NFC tagy: co jsou vlastně zač a jak fungují?

Technologie NFC toho umí spoustu, a jednou z jejích schopností je i práce s NFC tagy. Asi o tom ani nevíte, ale NFC tagů už máte nejspíš spoustu doma. Ukrývají se třeba ve věrnostních kartách nebo ve spoustě věcí jako takové dokonalejší čárové kódy. A do budoucna v sobě mají velký potenciál.

NFC tag si můžete představit jako takovou bezdrátovou paměťovou kartu. Na rozdíl od nich mají ale výrazně menší kapacitu, rozhodně nečekejte, že byste si na tag mohli uložit třeba film. I ty největší tagy mají kapacitu v jednotkách kilobajtů, takže byste na ně nenahráli ani několikapixelový obrázek.

Za to se tam dá ale uložit třeba webová adresa, vizitka s kontakty, identifikační číslo nebo krátká zpráva. A to už předurčuje, k čemu se NFC tagy používají.

• Jízdenky a předplacené kupony pro MHD
• Občanské a řidičské průkazy, pasy
• Docházkové a věrnostní karty
• Klíče, vstupní karty a žetony
• Vizitky
• Reklama

Určitě by vás napadla celá řada dalších použití. NFC tagy si totiž můžete vyrobit i vlastní, čehož využívají některé chytré aplikace. Můžete si tak na NFC tag zapsat třeba to, že chcete nastavit budík na sedm hodin ráno. Tag si pak nalepíte na noční stolek, a když na něj telefon večer položíte, ráno vás probudí.

NFC tagy technicky

Tagům se říká pasivní z jednoho jediného důvodu: nevyžadují žádné napájení. To ale není tak úplně pravda, bez energie by samozřejmě nefungovaly, pouze nejsou napájeny přímo. Elektřinu jim totiž dodáte právě telefonem. Tagy využívají jevu elektromagnetické indukce, a protože jim stačí poměrně málo energie (spotřeba se počítá v desítkách mikro wattů), už se bez externího napájení obejdou.

NFC tagy jsou složeny prakticky ze dvou částí: antény a čipu. Anténa je pochopitelně tou rozměrnější částí, protože pomocí ní probíhá přenos energie a dat. Díky tomu je velikost NFC tagu limitována, i když může být tenký třeba jen desetinu milimetru, anténa musí mít dostatečně velkou plochu, aby byla schopná vysílání telefonu přijmout. I ty nejmenší NFC tagy tak mají v průměru alespoň patnáct milimetrů. Samotný čip je sice jen jeden, skládá se z mnoha součástí, které celou komunikaci obsluhují a hlavně paměti, ve které jsou data uložena.

Nejčastěji jsou tagy kulaté, existují ale i obdélníkové a mají spoustu jiných tvarů, častá je také klasická karta. Anténu s čipem je ale třeba nějak ochránit. Vznikají tak tagy, které jsou jako samolepky, přívěsky na klíče, náramky, plastové nebo papírové karty, ale dokonce i propisky. Představivosti se meze nekladou. Kromě toho ale NFC tagy řeší ještě jeden problém: nedělá jim úplně dobře, pokud jsou přímo na kovovém povrchu. V tom případě je pak třeba se dívat po speciálních úpravách, které mají speciální vrstvu, která okolní prostředí odstíní.

Není tag jako tag

NFC tagy se ale liší hlavně tím, jaký je v nich použitý čip. Výrobců samotných tagů je sice spousta, ale firem, které umí vyrábět čipy, zas tolik není. V podstatě uslyšíte jen o nizozemské společnosti NXP (odštěpená od Philipsu), která dodává čipy téměř všem. Mimochodem společnost má větší tržby, než třeba Nvidia.

Důležitým faktorem je to, že NFC je zpětně kompatibilní s RFID tagy, které odpovídají normě ISO/IEC 14443, a která se ještě dále dělí na typ A a B. Jinak by totiž nekomunikovaly na frekvenci 13,56 MHz, a to telefon nezvládne. Možná už jste tak někdy slyšeli o čipech Mifare, které jsou právě marketingovou značkou společnosti NXP pro RFID tagy.

Kromě toho si ale NFC poradí třeba i se standardem od společnosti Sony pojmenovaném FeliCa (JIS X 6319-4), který už do normy ISO/IEC 14443 přijat nebyl. Jde ale o technologii používanou převážně v Japonsku, takže nás to tady v Evropě nemusí až tak trápit.

Kromě toho ale NFC Forum definovalo čtyři formáty tagů určených už přímo pro NFC, které jsou sice nyní nepatrně dražší, mají ale větší funkčnost. Tři z nich jsou postaveny právě na normě ISO/IEC 14443, jeden podle FeliCa. Tagy přidávají možnost uzamknout je, takže poté, co do tagu něco zapíšete, nebude už možné jej změnit, což se hodí ve chvíli, kdy jej potřebujete umístit na veřejně přístupné místo. Liší se kapacitou i přenosovými rychlostmi.

• Typ 1 je postaven na standardu ISO/IEC 14443 A, je možné jej používat v režimu čtení/zápis nebo jej uzamknout pouze pro čtení. Kapacita tagu je od 96 bajtů až do 2 kilobajtů, přenosová rychlost 106 Kb/s. Výhodou je nízká cena.
• Typ 2 je s shodný prvním typem, minimální kapacita je ale menší: 48 bajtů.
• Typ 3 je postaven na japonském standardu FeliCa, ovšem režim čtení/zápis nebo jen čtení se nastavuje už při výrobě. Kapacita je variabilní, teoretický limit je až 1 MB, rychlost je 212 nebo 424 Kb/s. Cena je tentokrát vyšší.
• Typ 4 je kompatibilní se standardem ISO/IEC 14443 A i B, tag se při výrobě konfiguruje v režimu čtení/zápis nebo pouze čtení. Kapacity jsou už větší a pohybují se v kilobajtech, maximální velikost je 32 kB, rychlost je pak 106 nebo 424 Kb/s.

Jak tedy vidíte, velice záleží na konkrétním použití, ať už jde o hledisko kapacity, možnosti uzamčení tagu nebo cenu. Rozhodně jedním tagem nepokryjete všechny možné situace a pro konkrétní použití je třeba dobře vybírat. Pojďme si teď ukázat už některé konkrétní typy tagů tak, jak si je můžete koupit.

Datový formát NDEF

Když už tag máte, máte několik málo volných bajtů paměti, kam můžete zapsat data. Aby jim ale také rozuměl ten, kdo si je bude číst, NFC Forum zároveň se specifikacemi NFC tagů vytvořilo i nový datový formát NDEF (zkratka NFC Data Exchange Format).

Nebudu zbytečně zabředávat do podrobností, samotný formát nijak podrobně znát nemusíte. Existuje právě proto, že si díky němu rozumí jednotlivé telefony a aplikace napříč platformami, a když potřebujete v daném formátu něco na tag zapsat, určitě najdete aplikaci, která to zvládne za vás.

NDEF je definicí obecného formátu tagu, pod sebou má ale několik už konkrétních šablon na data. Jde zejména o text a webovou adresu (URI), pak je zde ještě formát Smart Poster, který se bude užívat hlavně v marketingu. Po dotyku se dozvíte bližší informace a telefon může vykonat nějakou akci, například načíst web nebo poslat SMS. Nakonec je tady ještě nezbytný elektronický podpis.

U těchto věcí by tak mělo být zaručeno, že i když na tag zapíšete něco z Androidu, bez problémů tag přečte a správně interpretuje třeba i Symbian. Z dosavadních zkušeností se ale dá říct, že to tak funguje i u mnoha dalších formátů, kde se jakési nepsané standardy dodržují. Na druhou stranu, některé proprietární tagy, jako třeba Xperia SmartTags od Sony, v sobě mají pouze unikátní ID a NDEF formát zde nehraje žádnou roli.

Právě to je totiž dalším dělícím prvkem tagů. Ty určené přímo pro NFC obvykle dostanete už předformátované do NDEF formátu, ty zaměřené spíš obecně na RFID technologii (například Mifare Classic) si musíte naformátovat ručně.

Proč to všechno? Kromě toho, že je nutností, aby měl tag nějaký standardizovaný formát, se tím ušetří poměrně mnoho dat. Když si vezmete, že běžné tagy mají kapacitu okolo 150 bajtů, každý ušetřený bajt se hodí. V URI adresách se tak ušetří pár pěkných znaků třeba tím, že jsou protokoly předdefinované ve specifikacích a na tagu fyzicky žádné http:// zapsané není.

Chci tagy. Kde je sehnat?

To je pořád trochu problém. Koupit se sice tagy dají, vyjdou vás ale pěkně draho a rozhodně to není na žádné lepení kudykoliv projdete nebo rozdávání vizitek na potkání. Máme pro vás ale dobrou zprávu: už brzy budete moci tagy sehnat přes nás. Ještě chvíli vydržte, pracujeme na tom.

Doufám, že vám článek posloužil pro trochu podrobnější seznámení s tagy a je vám jasné, jak tato neméně důležitá část NFC funguje. Mohli bychom zabřednout do specifikací ještě podrobněji, ale asi už by to bylo zbytečné. Všechny oficiální dokumenty můžete najit na webu NFC Forum.