Jaké jsou různé typy NFC tagů?

NFC tagy Zvenku mohou vypadat jednoduše, ale technologie, která se v nich skrývá, není všude stejná. Technologie NFC pracuje na frekvenci 13,56 MHz a většina NFC štítků jsou pasivní zařízení bez vlastní baterie. Když se k nim přiblíží telefon nebo čtečka NFC, její elektromagnetické pole dodává štítku energii potřebnou ke komunikaci.

Když se však lidé zmiňují o “typech NFC tagů”, mohou tím mít na mysli několik různých věcí. Typ tagu podle NFC Forum popisuje komunikační architekturu tagu. Název jako NTAG213 označuje konkrétní integrovaný obvod uvnitř tagu, zatímco pojmy jako NFC nálepka, karta nebo náramek popisují fyzický formát. Díky oddělení těchto kategorií lze rozdíly mezi produkty s technologií NFC mnohem snáze pochopit.

Jaké jsou různé typy NFC štítků?

Fórum NFC definuje pět typů štítků, a to od typu 1 až po typ 5. Každý typ využívá konkrétní komunikační technologii NFC a určuje, jak zařízení podporující technologii NFC štítek detekuje a jak s ním vyměňuje data.

Jedním z pojmů, který se v těchto specifikacích často vyskytuje, je NDEF, což je zkratka pro NFC Data Exchange Format. NDEF představuje standardizovaný způsob ukládání aplikačních dat na NFC tagy. Tag může obsahovat záznam NDEF s adresou URL webové stránky, textem nebo jiným podporovaným typem dat. 

Zde je stručné srovnání pěti typů štítků NFC Forum:

Štítky NFC typu 1

NFC typu 1 využívá technologii NFC-A a byl navržen pro relativně jednoduché aplikace čtení a zápisu. S touto kategorií se nejčastěji spojují názvy Topaz a Jewel. Stejně jako ostatní specifikace štítků NFC Forum i typ 1 definuje, jak čtečka detekuje štítek a přistupuje ke zprávě NDEF, nikoli konkrétní fyzický produkt v podobě štítku.

Typ 1 má dnes význam hlavně z historického hlediska. NFC Forum sice stále uvádí specifikaci tagů typu 1, ale podpora typu 1 byla z digitálního protokolu a dalších specifikací zařízení odstraněna počínaje verzí technické specifikace z roku 2021. V důsledku toho je nejlepší považovat jej za zastaralou technologii NFC, nikoli za běžnou volbu pro nový projekt využívající NFC.

Z toho vyplývá, že typ 2 je mnohem vhodnějším výchozím bodem pro jednoduché NFC tagy, které lidé běžně používají s mobilními telefony.

Štítky NFC typu 2

NFC typu 2 také komunikuje prostřednictvím rozhraní NFC-A, ale stalo se široce používanou platformou pro univerzální NFC tagy. Specifikace NFC Forum typu 2 definuje, jak zařízení NFC detekuje tag a čte nebo zapisuje jeho data NDEF, zatímco jednotliví výrobci integrovaných obvodů na základě tohoto rámce vyrábějí čipy s různými velikostmi paměti a funkcemi.

Integrované obvody typu 2 se běžně vyskytují v NFC štítcích, nálepkách, kartách a vestavěných produktových štítcích. Hodí se zejména pro aplikace, kde musí štítek obsahovat informace, které si telefon nebo čtečka může načíst pouhým přiložením, jako jsou například URL adresy, údaje o produktu, informace o spárování nebo digitální vizitky. Společnost NXP například nabízí svou řadu NTAG21x pro interakci se zákazníky, ověřování pravosti produktů, elektronické cenovky, párování přes Bluetooth nebo Wi-Fi a podobná použití na masovém trhu.

Běžné čipy NFC typu 2

Typ 2 zahrnuje řadu kompatibilních integrovaných obvodů. Mezi nejčastěji používané příklady patří NTAG213, NTAG215 a NTAG216, zejména v NFC štítcích, nálepkách, kartách a dalších univerzálních značkách. Všechny využívají stejnou komunikační architekturu typu 2, liší se však velikostí uživatelské paměti a některými funkcemi na úrovni čipu. 

Tyto tři čipy sdílejí několik funkcí nad rámec základního ukládání dat. Čip NTAG21x nabízí výrobcem naprogramované 7-bajtové UID, podpis pravosti založený na ECC, v terénu programovatelné uzamčení pro čtení a konfigurovatelnou 32-bitovou ochranu heslem. Heslo může omezit neoprávněné operace s pamětí, nemělo by se však zaměňovat s šifrovanou komunikací NFC. Společnost NXP rovněž udává pro tuto řadu životnost 100 000 zapisovacích cyklů a dobu uchování dat po dobu 10 let.

Hlavním důvodem pro přechod z NTAG213 na NTAG215 nebo NTAG216 je proto obvykle kapacita, nejedná se o odlišný typ štítku podle standardu NFC Forum. Všechny tři zůstávají štítky typu 2 a komunikují rychlostí 106 kbit/s.

Štítky NFC typu 3

NFC typu 3 využívá technologii NFC-F a je kompatibilní s japonskou průmyslovou normou JIS X 6319-4. Je úzce spjata s technologií Sony FeliCa, bezkontaktní technologií široce využívanou v systémech jízdenek ve veřejné dopravě a v systémech elektronických peněz, zejména v Japonsku a na dalších asijských trzích.

Technologie NFC-F podporuje přenos dat rychlostí 212 a 424 kbit/s, což vyhovuje aplikacím vyžadujícím rychlé transakce. Technologie FeliCa se rovněž používá pro řízení přístupu a identifikaci, ačkoli typ 3 je u univerzálních NFC samolepek a štítků méně běžný než typ 2.

Štítky NFC typu 4

NFC typu 4 využívá protokol ISO-DEP (ISO Data Exchange Protocol) v rámci standardů NFC-A nebo NFC-B a je kompatibilní s řadou norem ISO/IEC 14443. Podporuje komunikaci založenou na příkazech, která se používá u bezkontaktních čipových karet, a umožňuje složitější výměnu dat než jednodušší architektury štítků.

MIFARE DESFire patří mezi nejznámější řady integrovaných obvodů používaných v aplikacích typu 4. Čipy DESFire využívají komunikaci podle normy ISO/IEC 14443-4 a produkty jako MIFARE DESFire EV3 jsou kompatibilní se standardem NFC Forum Type 4 Tag. Široce se používají ve veřejné dopravě, při řízení přístupu, v kampusových kartách a dalších identifikačních systémech, kde karta musí spravovat chráněná data nebo více aplikací.

Čip MIFARE DESFire EV3 podporuje šifrování AES-128, vzájemnou autentizaci, šifrovanou komunikaci a přístupová práva na úrovni aplikací. Komunikovat může také rychlostí 106, 212, 424 nebo 848 kbit/s. Tyto schopnosti vycházejí ze samotného integrovaného obvodu DESFire EV3; jiné integrované obvody typu 4 mohou nabízet odlišné specifikace paměti, zabezpečení a výkonu.

Štítky NFC typu 5

NFC typu 5 využívá technologii NFC-V a vychází z normy ISO/IEC 15693, která se používá pro systémy RFID s krátkým dosahem. Tagy typu 5 podporují interakci NFC s kompatibilními smartphony a zároveň fungují s vysokofrekvenčními (HF) čtečkami RFID podle normy ISO/IEC 15693, což jim zajišťuje užitečné uplatnění v aplikacích kombinujících mobilní přístup s identifikací na větší vzdálenost.

NXP ICODE a STMicroelectronics ST25TV jsou známé řady integrovaných obvodů typu 5. Používají se například v oblastech sledování majetku, inventarizace, identifikace produktů a v aplikacích v rámci dodavatelského řetězce. Štítky typu 5 podporují standard NDEF, takže stejný štítek může poskytovat informace i mobilnímu telefonu s podporou technologie NFC.

S vyhrazenou čtečkou HF RFID a vhodnou anténou mohou tagy podle normy ISO/IEC 15693 fungovat na mnohem větší vzdálenosti než v případě použití s telefonem. Společnost NXP uvádí pro tagy ICODE v kombinaci s čtečkami HF s dlouhým dosahem provozní vzdálenosti až 1,5 metru, v závislosti na geometrii antény, zatímco mobilní komunikace NFC zůstává v rozsahu několika centimetrů. Systémy typu 5 rovněž podporují funkci anti-kolize, což čtečce umožňuje identifikovat více tagů v jejím dosahu.

Zabezpečení se opět liší podle konkrétního čipu. Například ICODE SLIX2 nabízí 8-bajtové UID, zámek zápisu na úrovni bloků, 32-bitový přístup pro čtení a zápis chráněný heslem a 32-bajtový podpis pravosti. Společnost NXP udává životnost 100 000 cyklů zápisu a 50 let uchování dat. Jiné integrované obvody typu 5 nabízejí odlišné ochranné mechanismy. 

Běžné typy NFC tagů podle fyzického formátu

NFC tagy se také běžně dělí podle své fyzické konstrukce. Stejný integrovaný obvod NFC může být zabudován do velmi odlišných výrobků v závislosti na tom, kde se tag bude používat, jakým způsobem bude připevněn a jakou úroveň ochrany vyžaduje.

NFC vložky

NFC inlay je funkčním jádrem mnoha hotových NFC štítků. Kombinuje integrovaný obvod a anténu na tenkém substrátu a lze jej následně zpracovat do podoby štítku nebo zabudovat do jiného výrobku.

Suchá vložka obsahuje čip, anténu a substrát. Mokrá vložka obsahuje navíc lepicí vrstvu, díky čemuž se snáze laminuje do štítků nebo připevňuje během výroby.

NFC samolepky a štítky

NFC samolepky a štítky Umístěte NFC inlay do tenké samolepicí konstrukce. Široce se používají na obalech, propagačních materiálech, štítcích výrobků a dalších površích, kde je vhodné použít tenký čip.

Integrovaný obvod uvnitř se může lišit v závislosti na konkrétním použití. Jednoduchá štítka s URL adresou může využívat čip typu 2, jako je například NTAG213, zatímco jiná štítka může používat jiný integrovaný obvod, pokud je zapotřebí větší paměť nebo jiné funkce.

Karty NFC

U karet NFC jsou čip a anténa zabudovány do tuhého nebo polotuhého těla karty. Mezi běžná použití patří digitální vizitky, členské karty, identifikační karty a přístupové průkazy.

Samotný formát karty neurčuje, jaká technologie NFC je v ní zabudována. Různé karty mohou využívat čipy typu 2, typu 4 nebo jiné kompatibilní bezkontaktní integrované obvody v závislosti na požadavcích systému.

NFC klíčenky

U NFC přívěsků na klíče je čip umístěn uvnitř kompaktního pouzdra, které lze nosit na kroužku na klíče. Díky této uzavřené konstrukci jsou čip a anténa fyzicky lépe chráněny než v případě tenké papírové či plastové etikety.

Obvykle se používají k identifikaci, řízení přístupu a v dalších aplikacích, kde je třeba štítek nosit u sebe a opakovaně jím přikládat k čtečce.

NFC náramky

Náramky s technologií NFC kombinují čip a anténu v nositelném zařízení. Široce se využívají při různých akcích, k identifikaci návštěvníků, pro bezhotovostní platby a v přístupových systémech.

Konstrukce se může značně lišit. Silikonové náramky jsou vhodné pro opakované použití, zatímco jednorázové náramky na akce mohou být vyrobeny z lehčích materiálů určených pro kratší dobu používání.

NFC štítky odolné proti kovům

Výkon technologie NFC se mění, pokud je běžný tag umístěn přímo na kov, protože kov ruší anténní pole tagu. Antimetalové NFC tagy obsahují stínící nebo izolační vrstvu, která umožňuje anténě správně fungovat i na kovových površích.

Hodí se pro zařízení, nářadí, stroje a další kovové předměty, u nichž by standardní NFC štítek mohl vykazovat nedostatečnou nebo kolísavou funkčnost.

Mezi další fyzické formáty patří epoxidové štítky, textilní štítky a zabudované komponenty NFC. Ty vycházejí ze stejného základního principu: čip a anténa jsou zabaleny do formy, která vyhovuje danému prostředí a zamýšlenému použití.

Má typ NFC tagu vliv na kompatibilitu telefonu a čtečky?

Kompatibilita telefonů a čteček závisí na technologii NFC a protokolu, které dané zařízení podporuje. Technologie NFC-A, NFC-B, NFC-F, ISO-DEP a NFC-V jsou na hardwarové i softwarové úrovni zpracovávány odlišně.

V případě iPhone podporuje framework Core NFC od společnosti Apple čtení tagů NFC Forum typu 1 až 5 ve formátu NDEF. Čtení NFC tagů pomocí aplikací bylo zavedeno s modelem iPhone 7 a společnost Apple v systému iOS 13 rozšířila framework Core NFC tak, aby podporoval zápis do formátu NDEF a nativní přístup k tagům ISO 7816, MIFARE, ISO 15693 a FeliCa na podporovaných modelech iPhone.

Společnost Apple také u modelů iPhone XS, XS Max a XR zavedla čtení NFC tagů na pozadí. Na iPhonech, které tuto funkci podporují, lze detekovat NDEF tag, aniž by bylo nutné nejprve spustit aplikaci pro čtení NFC. Skenování na pozadí je pouze pro čtení a vyžaduje obsah ve formátu NDEF.

Přístup k nativním tagům poskytuje aplikacím větší kontrolu než standardní čtení NDEF. Core NFC nabízí rozhraní pro technologie ISO 15693, FeliCa, ISO 7816 a MIFARE, takže aplikace může v případě potřeby komunikovat s podporovanými tagy prostřednictvím jejich nativních protokolů.

Systém Android také přímo podporuje několik technologií NFC, včetně NFC-A, NFC-B, NFC-F, NFC-V a ISO-DEP. Podpora některých proprietárních technologií může záviset na hardwarovém vybavení telefonu v oblasti NFC; například systém Android definuje podporu technologie MIFARE Classic jako volitelnou.

Specializované čtečky NFC a HF RFID se liší ještě více. Čtečka může podporovat tagy typu 5 podle normy ISO/IEC 15693, technologie ISO/IEC 14443 nebo několik protokolů v jednom zařízení. U projektů, které využívají konkrétní integrovaný obvod (IC) nebo nativní sadu příkazů, je proto třeba ověřit kompatibilitu s konkrétním telefonem nebo čtečkou, která bude k tagu přistupovat.

Často kladené otázky

Najděte si ten správný NFC tag pro vaši aplikaci

Potřebujete pomoci s výběrem správného typu NFC štítku? Dodáváme a přizpůsobujeme NFC štítky pro různé produkty, prostředí a požadavky na čtení.

Sdělte nám, k čemu bude štítek sloužit, a my vám pomůžeme vybrat vhodné NFC řešení pro váš projekt.