Nozioni fondamentali di Near Field Communication

Simile alla tecnologia delle schede di prossimità, NFC utilizza l'induzione magnetica tra due antenne loop situate nel campo vicino reciproco, formando effettivamente un trasformatore aria- nucleo. Funziona nella banda ISM (Industrial Scientific and Medical) di radiofrequenze non autorizzate e globalmente disponibili. Queste modalità di comunicazione sono fondamentali per il modo in cui uno smartphone o un altro dispositivo abilitato per NFC è in grado di interagire con un nuovo insieme di dispositivi mediante la presenza in prossimità del dispositivo.

Applicazioni tipiche che utilizzano le tecnologie NFC

I dispositivi NFC possono essere utilizzati in una varietà di sistemi di pagamento senza contatto, simili a quelli attualmente utilizzati nelle carte di credito e nelle schede smart per i biglietti elettronici e consentono il pagamento mobile che vanno a sostituire o integrare questi sistemi. Ad esempio, Google Wallet consente ai consumatori di archiviare le informazioni della carta di credito e della carta fedeltà del negozio in un portafoglio virtuale e quindi utilizzare un dispositivo abilitato per NFC ai terminali che accettano anche le transazioni MasterCard PayPass. Altre applicazioni includono (1) il monitoraggio, il controllo dell'accesso e la sicurezza, (2) i componenti elettronici di consumo, (3) il flusso di lavoro di automazione e produzione, (4) la sanità, (5) i sistemi di pagamento e (6) i trasporti e il settore automobilistico.

Vantaggi dell'utilizzo della tecnologia NFC

Le interazioni NFC richiedono un semplice tocco per stabilire la comunicazione e sono adatte a un'ampia gamma di settori, ambienti e utilizzi. NFC implementa gli standard universali quali ISO, ECMA ed ETSI, è applicabile nelle applicazioni sicure e consente una configurazione rapida di tecnologie wireless, quali Bluetooth, Wi-Fi e così via. L'architettura e le funzionalità integrate di NFC creano diversi vantaggi per i progettisti e i produttori di dispositivi: 

• Facilità di utilizzo: diversamente dalle soluzioni Bluetooth o 802.11, i dispositivi abilitati per NFC non devono essere configurati per funzionare insieme. Si collegano con un semplice tocco. Il tocco semplifica il noioso processo di collegamento tra i dispositivi e rimuove gran parte dell'interazione umana e gli errori nella configurazione di Bluetooth e 802.11.

• Oggetti smart: la tecnologia NFC può essere applicata in applicazioni simili come i codici a barre. Ad esempio, un dispositivo NFC può essere incorporato in un poster o un espositore e consentire ai pedoni di eseguire una ricerca o toccare i loro telefoni per ottenere ulteriori informazioni. Tali integrazioni dei dispositivi rendono più accessibili un'ampia gamma di applicazioni in una varietà di settori, dalla pubblicità ai sistemi di controllo allo shopping al dettaglio.

• Costi e facilità di monitoraggio: il monitoraggio dei processi del flusso di lavoro, la sorveglianza e una varietà di applicazioni di rilevamento sono spesso troppo costosi da implementare. Le integrazioni NFC possono essere rapide, semplici ed economiche. Ciò consente un controllo elevato di vari processi industriali e commerciali e operazioni di produzione più efficienti. Fattore più importante, tutte le fasi di un'operazione possono essere monitorate in tempo reale, a prezzi vantaggiosi.

  Standard NFC

  Lo standard NFC è definito in ISO/IEC 18092. Lo standard ISO 18092 definisce le modalità di comunicazione per il protocollo e l'interfaccia NFC. NFC funziona a 13,56 MHz e supporta gli standard ISO/IEC esistenti 14443 (tipi A/B/FeliCa) e 15693 (tag). NFC trasmette a velocità che vanno da 106 kbit/s a 424 kbit/s con gli standard ISO, ECMA ed ETSI. Questa velocità di elaborazione dei dati è leggermente inferiore al collegamento Bluetooth. ISO 14443 è uno standard internazionale in quattro parti per le smart card senza contatto che funzionano a 13,56 MHz in prossimità ravvicinata di un'antenna di lettura.

  Modalità NFC

  Un dispositivo NFC può funzionare in due modi: attivo, ovvero alimentato a batteria, e passivo, ossia alimentato da energia radio. Inoltre la tecnologia NFC prevede sempre un iniziatore e una destinazione. L'iniziatore genera un campo RF in grado di alimentare una destinazione passiva. Ciò consente alle destinazioni NFC di gestire fattori di forma semplici, alimentati non a batteria, quali tag, adesivi, portachiavi o tessere.

o Modalità di comunicazione attiva: i dispositivi iniziatore e di destinazione comunicano generando alternatamente i propri campi. Un dispositivo disattiva il campo RF in attesa dei dati. In questa modalità solitamente entrambi i dispositivi sono dotati di alimentatori. 

o Modalità di comunicazione passiva: il dispositivo iniziatore fornisce un campo portante, mentre il dispositivo di destinazione risponde modulando il campo esistente. In questa modalità il dispositivo di destinazione può attingere la potenza di elaborazione del campo elettromagnetico fornito dall'iniziatore, trasformando il dispositivo di destinazione in un trasponder.

o Modalità peer-to-peer: definita per la comunicazione a livello di collegamento tra dispositivo e dispositivo. In questa modalità i dispositivi condividono le informazioni tra due dispositivi NFC.

o Modalità di emulazione di schede: consente al ricevitore NFC di funzionare come una smart card standard. Questa modalità è sicura ed è supportata dall'API di comunicazione senza contatto. Il dispositivo NFC si comporta esattamente come una scheda senza contatto e può essere utilizzato nei sistemi di pagamento delle tariffe di trasporto basati su MiFare, Calypso o FeliCa e nei sistemi di pagamento bancario aperto basati su Visa payWave, MasterCard PayPass o American Express ExpressPay.

o Modalità di lettura/scrittura: consente alle applicazioni di trasmettere i messaggi definiti da NFC Forum. Si tenga presente che questa modalità non è sicura. È supportata dall'API di comunicazione senza contatto. Il dispositivo NFC è attivo e legge un tag RFID passivo. Ad esempio, legge e archivia un indirizzo Web o un coupon da un poster per la pubblicità interattiva.

Tag NFC

NFC Forum ha richiesto quattro tipi di tag che funzionino con i dispositivi NFC. I tag NFC contengono dati e solitamente sono a sola lettura, ma possono essere riscrivibili. Possono essere codificati in modo personalizzato dai produttori o utilizzare le specifiche fornite da NFC Forum, un'associazione industriale incaricata della promozione della tecnologia e della definizione degli standard chiave. I tag possono archiviare, tra le altre informazioni, in modo sicuro i dati personali, quali le informazioni sulla carta di debito e credito, i dati del programma fedeltà, il PIN e i contatti di rete. È alla base dell'interoperabilità tra provider di tag NFC diversi e produttori di dispositivi NFC per garantire un'esperienza utente coerente.

Specifica di funzionamento dei tag di tipo 1 di NFC Forum: il tag di tipo 1 si basa su ISO/IEC 14443A. I tag vengono letti e possono essere riscritti. Gli utenti possono configurare il tag in modo che diventi a sola lettura. La disponibilità della memoria è 96 byte ed espandibili a 2 Kbyte. 

• Specifica di funzionamento dei tag di tipo 2 di NFC Forum: il tag di tipo 2 si basa su ISO/IEC 14443A. I tag vengono letti e possono essere riscritti. Gli utenti possono configurare il tag in modo che diventi a sola lettura. La disponibilità della memoria è 48 byte ed espandibili a 2 KB.

• Specifica di funzionamento dei tag di tipo 3 di NFC Forum: il tag di tipo 3 si basa sullo standard JIS (Japanese Industrial Standard) X 6319-4, anche noto come FeliCa. I tag sono preconfigurati in fase di produzione per essere letti o riscrivibili oppure di sola lettura. La disponibilità della memoria è variabile, mentre il limite di memoria teorico è 1 MB per servizio.

• Specifica di funzionamento 2.0 dei tag di tipo 4 di NFC Forum (novembre 2010): i tag di tipo 4 sono completamente compatibili con la serie di standard ISO/IEC 14443. I tag sono preconfigurati in fase di produzione per essere letti o riscrivibili oppure di sola lettura. La disponibilità della memoria è variabile, fino a 32 KB per servizio. L'interfaccia di comunicazione è compatibile con il tipo A o il tipo B.