарты NFC

Большинство базовых стандартов NFC происходит от стандартов, регламентирующих RFID технологию и смарт-карты. Они стали формальными стандартами Международной организации по стандартизации / Международной электротехнической комиссии (ISO/IEC), включая даже те стандарты, которые первоначально разработаны компаниями-участниками:

• ISO/IEC 14443A (NXP, ранее Philips MIFARE);
• ISO/IEC 14443B (Infineon);
• JIS X6319-4 (Sony FeliCA).

Радиочастотная технология NFC регламентируется стандартом ECMA 340 (Европейская ассоциация стандартизации информационно-коммуникационных систем). Он определяет коммуникационный интерфейс и протокол NFCIP-1. ISO/IEC приняли и адаптировали этот стандарт как 18092. Существует также стандарт NFCIP-2, называемый еще ECMA 352, и стандарт ISO/IEC 23917.

NFC Форум, некоммерческая рекламная группа компаний, устанавливает и поддерживает широкий спектр спецификаций стандартов, связанных с NFC. Она также обеспечивает тестирование и сертификационные программы для повышения совместимости NFC устройств. Объединенная группа компаний Europay, MasterCard, American Express и Visa (EMVCo), управляют и поддерживают спецификации для смарт-карт, терминалов продажи и оплаты, банкоматов и связанных с ними устройств.

Безопасность NFC

Если технология NFC будет использоваться вместо платежей с помощью кредитных карт или для доступа к критически важным объектам, то передаваемые даны должны быть в безопасности. Один из уровней безопасности является неотъемлемой частью NFC просто ввиду того, что обмен данными ведется на очень коротком расстоянии. Но это не означает, что NFC система не может быть взломана. С помощью направленной антенны с высоким коэффициентом усиления и чувствительного приемника можно прослушать сигналы NFC на значительном удалении, при этом такая установка для взлома не может быть незаметна.

Риски для безопасности также исходят из других форм взлома. Например, может иметь место повреждение данных, когда NFC считывателю или любому подобному устройству передаются ложные данные. Данные также могут быть изменены в процессе передачи. Во время такой атаки хакеры получают доступ к передаваемым данным и изменяют их перед пересылкой. Такой вид хакерской атаки маловероятен, но возможен. Лучшим способом защиты данных в таких случаях являются шифрование данных или иные методы защиты радиоканала. Практически во всех приемопередатчиках NFC используется шифрование.

«Хотя стандарты NFC уже определены и разработаны, дополнительный прогресс ожидается в инфраструктуре терминалов продажи и оплаты, чтобы полностью реализовать потенциал технологии», - говорит Рон Веттер, член IEEE Computer Society и основатель компании Mobile Education LLC. «Основной причиной тому является область «мобильных платежей, но и безопасное и конфиденциальное решение проблем клиентов также играет важную роль в том, как быстро будет принята эта технология».

В последнее время можно всё чаще услышать упоминание некой технологии NFC в контексте электронных платежей через смартфон. Многие ею пользуются, не зная ни названия, ни принципа работы. Вокруг NFC ходит немало слухов, затрагивающих вопрос безопасности личных данных, денежных средств, а иногда и здоровья. Именно для объяснения таких вопросов и была написана данная статья.

NFC в телефоне — что это, как работает и где применяется

Расшифровка аббревиатуры NFC дословно переводится на русский язык как «ближняя бесконтактная связь». Из названия можно сразу сделать вывод об одной из главных особенностей NFC — передача данных производится на очень близком расстоянии, до 10 см. Конечно, ничего не мешает обмениваться информацией на расстоянии в несколько сантиметров через Bluetooth или Wi-Fi, однако здесь стоит разобраться в деталях.

Принцип работы NFC основывается на явлении индукции магнитного поля, посредством которой реализована ближняя высокочастотная передача данных между двумя устройствами на частоте 13,56 МГц.

Одна из причин существования этой технологии - потребность в безопасности. Логично, что «взломать» контакт, происходящий в малой области, чисто физически трудно, в отличие от остальных беспроводных соединений. Но для чего нужна такая технология, если с её помощью нельзя связаться с устройством, находящимся даже в десяти метрах? Всё просто: NFC имеет совсем другую направленность. Из очевидного - бесконтактная оплата путем поднесения смартфона к терминалу. Но это далеко не единственная область, в которой можно использовать НФС.

Примеры использования чипа NFC:

1. Передача медиафайлов, контактов или настроек между смартфонами.
2. Безналичная оплата. Пожалуй, самый популярный вариант использования системы, который широко применяется и в России. Также существуют различные варианты: оплата проезда, предоставление личных данных по касанию и др.
3. Считывание информации. NFC-теги в смарткартах и других объектах позволяют мгновенно заносить в смартфон информацию, к примеру, с визитной карточки. NFC-чипы достаточно малы, чтобы их можно было встроить почти в любой предмет.
4. Некоторые телевизоры Sony имеют функцию One Touch Mirroring, которая позволяет выводить на экран телевизора видео из памяти телефона.
5. Контроль доступа к различным сервисам или объектам, где вместо ключа используется устройство с NFC-чипом.

Первый телефон, оснащённый NFC, появился ещё в 2006 году (Nokia 6131), однако массовость подобные устройства получили лишь в последние годы, и теперь NFC можно встретить не только в флагманах, но и в моделях среднего ценового сегмента, и даже бюджетных смартфонах.

Преимущества NFC

• Моментальная установка соединения. NFC даёт возможность устройствам соединяться без дополнительных манипуляций, ввода настроек и прочего, достаточно поднести два гаджета с NFC-чипами друг к другу.
• Безопасность. Как уже говорилось, малый радиус действия значительно усложняет процесс взлома, однако это не значит, что у NFC нет других средств защиты. Кроме того, потеряв банковскую карту риск лишиться денег на ней гораздо выше, чем в случае потери телефона, где средства защищены не только паролем, но и необходимостью подтверждения доступа к самому гаджету.
• Удобство использования. В память смартфона можно добавить сразу несколько банковских карт и расплачиваться ними с одного устройства, кроме того NFC работает не только с банковскими, но и с транспортными и скидочными картами.

Какие устройства имеют поддержку NFC

Большинство современных смартфонов имеет поддержку данной технологии, однако старые или совсем бюджетные решения могут быть ее лишены. Некоторые производители наносят название технологии на поверхность корпуса устройства, однако есть и более действенный способ проверить, есть ли она в вашем смартфоне:

1. Откройте меню настроек устройства.
2. Перейдите в «Беспроводные сети» или «Подключенные устройства».
3. Откройте «Ещё».
4. Найдите пункт NFC.

Ну и конечно всегда можно просто загуглить название вашего смартфона дописав рядом NFC, и все станет понятно.

Как расплачиваться телефоном

Здесь будет рассмотрен самый популярный способ использования NFC - эмуляция карт. При помощи эмуляции можно создать виртуальный дубликат карты и расплачиваться с телефона, словно с карточек MasterCard PayPass или Visa Paywave, которые для списания средств просто прикладываются к терминалу.

Смартфоны с NFC-чипом, работающие на OC Android, производят бесконтактную оплату с помощью приложения Android Pay, которое можно скачать в Play Market по следующей ссылке . Телефоны от компании Samsung работают с фирменным приложением Samsung Pay, которое обычно предустановлена в операционную систему из коробки. Принцип действия обоих приложений полностью идентичен.

Пользователь, никогда не использовавший разблокировку устройства паролем, жестом или отпечатком пальца, запустив Android Pay впервые будет вынужден установить защищенный доступ к устройству. Это обязательное условие для применения бесконтактной оплаты.

Как пользоваться Android Pay:

Если вы подключили более одной карты, то предварительно следует выбрать ту, которая будет использоваться для оплаты, если она не установлена по умолчанию. Транзакции подтверждаются в момент разблокировки смартфона с помощью кода, графического ключа либо сканера отпечатков пальцев. Платежи на сумму более тысячи рублей, по просьбе продавца, может потребоваться подтвердить вводом PIN-кода от банковской карты в терминале или подписью.

Для быстрого доступа к NFC, закрепите значок активации данной функции в шторке уведомлений, дабы не искать его в дебрях настроек каждый раз при необходимости оплаты.

Как расплачиваться смартфоном в метро или автобусе? Делается это аналогичным образом: запускаем Android Pay, подтверждаем авторизацию и оплачиваем поездку прикосновением смартфона к турникету. Таким же образом можно оплачивать вход в музеи, на выставки и тому подобные места, без необходимости стоять в очереди за билетом.

Обмен данными и файлами через NFC

Для передачи файлов со смартфона на смартфон через NFC используется вспомогательная технология Android Beam (или Samsung Beam на устройствах от одноименного производителя). Давайте разберемся, как отправить файлы через NFC:

Аналогичным образом можно передавать и другую информацию, к примеру список контактов, что существенно облегчает жизнь при переходе со старого смартфона на новый.

Заключение

Так как большинство смартфонов давно оснащены модулем NFC, сегодня формируется основание для изменения системы электронных платежей. И несмотря на довольно высокую популярность NFC в качестве способа оплаты, востребованность этой технологии (относительно её потенциала) весьма невелика. В будущем NFC может стать неотъемлемой частью нашей жизни, как когда-то стали сами смартфоны, так как платить с помощью телефона действительно удобно.

NFC стал довольно распространенным благодаря росту онлайн-платежных систем, таких Samsung Pay и Android Pay. Особенно если это касается и даже телефонов среднего класса. Вероятно, вы слышали этот термин раньше, но что такое NFC в смартфоне? В этой статье я кратко изложу, что это такое, как он работает, и для чего его можно использовать.

NFC означает «Near Field Communication», что переводиться как «ближняя бесконтактная связь». Как понятно из названия, он обеспечивает короткую связь между устройствами. Для этого требуется, по меньшей мере, одно передающее устройство и одно для приема сигнала. Устройства использующие на стандарте NFC, делятся на пассивные и активные.

Пассивные устройства NFC небольшие передатчики, которые могут отправлять отправлять другим устройствами NFC без необходимости иметь источник питания. Однако они не могут обрабатывать какую-либо информацию, отправленную из других источников, и не могут подключаться к другим пассивным компонентам. Это обычно интерактивные знаки на стенах или рекламных объявлениях.

Активные устройства NFC могут отправлять и получать данные, а также могут взаимодействовать друг с другом, а также с пассивным устройством. Смартфоны сегодня являются самыми распространенной формой активного устройства NFC. Примером технологии можно назвать считыватели карт общественного транспорта и платежных терминалов.

Теперь, когда мы знаем, что это такое, давай узнаем как он работает NFC в телефоне.
Очень просто, так же, как Bluetooth и WiFi, а также другие беспроводные сигналы. NFC работает по принципу отправки информации по радиоволнам. Near Field Communication — еще один стандарт для беспроводной передачи данных. Это значит, что устройства должны придерживаться определенных спецификаций, чтобы правильно общаться друг с другом. Технология, используемая в NFC, основана на идеи RFID (радиочастотная идентификация), которая использует электромагнитную индукцию для передачи информации.

Конечно есть одно существенное различие между NFC и Bluetooth/WiFi. Первый может использовать для индукции электрических токов внутри пассивных компонентов, а также для передачи данных. Вместо этого они могут питаться от электромагнитного поля, создаваемым активным компонентом NFC, когда он входит в диапазон. К сожалению, технологии NFC не хватает достаточной индуктивностью для зарядки смартфона, но зарядка QI имеет тот же принцип.

C другой стороны, режим чтения или записи является односторонней передачей данных. Активное устройство, например, ваш смартфон, соединяется с другим устройством, чтобы считать с него информацию.

Последним режим работы — эмуляция карты. Устройством NFC здесь являются смарт- или бесконтактные кредитные карты, с их помощью можно оплачивать проезд в общественном транспорте или оплачивать покупки в магазинах.

Сравним с Bluetooth

Хотя я ответил на вопрос «Что такое NFC?». Давайте сравним его с другими беспроводными технологиями? Кто-то может подумать, что NFC не нужен, так как есть Bluetooth. Тем не менее, есть несколько важных технологических различий между ними, а у NFC есть существенные преимущества. Главный аргумент в пользу NFC в том, что он потребляет гораздо меньше энергии, чем Bluetooth. Это делает NFC идеальным для пассивных устройств, такие как рекламные метки, о которых я писал выше, поскольку они могут работать без основного источника питания.

Однако низкое энергопотребление имеет один серьезный недостаток. В частности, диапазон передачи намного короче, чем у Bluetooth. Диапазон у NFC около 10 см, а Bluetooth может передавать данные до 10 метров и более. Еще одним недостатком является то, что NFC медленней, чем Bluetooth. Он передает данные с максимальной скоростью 424 кбит/сек., по сравнению с 2,1 Мбит/сек у Bluetooth 2.1 или около 1 Мбит/сек у Bluetooth Low Energy.

Но у NFC есть самое главное преимущество: более быстрое соединение. Благодаря индуктивной связи и отсутствия ручного спаривания, до начала обмена информацией проходит меньше одной десятой секунды. Хотя современный Bluetooth тоже подключается достаточно быстро, NFC по-прежнему остается очень удобным в определенных ситуациях, например при мобильном платеже.

Samsung Pay, Android Pay и даже Apple Pay используют технологию NFC, хотя Samsung Pay работает немного иначе, чем другие. Bluetooth очень удобен для передачи файлов, подключения наушников и других гаджетов. Я предполагаю, что NFC всегда будет актуальным благодаря мобильным платежам.

Заключение

Теперь, я ответил на вопрос «Что такое NFC?», но, если вы что-то не поняли или у вас возникли другие вопросы по этой беспроводной технологии. Задавайте их в комментариях ниже.

О том как включить NFC, читайте в .