Tecnologia NFC. Cosa sapere?

Cosa è la tecnologia NFC?

La tecnologia NFC (Near Field Communication) si basa su una comunicazione wireless a corto raggio (intorno ai 4 cm) fra due dispositivi. Essa opera alla frequenza di 13,56, raggiungendo una velocità di trasmissione massima pari a 424 kbit/s.
L’NFC prevede una comunicazione bidirezionale (Peer-to-Peer) permettendo così ad entrambi i device coinvolti di inviare e ricevere informazioni. La standardizzazione e l’implementazione di questa tecnologia viene promossa da un’associazione di aziende chiamata Forum NFC.

L’obiettivo principale della tecnologia NFC è:

Rendere la vita più facile e più conveniente per i consumatori di tutto il mondo. Nello specifico, rendendo più semplice effettuare transazioni, scambiare contenuti digitali e collegare dispositivi elettronici con un tocco. NFC è compatibile con centinaia di milioni di schede contactless e lettori già distribuiti in tutto il mondo.

Modalità di funzionamento NFC

L’NFC prevede tre modalità di funzionamento:

• Lettura/Scrittura: in questa modalità un device con tecnologia NFC comunica con un tag NFC, leggendo e scrivendo dati all’interno di esso
• Peer-to-Peer: questa modalità consente una comunicazione diretta bidirezionale tra due dispositivi dotati di tecnologia NFC.
• Emulazione Carta: un dispositivo NFC in modalità emulazione di carta si comporta come un tag NFC di una carta di debito o di credito.

Tag NFC

Un tag NFC è un trasponder contactless che soddisfa le specifiche di una delle 5 categorie standardizzate dal’NFC Forum, e chiamate “NFC Forum Type 1-5 Tag Platforms“. Tutte le 5 tipologie possono essere riscrivibili o essere impostate in modalità di sola lettura.

Tipologia tag NFC

Tipo 1: è basato sulla norma ISO 14443A. Questo tipo di tag può essere configurato in modalità di sola lettura dall’utente. È possibile espandere la memoria fino a 2k byte. La velocità di comunicazione è di 106 kbit/s. Il chip rappresentativo di questa tipologia è Innovision Topaz 512.

Tipo 2: è basato su ISO14443A. Anche in questo caso, l’utente può configurare il tag per renderlo di sola lettura. La dimensione della memoria base è di 48 byte, ma può essere espansa fino a 2k byte. La velocità di comunicazione è 106 kbit/s. I tag rappresentativi di questa tipologia sono i MIFARE ULTRALIGHT e NXP Ntag. Normalmente le applicazioni per i Tag di Tipo 2 sono biglietti per eventi, re-indirizzamenti URL, transazioni di basso valore e passaggi di transito.

Tipo 3: basato sul Felica System. Questo tipo può essere pre-configurato in sola lettura solo nella fase di fabbricazione. È un tag complesso che racchiude molte funzionalità. Pr questo motivo ha una memoria più grande, rispetto ai tag descritti in precedenza. Ha una memoria di  2kbyte e opera a una velocità di 212kbit/s. All’interno di questa tipologia rientrano i tag Felica Lite-S. Le sue principali applicazioni sono biglietti di transito, moneta elettronica, ID elettronico, tessere, e-ticket, dispositivi sanitari ed elettronica domestica.

Tipo 4: compatibile con gli standard ISO14443A e B. Come il tipo 3, questa tipologia può essere pre-configurata in sola lettura solo nella fase di fabbricazione. La memoria disponibile varia fino a 32 KBytes e la velocità di comunicazione varia tra 106 kbit/s e 424 kbit/s. All’interno di questa tipologia rientrano i tag della famiglia NXP Desfire. I pagamenti elettronici sono compresi nelle applicazioni tipiche di questo tipo.

Tipo 5: questa tipologia è l’ultima definita nel 2015, e il protocollo RFID corrispondente è ISO 15693. La specifica ISO 15693 è stata originariamente sviluppata per consentire una maggiore portata operativa RF fino a 1,5 metri. I Tag di tipo 5 sono i NXP Icode e i ST25TV di STmicroelectronics. Le principali applicazioni di utilizzo sono ticketing e packaging.

Formato NDEF

Quando si parla di tecnologia NFC, ogni volta che si leggono dei dati, sia in modalità tag Reader/Writer sia in modalità Peer-to-Peer, esiste una specifica tipologia di strutturazione di essi, definita dall’NFC Forum, che si chiama Near Field Communication Exchange Data Format (NDEF). La definizione di NDEF secondo le “Technical Specification” del Forum è la seguente :

L’NDEF è basato sul concetto di messaggio binario “leggero”, che permette di incapsulare qualsiasi tipo di dati all’interno di un messaggio. Un messaggio NDEF può contenere uno o più Payload di tipo e dimensione arbitraria. Un Payload può inoltre esser incapsulato all’interno di un singolo record NDEF oppure spezzato su più record NDEF. Ogni Payload è descritto da un tipo e da un identificativo opzionale.

Dunque, si può dire che l’NDEF prevede che il messaggio scambiato sia composto da uno o più Record. I Record sono formati da due parti: un Header che contiene specifiche di stato sulla composizione del record e un Payload che rappresenta l’informazione effettiva che si vuole inviare e che contiene un determinato Type, Size e ID opzionale.

A livello di scrittura dei dati sui tag l’NDEF può essere utilizzato per il writing di tutte e cinque le tipologie di tag definiti dall’NFC Forum.

Definizione del tipo di Record

L’NFC Forum distingue le tipologie dei record in due macro-famiglie: NFC Forum Well-known Type e NFC Forum External Type. I primi rappresentano i cosiddetti dati applicativi che possono essere salvati sui Tag; mentre la seconda categoria è composta da tipi di risorse utilizzati per altri scopi. In questo articolo si fornirà una descrizione dei soli Well-known Type. Essi sono:

1. Text RTD;
2. URI RTD;
3. Signature RTD;
4. Smart Poster RTD.

Text RTD: è il più comune dei record Type, contiene testo semplice e può essere utilizzato per una descrizione degli oggetti o per dei servizi connessi ai Tag NFC. All’interno di un Text Record dovranno essere presenti una serie di informazioni affinché, chi riceve il messaggio di testo, lo possa visualizzare correttamente.

URI RTD: acronimo di Uniform Resurce Identifier, contiene al suo interno una stringa che definisce in maniera univoca il tipo di risorsa, come ad esempio un indirizzo web, un numero di telefono o fax e così via. È possibile incapsulare più file URI all’interno di un messaggio NDEF, in modo da mandare una varietà di informazioni completa.

Signature RTD: questo Type contiene un signature (firma digitale) relativa ad uno o più record contenuti all’interno di un messaggio NDEF. La firma digitale può essere utilizzata per verificare l’integrità e l’autenticità dell’intero messaggio NDEF.

Smart Poster RTD: L’NFC Forum ha sviluppato questa specifica per lo scambio rapido di informazioni da un Tag verso uno smartphone abilitato. Infatti, attraverso l’utilizzo di questo record, lo smartphone abilitato all’NFC, dovrebbe essere subito in grado di scegliere l’applicazione con cui aprire i dati.

I lettori HF portatili e la gamma industriale HF di TERTIUM Technology forniscono un supporto multiprotocollo per le comunicazioni NFC/RFID a 13.56 Mhz come ISO 14443 A/B, ISO 15693 e protocolli NFC Forum riguardanti i tag NFC TYPE 2,4 e 5.