NFC: Difference between revisions

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== Motivation ==
* Anzahl von Geräten mit NFC-Technik wächst exponentiell[http://urs.cc/nfc-tag/wp-content/uploads/2011-05-12_NFC.jpeg]
* viele Anwendungsgebiete
** mobile und bargeldlose NFC Bezahldienste
** Zugangskontrollen und Schließsystem auf Basis der NFC Technik
** Ticketing mit NFC
** NFC Reiseanwendungen
** Loyaltyprogramme und Gutscheinsysteme
** Streaming oder Download von Medien via NFC
** Abruf von Informationen über NFC Tags
** Transportwesen, z.B. zur Verfolgung von Transporten und Sendungen
** Gesundheitssektor
** elektronische Verbrauchsgüter

== Was ist NFC ==
* drahtlose Übertragungstechnik
* geringe Reichweite (max 20 cm)
* Frequenzband : 13,56 MHz (lizenfrei)
* Übertragungsrate: 106 kBit/s, 212kBit/s, 424 kBit/s
== Begriffserklärung ==
* aktives NFC-Gerät : NFC-Gerät mit eigener Energieversorgung
* passives NFC-Gerät : NFC-Gerät ohne eigene Energiequelle
* Initiator : aktives NFC-Gerät, das eine Kommunikation mit anderen NFC-Geräten startet
* Target : NFC-Gerät, mit dem ein Initiator eine Kommunikation starten kann
== passiver Kommunikationsmodus ==
*[[Image:passive_mode.jpg]]
=== Peer-to-Peer ===
* nur möglich zwischen aktiven NFC-Geräten
* Jedes NFC-Gerät wird standardmäßig als Target konfiguriert
* Target und Initiator benutzen dieselbe Übertragungsgeschwindigkeit
* Der Initiator legt die Übertragungsgeschwindigkeit fest
* Initiator erzeugt während der gesamten Kommunikation das hochfrequente Trägersignal
* Für die Datenübertragung von Initiator zum Target wird das Trägersignal mit Amplitude Shift Keying (ASK) moduliert
* Zur Übertragung der Antworten setzt das Target Lastmodulationsverfahren ein
* Target kann für die Bearbeitung von Anfragen entweder seine eigene Energiequelle benutzen oder Enegie aus dem Trägersignal entziehen
* Ablauf
**[[Image:Passive_mode_p2p.jpg]]
** Initiator testet, ob externes Trägersignal vorhanden ( Collision Avoidance)
** Initiator schaltet sein eigenes hochfrequentes Trägersignal ein, wenn der Kanal frei ist
** Initiator leitet mit einer Sense Request (106 kBit/s) bzw. Polling Request (212 kBit/s und 424 kBits/s) die Initialisierungs- und Antikollisionsprozedur (Single Device Detection ,SSD) ein.
** Alle Targets übernehmen die Übertragungsgeschwindigkeit des Initiators und nehmen an der SSD teil
** Initiator wählt nach der SDD-Phase ein einzelnes Target zur Kommunikation aus
** Durch den Aktivierungsbefehl ( Attribut Request ) leitet der Initiator die Parameteraustauschprozedur und anschließend Datenaustauschprotokoll ein
=== Read/Write Modus ===
* ermöglicht die Kommunikation mit passiven RFID-Transpondern und NFC-Forum-Tags ( passiven RFID-Speicher-Transpondern)
* Während der Single Device Detection gibt das Target an, dass es ein RFID-Protokoll zu Einsatz kommen muss
* Initiator wechselt zum Read/Write-Modus
* passive RFID-Transponder können nur gelesen werden
* NFC-Forum-Tags können sowohl geschrieben als auch gelesen werden
* RFID-Protokoll wird zum Dateaustausch genutzt
=== Card-Emulation-Modus ===
* ermöglicht die Kommunikation mit einem RFID-Lesegerät
* NFC-Gerät verhält wie eine passive kontaktlose Smartcard
* RFID-Protokoll wird zum Dateaustausch genutzt
== aktiver Kommunikationsmodus ==
* Dieser Modus wird ausgewählt, wenn der Inititor anstatt der Single Device Detection Prozedur direkt den Aktivierungsbefehl (Attribut Request ) sendet
* Sowohl der Initiator als auch das Target erzeugt jeweils sein eigenes hochfrequentes Signal
* Dasselbe ASK-basierte Modulationsverfahren wird von beiden benutzt
*Ablauf
**[[Image:Aktive_mode_p2p.jpg]]
** Initiator testet, ob externes Trägersignal vorhanden ( Collision Avoidance)
** Initiator schaltet sein eigenes hochfrequentes Trägersignal ein, wenn der Kanal frei ist
** Initiator sendet direkt den Aktivierungsbefehl ( Attribute Request)
** Jedes Target in Reichweite führt die Collision Avoidance durch, um Attribute Response senden zu dürfen
** Targets warten eine zufällige Zeit und senden Attribute Response
** Targets, die ein Trägersignal eines anderen Target erkennt, bleiben stumm, d.h. nur das schnellste Target antwortet
** Wenn 2 oder mehrere Targets gleichzeitig senden, kommt es zu Kollision
** Der Initiator erkennt sie und beginnt die Aktivierungsprozedur von vorne.
** Nach der Aktivierungsprozedur wählt der Initiator ein einzelnes Target aus
** Anschließend findet der Datenaustausch statt
== Quellen ==
*Anwendungsgebiete von NFC
**http://www.nfc-handy.eu
*Spezifikationen
**http://www.nfc-forum.org/specs/
* Übersicht zu NFC
**http://www.elektronik-kompendium.de/sites/kom/1107181.htm
** http://de.wikipedia.org/wiki/Near_Field_Communication

Latest revision as of 18:25, 21 February 2012

Motivation

  • Anzahl von Geräten mit NFC-Technik wächst exponentiell[1]
  • viele Anwendungsgebiete
    • mobile und bargeldlose NFC Bezahldienste
    • Zugangskontrollen und Schließsystem auf Basis der NFC Technik
    • Ticketing mit NFC
    • NFC Reiseanwendungen
    • Loyaltyprogramme und Gutscheinsysteme
    • Streaming oder Download von Medien via NFC
    • Abruf von Informationen über NFC Tags
    • Transportwesen, z.B. zur Verfolgung von Transporten und Sendungen
    • Gesundheitssektor
    • elektronische Verbrauchsgüter

Was ist NFC

  • drahtlose Übertragungstechnik
  • geringe Reichweite (max 20 cm)
  • Frequenzband : 13,56 MHz (lizenfrei)
  • Übertragungsrate: 106 kBit/s, 212kBit/s, 424 kBit/s

Begriffserklärung

  • aktives NFC-Gerät : NFC-Gerät mit eigener Energieversorgung
  • passives NFC-Gerät : NFC-Gerät ohne eigene Energiequelle
  • Initiator : aktives NFC-Gerät, das eine Kommunikation mit anderen NFC-Geräten startet
  • Target : NFC-Gerät, mit dem ein Initiator eine Kommunikation starten kann

passiver Kommunikationsmodus

  • Passive mode.jpg

Peer-to-Peer

  • nur möglich zwischen aktiven NFC-Geräten
  • Jedes NFC-Gerät wird standardmäßig als Target konfiguriert
  • Target und Initiator benutzen dieselbe Übertragungsgeschwindigkeit
  • Der Initiator legt die Übertragungsgeschwindigkeit fest
  • Initiator erzeugt während der gesamten Kommunikation das hochfrequente Trägersignal
  • Für die Datenübertragung von Initiator zum Target wird das Trägersignal mit Amplitude Shift Keying (ASK) moduliert
  • Zur Übertragung der Antworten setzt das Target Lastmodulationsverfahren ein
  • Target kann für die Bearbeitung von Anfragen entweder seine eigene Energiequelle benutzen oder Enegie aus dem Trägersignal entziehen
  • Ablauf
    • Passive mode p2p.jpg
    • Initiator testet, ob externes Trägersignal vorhanden ( Collision Avoidance)
    • Initiator schaltet sein eigenes hochfrequentes Trägersignal ein, wenn der Kanal frei ist
    • Initiator leitet mit einer Sense Request (106 kBit/s) bzw. Polling Request (212 kBit/s und 424 kBits/s) die Initialisierungs- und Antikollisionsprozedur (Single Device Detection ,SSD) ein.
    • Alle Targets übernehmen die Übertragungsgeschwindigkeit des Initiators und nehmen an der SSD teil
    • Initiator wählt nach der SDD-Phase ein einzelnes Target zur Kommunikation aus
    • Durch den Aktivierungsbefehl ( Attribut Request ) leitet der Initiator die Parameteraustauschprozedur und anschließend Datenaustauschprotokoll ein

Read/Write Modus

  • ermöglicht die Kommunikation mit passiven RFID-Transpondern und NFC-Forum-Tags ( passiven RFID-Speicher-Transpondern)
  • Während der Single Device Detection gibt das Target an, dass es ein RFID-Protokoll zu Einsatz kommen muss
  • Initiator wechselt zum Read/Write-Modus
  • passive RFID-Transponder können nur gelesen werden
  • NFC-Forum-Tags können sowohl geschrieben als auch gelesen werden
  • RFID-Protokoll wird zum Dateaustausch genutzt

Card-Emulation-Modus

  • ermöglicht die Kommunikation mit einem RFID-Lesegerät
  • NFC-Gerät verhält wie eine passive kontaktlose Smartcard
  • RFID-Protokoll wird zum Dateaustausch genutzt

aktiver Kommunikationsmodus

  • Dieser Modus wird ausgewählt, wenn der Inititor anstatt der Single Device Detection Prozedur direkt den Aktivierungsbefehl (Attribut Request ) sendet
  • Sowohl der Initiator als auch das Target erzeugt jeweils sein eigenes hochfrequentes Signal
  • Dasselbe ASK-basierte Modulationsverfahren wird von beiden benutzt
  • Ablauf
    • Aktive mode p2p.jpg
    • Initiator testet, ob externes Trägersignal vorhanden ( Collision Avoidance)
    • Initiator schaltet sein eigenes hochfrequentes Trägersignal ein, wenn der Kanal frei ist
    • Initiator sendet direkt den Aktivierungsbefehl ( Attribute Request)
    • Jedes Target in Reichweite führt die Collision Avoidance durch, um Attribute Response senden zu dürfen
    • Targets warten eine zufällige Zeit und senden Attribute Response
    • Targets, die ein Trägersignal eines anderen Target erkennt, bleiben stumm, d.h. nur das schnellste Target antwortet
    • Wenn 2 oder mehrere Targets gleichzeitig senden, kommt es zu Kollision
    • Der Initiator erkennt sie und beginnt die Aktivierungsprozedur von vorne.
    • Nach der Aktivierungsprozedur wählt der Initiator ein einzelnes Target aus
    • Anschließend findet der Datenaustausch statt

Quellen

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