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Enger Kontakt: Was Ihr Smartphone mit NFC kann

Hallo Geektimes! Obwohl die Technologie aktiv auf die Massen zusteuert, kann man an der Kasse oft noch die großen Augen des Verkäufers sehen, wenn Sie sich entscheiden, Ihren Einkauf mit einem Smartphone oder einem verwirrten Kollegen zu bezahlen, der gesehen hat, wie Sie Ihr Ticket für die U-Bahn ohne Verwendung eines speziellen Terminals auffüllen. Der Name dieses Überraschungsobjekts ist NFC. Heute werden wir herausfinden, wie diese Technologie funktioniert und ob sie in Ihrem Smartphone benötigt wird. Wir laden alle nach der Tradition zur Katze ein.





Was ist NFC?


Wie viele wahrscheinlich wissen, handelt es sich bei NFC um eine drahtlose Hochfrequenztechnologie mit einer kleinen Reichweite (einige Zentimeter, aber nicht mehr als 10 cm). Die Nahfeldkommunikation basiert auf der Funkfrequenzidentifikation (RFID) - in Transpondern gespeicherte Daten werden mithilfe von Funksignalen gelesen und geschrieben. Aktive und passive Objekte werden wiederum automatisch identifiziert.

Die Standarddefinition reicht aber eindeutig nicht aus. Die Geschichte von NFC ist sehr interessant: Die Technologie stammt aus mehr als 12 Jahren - damals beschlossen drei Technologie-Giganten (Nokia, Sony und NXP Semiconductor), ein NFC-Forum zu schaffen, um eine Schnittstelle für die tangentiale Interaktion zwischen Geräten zu entwickeln. Trotz der Tatsache, dass die Schnittstelle selbst alles andere als schnell war (und dies bis heute bleibt), forderte die Idee, kleine Daten mit geringem Energieverbrauch zu übertragen, immer noch ihren Tribut. RFID hat auf neue Weise verdient und breite Anerkennung gefunden. Infolgedessen berauben viele Hersteller von Smartphones, Zubehör und anderen Geräten NFC keines ihrer neuen Produkte.

Die Betriebsfrequenz für NFC beträgt 13,56 MHz, die maximale Datenübertragungsrate überschreitet kaum 400 Kbit / s. In diesem Fall spielt die Verbindungsaufbauzeit jedoch eine große Rolle: Um zwei Geräte mit dieser Technologie zu verbinden, dauert es weniger als eine Zehntelsekunde.

Das Funktionsprinzip von NFC basiert auf elektromagnetischer Induktion. Das Fazit ist, dass der Sender des Lesegeräts mit Hilfe einer Antenne ständig ein Signal in Form einer Sinuskurve mit der oben genannten Reinheit aussendet.


Der Sensor (oder das Abhörgerät) ist auch mit einer Rahmenantenne ausgestattet. Wenn sich Sensor und Lesegerät (Polling Device) in einem Abstand befinden, in dem NFC funktioniert, bilden beide Spulen einen Lufttransformator. Das Magnetfeld wird durch Wechselstrom in der Lesespule erzeugt, wonach in der zweiten Spule - dem Sensor - Strom erzeugt wird. Diese Energie reicht einfach aus, damit letztere funktioniert, sodass NFC mit passiven Geräten arbeiten kann.

Zu diesem Zeitpunkt wird die Antenne von einem der Transistoren der Sendevorrichtung überbrückt, von wo aus die Modulation des Hochfrequenzsignals erfolgt. Dieses Signal „fängt“ den Leser. Die Manchester-Codierung (mit einem Amplitudenmodulationsfaktor von 10%) wird hauptsächlich für NFC verwendet. Ein modifizierter Miller-Code wird ebenfalls verwendet, obwohl in diesem Fall die Geschwindigkeit 100 Kbit / s kaum überschreitet.


Im passiven Modus erzeugt der Leser ein elektromagnetisches Feld, ein NFC-Tag moduliert es und erzeugt eine Antwort. Mit anderen Worten, das Tag muss nicht an eine Stromquelle angeschlossen sein oder über eine eingebaute Batterie verfügen, sodass seine Größe auf ein Minimum reduziert werden kann. Wenn wir zwei Geräte mit zwei aktiven Signalen haben, ist hier alles einfacher - sie funktionieren grob gesagt „der Reihe nach“.

Ein passives NFC-Tag sieht ungefähr so ​​aus:

Bei Smartphones wird die NFC-Antenne normalerweise unter der hinteren Abdeckung montiert, um ein stabileres Signal zu erhalten.




Danach kann Ihr Smartphone auf verschiedene Arten handeln. Es kann nicht nur ein Zahlungsmittel und ein Schlüssel werden, sondern auch ein Mittel zur Identifizierung des Eigentümers, eines Tickets oder nur einer Bonuskarte. Hier sind die Hauptmodi des Smartphones mit NFC an Bord.


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Sogar in Android Version 4.0 wurde die Beam-Technologie eingeführt, mit deren Hilfe Geräte Dateien und Ordner austauschen können: Der Austausch selbst erfolgt über Bluetooth oder Wi-Fi Direct. NFC wird jedoch zur Identifizierung von Smartphones verwendet. Dies reduziert den Zeitaufwand für das Anschließen von Geräten.



Es gibt sehr viele Fälle von NFC-Anwendungen. Bei U-Bahn-Nutzern ist die Möglichkeit, Ticketinformationen mit einem Smartphone zu lesen, sehr beliebt. Durch die Installation spezieller Anwendungen können Sie nicht nur die Anzahl der verbleibenden Fahrten und das Ablaufdatum eines Tickets ermitteln, sondern auch die Troika-Karte auffüllen, ohne Terminals in der U-Bahn zu verwenden.



Es ist bemerkenswert, dass Sie für diese Zwecke fast jedes Smartphone mit NFC verwenden können - von Xiaomi Mi5s Plus bisLenovo X3 Lite .

Smartphone als Zahlungsmethode


NFC entspricht ISO 14443 und integriert viele kontaktlose Karten, einschließlich Bankkarten, die MasterCard PayPass oder VISA PayWave unterstützen. Eine Plastikkarte enthält einen Mikroprozessor mit einem Betriebssystem und eine Zahlungsanwendung für die Interaktion mit den Daten eines bestimmten Kunden. Sobald die Karte in das Terminal eingelegt oder durch dieses getragen wird, erhält sie Energie, um das Betriebssystem zu starten. Bei kontaktlosen Karten wird die Leistung, wie bereits erwähnt, über das elektromagnetische Feld des Lesegeräts erzielt.


Mit dem Aufkommen kontaktloser Karten ist ein Zahlungswerkzeug möglicherweise nicht unbedingt eine Karte, sondern ein Smartphone, eine Uhr, ein Schlüsselanhänger usw. - nicht das Formular ist wichtig, sondern die Verfügbarkeit der erforderlichen Funktionen. In Smartphones mit NFC-Unterstützung sowie in Plastikkarten gibt es einen Mikroprozessor. Ab Android 4.4 können Zahlungsanwendungen ohne Secure Element (mit Host Card Emulation) verwendet werden. Sie können Zahlungskarten aus der Ferne aufzeichnen, und das ist sehr praktisch.

Um kontaktlose Anwendungen remote zu verwalten, stellen Smartphone-Hersteller und Dienstanbieter eine Verbindung zu TSM her, einem Dienst, der den Zugriff auf sichere Daten auf NFC-fähigen Terminals ermöglicht. Es steuert die Secure Element-Chips in Smartphones fern, während das Smartphone selbst eine Art Modem ist, das über einen sicheren Kommunikationskanal arbeitet. Es reicht aus, wenn der Benutzer die Möglichkeit der Zahlung per NFC von seinem Betreiber aus verbindet und dann mobile Anwendungen (normalerweise Bankgeschäfte) verwendet, um Einkäufe in Geschäften zu bezahlen.



Bei Einkäufen über 1000 Rubel werden Sie möglicherweise aufgefordert, einen PIN-Code einzugeben oder den Scheck zu unterschreiben - hier hängt alles von der Bank ab.

NFC-Tags


Dies ist eine weitere übliche Methode, um NFC in einem Smartphone zu verwenden. NFC-Tags erfreuen sich in Einkaufs- und Werbebereichen großer Beliebtheit: Sie sind in Plakate und Werbetafeln eingebettet, die auf Waren in Geschäften angebracht sind. In der Regel handelt es sich dabei um kleine Aufkleber, deren Kosten 50 Rubel nicht überschreiten. Die Kosten sind minimal, aber was für ein Effekt! Von weiteren Informationen zu einem Konzert oder Produkt bis hin zu einem Link zu einem Trailer für einen neuen Film.

Sie können Ihre eigenen NFC-Tags erstellen, aktualisieren und dann im Alltag verwenden. Hierfür wird in der Regel Software von Drittanbietern wie NFC TagWriter verwendet. Die Anwendung ist recht einfach und ermöglicht es Ihnen, viele Datentypen auf das Etikett zu schreiben - von Kontakt und Telefonnummer bis hin zum Lesezeichen eines Webbrowsers. Sie können Ihre Kontaktinformationen sogar auf das Etikett schreiben und dann auf eine Visitenkarte kleben - was ist nicht die ursprüngliche Lösung? Sparen Sie Papier, wenn die Person, mit der Sie sprechen, ein Smartphone ohne NFC hat, kann dies peinlich sein.


In der Tat sind NFC-Tags ein echtes Geschenk, wenn es um Automatisierung geht. Sie können beispielsweise ein Etikett auf einen Laptop kleben und mithilfe der Trigger-Anwendung den einzuschaltenden Zugriffspunkt konfigurieren, indem Sie als Aktion „Drahtlos und LAN“ auswählen. Die Lösung ist einfacher: Notieren Sie sich das WLAN-Passwort auf dem Tag, kleben Sie es auf den Router und senden Sie es an das NFC-Tag, wenn Gäste nach dem Passwort fragen. Oder platzieren Sie eine Markierung in der Nähe des Bettes und stellen Sie sicher, dass beim Berühren Ihres Smartphones der Flugzeugmodus aktiviert ist (erneut mit Trigger).



Dies ist auch für Autofahrer nützlich: Sie haben den Algorithmus zum Starten des Navigators auf dem Etikett notiert, ihn auf die Halterung für das Smartphone geklebt und der Navigator wird automatisch gestartet, wenn Sie das Gerät an dieser Stelle installieren.


Und es gibt immer noch sehr, sehr viele solcher Beispiele für die Verwendung von NFC-Tags. Oft ist die Entstehung neuer Fälle überhaupt nicht auf die Technologie beschränkt, sondern auf die Vorstellungskraft des Benutzers.

Öffne alle Türen


Jemand implementiert dies zu Hause, aber meistens ist die Verwendung von NFC zur Identifizierung und Benutzerkontrolle typisch für Unternehmen und Organisationen. Drehkreuze und Schlösser sind so konfiguriert, dass sie mithilfe eines Etiketts, bei dem es sich um einen Pass handelt, entscheiden, ob sie dem Eigentümer die Erlaubnis zum Betreten erteilen oder nicht.



Mit NFC in einem Smartphone öffnen sich wirklich alle Türen - wenn nicht wörtlich, dann im übertragenen Sinne sicher. Tatsächlich erhält der Benutzer ein universelles Werkzeug, das trotz der Geschwindigkeitsbegrenzungen in einer Vielzahl von Situationen Anwendung findet. Hier stehen wir vor einem weiteren Problem - dem Grad der Technologieprävalenz bei Dienstleistern. Das einzige, was ein gewöhnlicher Benutzer in diesem Fall tun kann, ist, NFC so oft wie möglich zu verwenden, um seine Relevanz zu zeigen.

Anstelle einer Schlussfolgerung


Das vielleicht Beste an NFC ist, dass diese Technologie einer Vielzahl von Benutzern zur Verfügung steht. Immer mehr Hersteller lassen ihre Smartphones nicht ohne NFC, daher ist es sowohl für Geräte wie Xiaomi Mi5 (für 321,99 USD mit dem Mi5SGBS-Code bis 31.12.) Und Nubia Z7 MAX als auch für Flaggschiffe wie Xiaomi Mi Note 2 erhältlich . Erfreulich ist auch die Vielfalt des Zubehörs mit NFC-Unterstützung .

Was ist mit Apple und seinem iPhone 7? Leider beschränkt das produzierende Unternehmen den Betrieb des NFC-Chips in seinem Smartphone und kann nur für das Apple Pay-Zahlungssystem verwendet werden. Im Herbst startete es jedoch in Russland, also zumindest ein Plus.

Wie setzen Sie NFC im Alltag ein? Teilen Sie uns Ihre Erfahrungen in den Kommentaren mit.

Source: https://habr.com/ru/post/de399695/

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