Телефоны Samsung с NFC. Используем NFC для автоматизации

У всех нынешних Android-смартфонов верхняя строчка экрана буквально забита всякими обозначениями. Многие из них понятны, привычны и даже полезны: панель уведомлений информирует о новых Email-сообщениях, о загрузке файлов, о наличии и качестве телефонной и WiFi-сетей, об уровне заряда аккумулятора и т.д. Однако иногда там появляется загадочная буквочка N, вызывая у некоторых мнительных юзеров чувство легкого беспокойства.

В этой статье мы расскажем о той функции, которая обозначается в Android-девайсах этой самой буквой N, а также о том, как ее отключить, и почему это можно сделать прямо сейчас.

• Что означает символ N, и что такое NFC?

На панели уведомлений Android затейливо оформленная буквочка N появляется в знак того, что смартфон (или планшет) включил модуль NFC. NFC — коммуникация ближнего поля — это технология, посредством которой два находящихся рядом мобильных устройства могут обмениваться данными (пардон за такое упрощенное определение).

Об этой технологии вы уже наверняка слышали и даже видели ее в действии. В странах развитой демократии NFC используется повсеместно: к примеру, в мобильных платежных системах (из наиболее известных у нас — Android Pay и Samsung Pay) — это когда можно прямо со смартфона, смарт-браслетов и прочих смарт-девайсов. Кроме того, через NFC можно и любые другие данные с одного смартфона на другой.

• Как отключить NFC в Android смартфоне (и у брать значок N с панели уведомлений)?

С этим все просто. Скорее всего в вашем Android-е опцию отключения NFC вы найдете прямо в меню быстрых настроек. То есть, свайпаем по экрану сверху вниз, и в выпавшем меню где-то по соседству с символами Wi-Fi и Bluetooth находим иконку в виде такой же буквы N, как и в панели уведомлений, с подписью рядом и, если функция активна, тапаем по ней, чтобы отключить.

Если же в быстрых настройках своего смартфона букву N вы не обнаружили, то тогда открываете настройки обычные, далее жмете «Ещё… » в разделе «Беспроводные сети » и в подразделе «Передача файлов и данных » переводите выключатель опции NFC в положение «Выкл «, после чего символ N с панели уведомлений исчезнет.

• Отключить или не отключить NFC?

Откровенного говоря, в настоящее время реальной пользы от NFC для подавляющего большинства Android-юзеров практически никакой. Ну, как мы уже сказали, фотки или другие файлы можно с одного смартфона на другой перекидывать. Системы бесконтактных мобильных платежей пока столь-либо значительной популярностью у населения не пользуются и, есть такое подозрение, что еще довольно долго пользоваться не будут. Упомянутые Android Pay и Samsung Pay, не смотря на их весьма удачный дебют в Штатах, в наши края попадут не скоро.

Так что, если вы сейчас находитесь не в американском магазине, то можете смело вырубать функцию NFC в своем Android-смартфоне и сэкономите таким образом заряд его аккумулятора.

Пользователи, работающие с бесконтактными платежами на основе технологии NFC, при попытке осуществить такой платёж на своём Андроид-смартфоне могут столкнуться с сообщением «Тип метки NFC не поддерживается». Часто упомянутая проблема наблюдается на смартфонах «Самсунг» (в частности, семейства «Самсунг Галакси»), что связано с отказом компании «Самсунг» поддерживать NFC-метки «MIFARE Classic» на большинстве своих девайсов. В данном материале я изложу суть возникшей проблемы с указанными метками, а также предоставлю возможные варианты её решения. Чтобы узнать, перейдите на соответствующую статью.

Почему метки «MIFARE Classic» не поддерживаются на Samsung Galaxy

При задействовании на вашем устройстве технологии NFC (бесконтактной связи) часто используются метки «MIFARE Classic». Такие метки частично базируются на стандарте ISO/IEC 14443-3A, и используют собственный (проприетарный) алгоритм шифрования. Поскольку «NXP» (собственник технологии «MIFARE Classic») не спешит делиться правами на технологию «MIFARE Classic» с производителями других чипов, то доступ к памяти меток «MIFARE Classic» возможен преимущественно на NFC-устройствах с имеющимся у них внутри чипсетом от «NXP».

Обычно это означает, что вы не сможете получить доступ к данным меток «MIFARE Classic» с помощью девайсов, не обладающих встроенным чипсетом от «NXP» (системная служба NFS фильтрует метки «MIFARE Classic», и не уведомляет приложения об их наличии). К счастью (или несчастью) для владельцев гаджетов «Самсунг», компания «Самсунг» решила заблокировать технологию «MIFARE Classic» на многих своих устройствах, и при попытке её задействования вы увидите надпись о том, что «тип метки НФС не поддерживается на указанном устройстве». В результаты вы даже не сможете обнаружить указанные метки на специализированных приложениях, запущенных на телефонах «Самсунг».

Системное сообщение об отсутствии поддержки «MIFARE Classic» в одном из смартфонов

Некоторые из гаджетов от Самсунг в виде исключения могут включать в себя чипсеты от «NXP». В частности, «Samsung Note 3» имеет в себе контроллер «NXP PN544 NFC», и, соответственно, поддерживает «MIFARE Classic». А вот «Samsung Galaxy S6» содержит NFC контроллер от Самсунг «S3FWRN5P», и, следовательно, не поддерживает (точнее, блокирует) работу «MIFARE Classic».

Что делать, если «Тип метки NFC не поддерживается»

Упомянутые проблемы с метками НФС возникают преимущественно у москвичей – обладателей транспортной карты «Тройка» во время попытки пополнения баланса карты с помощью популярного приложения «Мой проездной» или другого аналогичного софта. Если вы обладатель гаджета от «Самсунг», то в большинстве случаев проблема с метками имеет аппаратную природу (отсутствие чипсета от «NXP»), что делает невозможным нормальную работу с технологией «NFC».

Тем не менее есть ряд аппаратов от Самсунг, которые поддерживают технологию «MIFARE Classic». В частности, это такие девайсы как (список неполный и может варьироваться):

• Galaxy Note II
• Galaxy Nexus I9250
• Galaxy SIII
• Galaxy SIII Neo
• Core DUOS
• Galaxy S5 G900F.

Если у вас один из таких гаджетов, и, тем не менее, вы встречаетесь с текстом ошибки «Тип метки NFC не поддерживается», то рекомендуется выполнить следующее:

Заключение

Существующая проблематика с метками НФС, имеющаяся на девайсах линейки «Самсунг Галакси», обусловлена блокировкой компанией «Самсунг» технологии «MIFARE Classic» от производителя НФС-чипсетов «NXP». В подобной ситуации можно попытаться программным путём убрать данное сообщение (например, с помощью метода, описанного на

Если при работе с бесконтактными технологиями в смартфонах вы столкнулись с проблемой, когда NFC-теги не считываются и выдают сбой в работе, тогда этот материал поможет вам разобраться в причинах и наладить операции взаимодействия. Разберёмся, что значит Тип метки NFC не поддерживается.

Владельцы смартфонов с функцией NFC ежедневно обрабатывают сигналы множества бесконтактных тегов при осуществлении оплаты (кафе, ресторан, метро), передаче информации, управлении функциями гаджета. Иногда некоторые метки выдают ошибку, что означает наличие одной или сразу нескольких причин такого поведения. В результате возникает целый ряд вопросов: «Что делать?», требующих незамедлительного решения. Наиболее распространённые из них рассмотрены в нашей статье.

Способ 1 – если производитель метки неизвестен

Для этого необходимо:

1. Зайти на сайт производителя смартфона.
2. Проверить данные о совместимости тегов от других производителей.
3. Если устройство несовместимо, – подать запрос в компанию, которая поставляет услуги (например, метро, сеть кафе, рестораны быстрого питания).

Способ 2 – если производитель метки известен

В этом случае метки куплены для личных целей. Для проверки совместимости необходимо:

1. Зайти на сайт изготовителя тега.
2. Задать поисковый запрос на совместимость.
3. Проверить наличие в списке вашего устройства (бренд, модель, тип NFC-чипа).
4. При необходимости купить новые теги от совместимого бренда.

Проблема плохой совместимости часто связана с высокой скоростью развития технологий, когда компании не успевают синхронизировать свои наработки по NFC и обменяться лицензиями для совместной интеграции технологий.

Не установлено пользовательское приложение

Если сбой произошёл впервые, и вы до этого не использовали услугу (например, оплата метро в Москве), возможно, у вас на мобильном устройстве не установлен пользовательский сервис. Для этого нужно:

1. Скачать из интернета (официальный сайт и маркет-приложения) сервис поставщика услуг/товаров.
2. Установить его на телефон.
3. Зарегистрировать и активировать платёжную карту.

Не зарегистрирована платёжная карта

Случаются ситуации, когда при длительном использовании сервиса приходится менять данные карты. Удалять старые и подвязывать новые.

Если карта не подвязана к услуге в специальном приложении, возникает сбой идентификации меток.

Для устранения надо:

1. Войти в сервис поставщика услуг или универсальную систему (Google Pay, Apple Pay).
2. Проверить список интегрированных карт (может быть несколько или одна).
3. Если карты нет, – зарегистрировать и проверить активацию.
4. Протестировать на стороннем теге.

Метки имеют ограниченный срок службы, поэтому при возникновении сбоя проблема может заключаться в том, что устройство просто выработало свой ресурс.

Решением такой неполадки является замена тега.

Скачать платёжные системы

Для корректной работы функции NFC на смартфоне должен быть установлен оригинальный платёжный сервис, совместимый с операционной системой. можно по ссылкам:

• Windows;
• Android.

Заключение

Подводим итоги. Работа бесконтактных тегов и их взаимодействие с мобильными телефонами основывается на совместимости и предварительной подготовке системы бесконтактных платежей на устройстве. При соблюдении всех правил досадных ошибок можно избежать или же быстро их устранить.

Ну я поверил, побежал к оператору менять симку. Поменял, подключил сервис, пополнил баланс, иду такой счастливый в метро. Сразу к турникету не стал подходить, решил баланс проверить. Благо, на Арбатской, в отличие от Алтуфьево, терминал висит. Работает! Считывает!

Счастливый иду к турникету, а тот не пускает. И второй не пускает. И вообще никакой не пускает. Колбасит его, надпись «приложите еще раз» моргает, но стоит насмерть. Дежурные и полицейский смотрят недобро. То есть, с телефона считывает нормально, а списывать не может. Вот это высокие технологии. На сайте Тройки тоже можно найти список поддерживаемых устройств , разумеется, не совпадающий с предыдущим, но это ладно. Говно в том, что бодро отчитывающийся об успехах департамент транспорта забыл нам перед покупкой устройства по цене подержанных Жигулей рассказать, что не все так гладко, как он нам поет в своих пресс-релизах.

Еще одна вещь, которую я совсем не понимаю, как так может быть: Galaxy Edge в поддерживаемых, а Galaxy Edge+ — нет. Точнее, могу придумать объяснение, но как потребитель — решительно не понимаю, не хочу понимать и стопроцентно уверен, что так быть не должно. Понятно, что с какой-то прошивкой устранят проблему, но почему это не сделать ДО выхода аппарата на рынок? Сегодня скачал очередной апдейт — нет, не поправили.

Наутро проверил на своем Sony Z3+ dual — работает абсолютно все: карту читает, электронный кошелек пополняет, билеты записывает и, самое главное, в метро пускает беспрекословно, исправно списывая тридцаточку.

Вчера люди мне писали, что куча распространенных телефонов что-либо из перечисленных услуг не поддерживают. При огромном количестве моделей смартфонов и всяких ноунейм-устройств, при постоянно обновляющихся прошивках, все эти списки бессмысленны и никогда полностью не соответствуют действительности. Все это при бодрых рапортах столичных чиновников создает впечатление какого-то удивительного бардака, в котором деятельное участие принимают и производители устройств.

P.S. Самое забавное, но вполне в духе бардака, что на сайте Мосгтртранса про оплату мобильными или пополнение повсеместно принимаемой Тройки — вообще ни слова. Зато есть страница про оплату картами PayPass , которая действует аж на 6 (ШЕСТИ) автобусных маршрутах и больше нигде.

P.P.S. Читатели-москвичи, если пользуетесь или пробовали пользоваться транспортными мобильными услугами, отпишитесь, пожалуйста, в комментариях, читает ли ваш телефон карту Тройка и поддерживает ли Мобильный Билет.

Сейчас почти у каждого есть карты с поддержкой NFC, которыми можно оплатить покупку в одно касание, а ещё лучше это сделать смартфоном или даже умными часами 😉 Есть карты, которыми можно оплатить проезд, а также пополнить баланс с телефона (жаль вот только ввели такую систему не во всех городах, а в некоторых предпочли «изобрести велосипед» и использовали карты, которые несовместимы с NFC). А ещё можно просто прикоснуться телефоном к наушникам, и они сами образуют пару с вашим телефоном и в некоторых случаях даже включают Bluetooth.

NFC упростила жизнь в некоторых аспектах, а может упростить в ещё больших, если владеть магией программирования. В этой статье мы изучим принцип работы NFC, разберёмся, что такое NDEF и как с ними работать.

О чём точно стоит знать: NFC базируется на RFID. Зачастую эти две технологии ошибочно объединяют в одну, но они не являются одним и тем же. Хотя NFC-считыватели могут распознавать и перезаписывать некоторые RFID-метки, технология NFC даёт гораздо больше возможностей, чем RFID. NFC можно считать надстройкой над RFID, созданной для расширения платформы обмена данными.

Итак, разберёмся в механике работы RFID и NFC и в том, чем они отличаются.

RFID

Представьте, что Иван сидит ночью на крылечке своего дома. Иван включил светильник на крыльце и теперь может увидеть своего соседа, когда тот проходит мимо, потому что свет отражается от него и попадает Ивану на сетчатку глаза. Это пассивный RFID. Радиосигнал от пассивного RFID-считывателя достигает метки, которая поглощает его и отражает обратно свой идентификатор.

Теперь представьте, что Иван включил светильник, а его сосед, который сидит у себя дома, видит это и кратковременно включает светильник на своём крыльце, как будто передаёт Ивану «привет» со своего крыльца. Это активный RFID, он может работать на более длинные дистанции, так как приёмник имеет свой собственный источник питания и, более того, может генерировать собственный радиосигнал, не полагаясь на энергию, которую он поглотил от источника.

RFID - это два таких крылечка. Иван и его сосед знают друг друга в лицо, но больше ничего не могут узнать друг о друге. Они не обмениваются какой-либо весомой информацией. RFID был создан для идентификации, а не коммуникации, поэтому RFID-метки содержат небольшой объём информации, порядка тысячи байт или меньше, которые можно считывать или перезаписывать с RFID-считывателей.

NFC

Теперь представьте, что другой сосед Ивана проходит поблизости от крыльца, и когда Иван его видит, то приглашает присесть с ним на крылечко и пообщаться. Сосед соглашается, они садятся вместе, и, обмениваясь шуточными рассказами, налаживают отношения. Они разговаривают в течение пары минут. Это NFC.

NFC разработали, основываясь на RFID, но для более сложного обмена данными между участниками. По-прежнему можно считывать пассивные RFID-метки с помощью NFC-считывателя и записать новые данные в их ограниченную память. Также NFC позволяет записывать информацию в определённый тип RFID-меток, используя стандартный формат, независимый от типа меток. Ещё можно взаимодействовать с другими NFC-устройствами дуплексным или двусторонним обменом. NFC-устройства могут обмениваться информацией о своих возможностях, делиться записями или устанавливать более длительное взаимодействие посредством других технологий.

Например, можно прикоснуться телефоном с NFC к стереоустройству, у которого тоже есть NFC, и они опознают друг друга, узнают, что у обоих есть Wi-Fi модуль, и обменяются данными для последующего взаимодействия через Wi-Fi. После этого телефон начнёт трансляцию музыки на стереоустройство с помощью Wi-Fi. Телефон не будет транслировать музыку с помощью NFC по двум причинам:

• Во-первых, потому что у NFC малый радиус действия, порядка десяти сантиметров, что позволяет уменьшить энергопотребление и избежать установления связи с другими устройствами, использующими ту же технологию передачи данных.
• Во-вторых, скорость передачи данных с помощью NFC ощутимо меньше в сравнении с другими технологиями (Wi-Fi, Bluetooth и т.д.). NFC не был создан для длительных высокоскоростных коммуникаций, а для обмена короткими сообщениями, мандатами (учётными записями с параметрами доступа пользователя, сформированными после его успешной аутентификации) и инициирования связи. Если вернуться к аналогии с крылечком, то NFC позволит вам начать общение с соседом или обменяться мнениями о погоде, но для более длительного разговора вы пригласите соседа на чай - это уже Wi-Fi, Bluetooth и другие расширенные протоколы обмена данными.

NFC позволяет сделать некоторый сложный обмен данными или инструкциями без преград в виде обмена паролями, сопряжением или любыми другими запутанными путями, которые присущи другим протоколам обмена данными. Это означает, что для того, чтобы обменяться адресной информацией со своим другом, вам достаточно лишь соприкоснуться телефонами. Или, когда вы хотите оплатить покупку бесконтактной банковской картой, вам достаточно лишь поднести её к терминалу.

Устройство не позволяет считать абсолютно всю свою память при использовании NFC, оно лишь даёт доступ к небольшому кусочку информации, необходимому для обмена. Пользователь может проконтролировать, какую информацию он передаёт и кому.

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: , , , ), тип 3 - на ГОСТ Р ИСО/МЭК 18092 . Более подробно про каждый из типов можно прочитать под спойлером.

Тип 1 :

• Основан на ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A;
• Нет защиты данных от коллизий (прим. - коллизии могут возникнуть; когда два активных источника передают данные одновременно);
• Примеры: Innovision Topaz, Broadcom BCM20203.

Тип 2 :

• Аналогично типу 1 основан на NXP/PhilipsMifareUltralight метках (ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A);
• Может быть как только для чтения, так и для чтения/записи;
• Содержит от 96 байт до 2 кбайт памяти;
• Поддержка анти-коллизий;
• Пример: NXP Mifare Ultralight.

Тип 3 :

• Основан на метках SonyFeliCa (ГОСТ Р ИСО/МЭК 18092 и JIS-X-6319-4) без поддержки шифрования и аутентификации, которая предоставлена спецификацией FeliCa;
• Скорость взаимодействия 212 или 424 кбит/с;
• Поддержка анти-коллизий;
• Пример: Sony FeliCa.

Тип 4 :

• Аналогично типу 1, тип 4 основан на ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A;
• Может быть либо только для чтения, либо для чтения/записи;
• 2, 4 или 8 кбайт памяти;
• Скорость взаимодействия 106, 212 или 424 кбит/с;
• Поддержка анти-коллизий;
• Пример: NXP DESFire, SmartMX-JCOP.

Пятый тип является собственностью NXPSemiconductors и, вероятно, самым распространённым на сегодняшний день MifareClassictag (ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A):

• Память: 192, 768 или 3584 байта;
• Скорость взаимодействия 106 кбит/с;
• Поддержка анти-коллизий;
• Пример: NXP Mifare Classic 1K, Mifare Classic 4K, Mifare Classic Mini.

Алгоритм работы NFC

У NFC, как и у RFID, при обмене есть инициатор и цель, но новая технология позволяет куда больше, чем простой обмен идентификатором и чтение или запись информации цели. Наиболее значимым различием между этими двумя технологиями является то, что у NFC целями часто являются программируемые устройства, такие как смартфоны. Это означает, что можно обмениваться не только статичными данными, но и каждый раз генерировать ответ на запрашиваемую инициатором информацию.

У NFC устройств есть два режима взаимодействия. Если инициатор излучает радиочастотные волны, а цель за счёт инициатора получает питание, то такой режим взаимодействия называют пассивным. При активном режиме у инициатора и цели свои собственные источники питания, и они независимы друг от друга. Данные режимы совпадают с режимами RFID.

NFC устройства также имеют три способа работы. Они могут работать в режиме чтения информации с цели или записи на неё. Они могут эмулировать карты, ведя себя как RFID-метки, когда они в поле другого NFC или RFID устройства. Или они могут работать в режиме peer-to-peer (P2P), в котором они обмениваются данными сразу в обоих направлениях.

Первым главным отличием NFC от RFID является способ взаимодействия peer-to-peer, который реализован с помощью ГОСТ Р ИСО/МЭК 18092. Обмен данными P2P реализуется двумя протоколами - протоколом подуровня управления логической связью (LLCP - logical link control protocol) и простым протоколом обмена данными NDEF (SNEP - simple NDEF exchange format).

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 14443-2-2014), где говорится о маломощных радиосигналах частотой 13,56 МГц. Затем идёт уровень, который описывает разбивку потока данных на фреймы (ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443-3-2014). 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.

NDEF

NDEF используется для форматирования данных обмена между устройствами и метками. Данный формат типизирует все сообщения, которые используются в NFC, причём не важно для карты это или для устройства. Каждое NDEF-сообщение содержит одну или несколько NDEF-записей. Каждая из них содержит уникальный тип записи, идентификатор, длину и поле для информации, которую нужно сообщить.

Есть несколько распространённых типов NDEF-записей:

1. Обычные текстовые записи. В них можно отправить любую строку, они не содержат инструкций для цели, но содержат метаданные об языке текста и кодировке.
2. URI. Такие записи содержат данные об интернет-ссылках. Цель, получившая такую запись, откроет её в том приложении, которое сможет её отобразить. Например, веб-браузере.
3. Умная запись. Содержит не только веб-ссылки, но и текстовое описание к ним, чтобы было понятно, что находится по этой ссылке. В зависимости от данных записи телефон может открыть информацию в нужном приложении, будь то SMS или e-mail, либо сменить настройки телефона (громкость звука, яркость экрана и т.д.).
4. Подпись. Она позволяет доказать, что информация, которая была передана или передаётся, достоверна.

Можно использовать несколько видов записей в одном NDEF-сообщении.

Можно представить сообщение как параграф, а записи - как предложения. Параграф - определённая единица информации, которая содержит одно или несколько предложений. Тогда как предложение - меньшая единица информации, которая содержит всего одну идею. Например, можно в виде абзаца сделать приглашения на день рождения и написать в отдельных предложениях данные о дате, времени и месте проведения, а с помощью NDEF-сообщений передать друзьям напоминание об этом событии, где будет текстовое сообщение с описанием события, умную запись с местом и веб-ссылку с тем, как добраться до этого места.

Второе главное различие между NFC и RFID - формат обмена данными NFC (NDEF - NFC data exchange format). NDEF определяет формат данных в сообщениях, которые в свою очередь состоят из NDEF записей. Есть несколько видов записей, о которых будет рассказано более подробно чуть ниже. NDEF делает возможным с помощью программного кода управлять процессом чтения и записи NFC-меток, обмена данными при помощи peer-to-peer и эмулирования карт.

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.

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.).

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.

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. ... } } }

@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; 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:

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

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

Создаём распространённые NDEF-записи

Существует несколько методов для создания NDEF-записи: createUri() , createExternal() и createMime() . Лучше использовать один из них во избежание ошибок, которые могут возникнуть при создании записи вручную. Все примеры, представленные ниже, следует отправлять первым сообщением при записи метки, либо сопряжением с другим устройством.

TNF_ABSOLUTE_URI (тип URI, зависит от типа)

Создать NDEF-запись TNF_ABSOLUTE_URI можно следующим образом:

Val uriRecord = ByteArray(0)..toByteArray(Charset.forName("US-ASCII")), emptyByteArray, emptyByteArray) }

NdefRecord uriRecord = new NdefRecord(NdefRecord..getBytes(Charset.forName("US-ASCII")), new byte, new byte);

TNF_MIME_MEDIA (MIME-тип, зависит от типа записи)

Создать NDEF-запись TNF_MIME_MEDIA можно следующим образом:

1. Используя метод createMime() :

Val mimeRecord = NdefRecord.createMime("application/vnd.com.example.android.beam", "Beam me up, Android".toByteArray(Charset.forName("US-ASCII")))

NdefRecord mimeRecord = NdefRecord.createMime("application/vnd.com.example.android.beam", "Beam me up, Android".getBytes(Charset.forName("US-ASCII")));

2. Создав NdefRecord вручную:

Val mimeRecord = Charset.forName("US-ASCII").let { usAscii -> NdefRecord(NdefRecord.TNF_MIME_MEDIA, "application/vnd.com.example.android.beam".toByteArray(usAscii), ByteArray(0), "Beam me up, Android!".toByteArray(usAscii)) }

NdefRecord mimeRecord = new NdefRecord(NdefRecord.TNF_MIME_MEDIA , "application/vnd.com.example.android.beam".getBytes(Charset.forName("US-ASCII")), new byte, "Beam me up, Android!".getBytes(Charset.forName("US-ASCII")));

Intent-фильтр для такой NDEF-записи будет таким:

TNF_WELL_KNOWN с RTD_TEXT (MIME-тип с записью простого текста)

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 = 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) }

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; data = (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, data); return record; }

Intent-фильтр для такой NDEF-записи будет таким:

TNF_WELL_KNOWN с RTD_URI (тип URI, базирующийся на полезной информации)

Создать NDEF-запись TNF_WELL_KNOWN можно следующим образом:

1. Используя метод createUri(String) :

val rtdUriRecord1 = NdefRecord.createUri("http://example.com")

NdefRecord rtdUriRecord1 = NdefRecord.createUri("http://example.com");

2. Используя метод createUri(Uri) :

Val rtdUriRecord2 = Uri.parse("http://example.com").let { uri -> NdefRecord.createUri(uri) }

Uri uri = Uri.parse("http://example.com"); NdefRecord rtdUriRecord2 = NdefRecord.createUri(uri);

3. Создав NdefRecord вручную:

Val uriField = "example.com".toByteArray(Charset.forName("US-ASCII")) val payload = ByteArray(uriField.size + 1) //добавление 1 для префикса URI payload = 0x01 //префикс http://www. к URI System.arraycopy(uriField, 0, payload, 1, uriField.size) //добавление URI к полезной информации val rtdUriRecord = NdefRecord(NdefRecord.TNF_WELL_KNOWN, NdefRecord.RTD_URI, ByteArray(0), payload)

Byte uriField = "example.com".getBytes(Charset.forName("US-ASCII")); byte payload = new byte; //добавление 1 для префикса URI payload = 0x01; //префикс http://www. к URI System.arraycopy(uriField, 0, payload, 1, uriField.length); //добавление URI к полезной информации NdefRecord rtdUriRecord = new NdefRecord(NdefRecord.TNF_WELL_KNOWN, NdefRecord.RTD_URI, new byte, payload);

Intent-фильтр для такой NDEF-записи будет таким:

Более подробно про работу с NDEF-записями на Android можно почитать .

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.

Заключение

Технология NFC добавляет многообещающую функциональность к технологии RFID. Наиболее значимое нововведение - формат обмена данными NFC (NDEF), который предоставляет возможность форматировать обычные данные в одну из четырёх технологий меток NFC. NDEF может быть использован как для обмена данными между устройством и меткой, так и для обмена между устройствами. Это делает NFC пригодным не только как способ идентификации, но и как средство обмена короткими блоками данных.

Варвара Николаева