CC BY
191STUD NET
ТЕХНОЛОГИЯ NFC В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ
NFC TECHNOLOGY IN THE MODERN WORLD
УДК 004.5
Постников Роман Сергеевич, Магистр, РТУ МИРЭА, Москва Сидоров Павел Андреевич, Магистр, РТУ МИРЭА, Москва
Postnikov Roman Sergeevich, Master, RTU MIREA, Moscow E-mail: Roman98q@gmail.com
Sidorov Pavel Andreevich, Master, RTU MIREA, Moscow E-mail: Pavel1997@yandex.ru
Аннотация
В статье рассмотрена современная технология NFC, описан физический принцип ее работы и дана классификация NFC устройств по режимам работы. Также проведен анализ области применения данной технологии в современном мире и подготовлена структурированная таблица, в которую сведены найденные данные. В заключительной части статьи приведены реальные примеры применения NFC технологии на примере применения встроенных в валидаторы устройств, поддерживающих оплату проезда с помощью банковской карты или смартфона благодаря NFC технологии, а также приложения для удаленного пополнения счета транспортной карты в Московском метрополитене.
S u m m a r y
The article discusses modern NFC technology, describes the physical principle of its operation and gives a classification of NFC devices by operating modes. An analysis was also made of the scope of this technology in the modern world and a structured table was prepared in which the data found were summarized. The final part of the article provides real-world examples of the use of NFC technology by the example of using devices built into the validators that support payment of travel using a bank card or smartphone thanks to NFC technology, as well as an application for remotely replenishing a transport card account in the Moscow Metro.
Ключевые слова: NFC, технология, бесконтактная оплата, применение NFC, NFC-метки.
Keywords: NFC technology, contactless payment, NFC application NFC
tags.
Многие современные технологии базируются на открытиях прошлого, используя старые идеи и дорабатывая их под новые нужды. Одной из таких технологий является технология NFC (Near field communication). Благодаря данной технологии возможен обмен информацией без непосредственного контакта на малых расстояниях (до 10 см) между устройствами, поддерживающими использование данной технологии, например, между смартфонами, кредитными картами или специальными метками [1].
С физической точки зрения работа NFC технологии в смартфоне осуществляется с помощью электрической энергии под воздействием магнитного поля или приближающегося заряженного электрического тела, рабочая тактовая частота которого составляет примерно 13,56 МГЦ, скорость обмена 212 или 424 кбит/с. Воздействия на сигналы оказывает фазовая манипуляция и амплитудная манипуляция с динамическим интервалом 100 или 10 %.
Устройства, которые поддерживают технологию NFC работают в трех режимах работы: чтение или запись, одноранговая связь, режим эмуляции карт.
При работе в режиме эмуляции карт, устройство может работать как смарт-карта. В данном режиме устройство может обмениваться информацией с внешним считывающем устройством, как обыкновенная бесконтактная смарт-карта. Данный режим работы NFC используется в современных смартфонах, для оплаты с помощью банковской карты, в смартфоне происходит эмуляция банковской карты и оплату можно осуществить, приложив смартфон к эквайринговому аппарату, зашифрованная информация о держатели карты передается на эквайринговый аппарат по средству NFC и происходит авторизация покупки, т.е. не обязательно даже вводить пин-код для совершения небольших покупок (не более 5 000 рублей, в зависимости от платежной системы держателя карты).
Одноранговый режим предоставляет возможность нескольким устройствам обладающим поддержкой NFC обмениваться информацией и файлами между собой, данный обмен предполагает передачу небольших по объему файлов в одно касание без дополнительных усилий, т.е. не нужно тратить время на сопряжение устройств, так как это реализовано в Bluetooth технологии. Обмен телефонными номерами происходит в разы быстрее, по сравнению с ручным вводом или отправкой данных по Bluetooth.
Заключительный режим работы - это режим чтения или записи, он позволяет девайсам, обладающим поддержкой NFC считывать данные,
которые хранятся в NFC-метках, которые могут быть встроены в «умные стенды» или дисплеи, также возможно взаимодействие с другими NFC устройствами в режиме чтения или записи. Благодаря NFC-меткам возможно получить информацию о расписании поездов, считывать метки на туристических достопримечательностях и получать сразу в свой смартфон описание того или иного экспоната или места для более лучшего взаимодействия с окружающем миром. Данный вариант использования NFC-меток применяют многие музеи, это позволяет оптимизировать расходы путем того, что нет необходимости устанавливать большой информационный стенд с описанием экспоната, дешевле интегрировать NFC-метку, с помощью которой посетители смогу в своих смартфонах получить информацию по экспонату. В качестве эксперимента музей современного искусства в Москве начал применять данный подход.
Существует 2 коммутационных режима работы NFC. Первый режим -это пассивная коммутация, в данном режиме взаимодействие происходит между инициирующем устройством и устройством цели. Инициирующее устройство создает электромагнитное поле несущей частоты 13,56 МГц, благодаря чему происходит обмен данными и это устройство отправляет энергию к цели. После этого инициирующее устройство посылает команду, с помощью использования прямой модуляции поля. Пассивное устройство принимает данный сигнал и посылает ответ, используя модуляцию с нагрузкой. Описанный вариант коммутации применяется во всех режимах работы NFC [2].
Отличительной чертов активной коммутации при работе NFC является то, что каждое устройство по отдельности генерирует электромагнитное поле. Инициирующее устройство генерирует электромагнитное поле несущей частоты равное 13,56 МГц, в данном случае амплитудная модуляцию используется для отправки команда, после этого происходит отключение поля. В ответ на отправленную команду устройство цель создает свое электромагнитное поле, отправляя его в ответ. Чтобы не допустить столкновения полей, только одно устройство излучает электромагнитное поле. Данный вариант коммутации используется исключительно в одноранговом режиме.
На самом деле технология NFC не уникальная, она базируется на относительно старой технологии радиочастотной идентификации RFID, которая используется в бесконтактных картах и метках, которые защищают одежду или продукты от периодически возникающих краж. NFC это закономерный эволюционный шаг развития RFID технологии, главное
отличие и в тоже время преимущество NFC технологии над RFID в том, что в последней технологии отсутствует обратная связь с совместимыми устройствами, т.е. NFC позволяет в одном устройстве получить считывающее и передающее устройство [3, с. 262]. Этот фактор позволяет увеличить спектр использования данной технологии в разы, причем на новых устройствах, например, теперь возможно использовать смартфон, поддерживающий технологию NFC для оплаты покупок или запроса денег через специальное мобильное приложение. В таблице 1 приведены варианты использования технологии NFC.
Таблица 1 - Варианты использования NFC технологии
Область применения NFC Пример применения NFC
Обмен информацией ■ обмен электронными визитками; ■ обмен телефонными номерами; ■ печать фото с цифровой камеры без подключения к компьютеру;
Электронный доступ ■ активация двигателя автомобиля без ключа; ■ предоставление доступа в помещение и контроль прошедших; ■ включение умной колонки;
Доступ к информации ■ использование запрограммированной метки в качестве ЭЦП для подписания документов; ■ считывание навигационных координат; ■ загрузка расписания поездов;
Финансовые возможности ■ Оплата покупок; ■ Запрос денег; ■ Перевод денег на другой банковский счет; ■ Использование в качестве электронного билета; ■ Работа с бесконтактными терминалами продаж;
Исходя из данной таблицы можно сделать вывод, что NFC используется для решения многих современных задач, также данная технология ускорила переход Россиян на использование безналичного расчета. В настоящее время NFC чипы встраивают во все банковские карты, это стало стандартом де-факто, также возможно использовать смартфон вместо банковской карты, что в свою очередь еще сильнее ускорило использование бесконтактных платежей, на рисунке 1 представлена диаграмма числа бесконтактных платеже в Российской Федерации по годам [4].
Научно-образовательный журнал для студентов и преподавателей «StudNet» №6/2020
Количество операций по оплате банковскими картами товаров и услуг физлицами
• Количество операций, млрд — Объем, трлн Р
21
12.3
12
91
in
Рисунок 1 - Диаграмма операций по оплате банковскими картами
В Российском Федерации, в частности в Москве уже длительное время применяется технологи NFC. Более 200 станций Московского метрополитена обладают валидаторами, в которых встроена возможность оплаты с помощью NFC чипа либо банковской карты, либо же смартфона поддерживающего данную технологию. В 2015 году в качестве эксперимента появились первые валидаторы и как показало время данная технология успешна внедряется в настоящее время. При входе на станции установлен 1 подобный валидатор, он позволяет экономить время пассажиров на покупку билетов, с внедрение данной технологии не обязательно посещать кассу для покупки билета, теперь можно приложить смартфон, который поддерживает NFC технологию и деньги спишутся с банковского счета. Внедрение NFC технологии в Московском метрополитене на этом не остановилось, с помощью мобильного телефона с поддержкой NFC и карты «тройка» можно пополнить её счет, не выходя из дома. Для того чтобы это сделать необходимо приложить карту к смартфону и процесс пополнения будет запущен [5].
По итогу в современном мире все больше и больше распространяется технология NFC, если сравнить использование данной технологии в 2015 и в 2020 году, то становится понятно, что NFC вошла в нашу жизнь стремительно и безвозвратно, сложно представить современное взаимодействие людей без NFC технологии.
Литература
1. An Introduction to Near-Field Communication and the Contactless Communication API [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.oracle.com/technical-resources/articles/javame/nfc.html.
2. Near Field Communication (NFC) Ближняя бесконтактная связь [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
http ://www.tadviser.ru/ index.php/%D0%A 1 %D 1 %82%D0%B0%D 1 %82%D 1 %8C%D 1 %8F:NFC_-_Near_Field_Communication.
3. Голдовский И.М. Банковские микропроцессоры. - 1-е изд., - М.: ООО «Альпина паблишерс», 2010. - 676 с.
4. 2% россиян полностью отказались от наличных [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
https : //www.rbc.ru/economics/11/11/2019/5dc403659a79473a590d2a22.
5. Мобильный билет Электронный ресурс]. - Режим доступа: https : //mo smetro .ru/tariffs/mobile/.
Literature
1. An Introduction to Near-Field Communication and the Contactless Communication API [Electronic resource]. - Access mode: https://www.oracle.com/technical-resources/articles/j avame/nfc.html.
2. Near Field Communication (NFC) Near Field Communication [Electronic Resource]. - Access mode: http ://www.tadviser.ru/ index.php/%D0%A 1 %D 1 %82%D0%B0%D 1 %82%D 1 %8C%D 1 %8F:NFC_-_Near_Field_Communication.
3. Goldovsky I.M. Bank microprocessors. - 1st ed., - M.: Alpina Publishers LLC, 2010. - 676 p.
4. 2% of Russians completely refused cash [Electronic resource]. - Access mode: https : //www.rbc.ru/economics/11/11/2019/5dc403659a79473a590d2a22.
5. Mobile ticket Electronic resource]. - Access mode: https : //mo smetro .ru/tariffs/mobil e/.
