NFC-tunnisteet voivat näyttää ulkoisesti yksinkertaisilta, mutta niiden sisällä oleva tekniikka ei ole kaikkialla samanlaista. NFC toimii taajuudella 13,56 MHz, ja useimmat NFC-tunnisteet ovat passiivisia laitteita, joissa ei ole omaa akkua. Kun puhelin tai NFC-lukija tulee lähelle, sen sähkömagneettinen kenttä toimittaa tunnisteelle viestintään tarvittavan energian.
Kun ihmiset puhuvat “NFC-tunnisteiden tyypeistä”, he saattavat kuitenkin viitata useisiin eri asioihin. NFC Forum Tag Type kuvaa tunnisteen viestintäarkkitehtuuria. Nimi kuten NTAG213 viittaa tunnisteen sisällä olevaan tiettyyn piiriin, kun taas termit kuten NFC-tarra, kortti tai rannekoru kuvaavat tuotteen fyysistä muotoa. Näiden luokkien pitäminen erillään toisistaan helpottaa huomattavasti NFC-tuotteiden välisten erojen ymmärtämistä.
Mitä erilaisia NFC-tunnisteita on olemassa?
NFC Forum määrittelee viisi tunnistetyyppiä, tyypit 1–5. Kukin tyyppi käyttää tiettyä NFC-viestintätekniikkaa, ja siinä määritellään, miten NFC-yhteensopiva laite tunnistaa tunnisteen ja vaihtaa tietoja sen kanssa.
Yksi näissä erittelyissä usein esiintyvä termi on NDEF, joka on lyhenne sanoista NFC Data Exchange Format. NDEF tarjoaa standardoidun tavan tallentaa sovellustietoja NFC-tunnisteisiin. Tunniste voi sisältää NDEF-tietueen, joka sisältää verkkosivuston URL-osoitteen, tekstiä tai muuta tuettua tietotyyppiä.
Seuraavassa on lyhyt vertailu viidestä NFC Forum -tunnistetyypistä:
| NFC-foorumin tyyppi | NFC-tekniikka | Asiaa koskeva standardi | Edustava teknologia / IC | Yleinen konteksti |
| Tyyppi 1 | NFC-A | ISO/IEC 14443 -standardin mukainen tyypin A radiotaajuustekniikka | Topaasi / Jalokivi | Vanhat yksinkertaiset NFC-sovellukset |
| Tyyppi 2 | NFC-A | ISO/IEC 14443 tyyppi A | NTAG21x, MIFARE Ultralight | Yleiskäyttöiset NFC-tunnisteet |
| Tyyppi 3 | NFC-F | JIS X 6319-4 | FeliCa | Joukkoliikenne ja sähköinen raha |
| Tyyppi 4 | ISO-DEP NFC-A:n tai NFC-B:n kautta | ISO/IEC 14443 -sarja | MIFARE DESFire | Älykortit ja edistykselliset sovellukset |
| Tyyppi 5 | NFC-V | ISO/IEC 15693 | ICODE, ST25TV | Tunnistaminen ja teolliset sovellukset |
NFC-tyypin 1 tunnisteet
NFC Type 1 käyttää NFC-A-tekniikkaa, ja se on suunniteltu suhteellisen yksinkertaisiin luku- ja kirjoitussovelluksiin. Topaz ja Jewel ovat nimet, jotka useimmiten liitetään tähän luokkaan. Kuten muutkin NFC Forumin tunnisteiden spesifikaatiot, Type 1 määrittelee, miten lukija tunnistaa tunnisteen ja pääsee käsiksi NDEF-viestiin, sen sijaan että se määrittelisi yhtä tiettyä fyysistä tunnistevalmistetta.
Tyyppi 1 on nykyään merkityksellinen lähinnä historiallisessa kontekstissa. NFC Forum mainitsee edelleen tyypin 1 tunnisteen erittelyn, mutta tyypin 1 tuki poistettiin digitaalisesta protokollasta ja muista laite-erittelyistä teknisen erittelyn versiosta 2021 alkaen. Tämän vuoksi sitä on parasta pitää vanhentuneena NFC-tekniikkana eikä tavallisena vaihtoehtona uudessa NFC-projektissa.
Täten tyyppi 2 on huomattavasti merkityksellisempi lähtökohta niille yksinkertaisille NFC-tunnisteille, joita ihmiset yleisesti käyttävät puhelimiensa kanssa.
NFC-tyypin 2 tunnisteet
NFC Type 2 toimii myös NFC-A-protokollan kautta, mutta siitä on tullut laajalti käytetty alusta yleiskäyttöisille NFC-tunnisteille. NFC Forumin Type 2 -määrityksessä määritellään, miten NFC-laite tunnistaa tunnisteen ja lukee tai kirjoittaa sen NDEF-tietoja, kun taas yksittäiset piirivalmistajat kehittävät kyseisen kehyksen pohjalta erilaisia muistikokoja ja ominaisuuksia.
Tyypin 2 IC-piirejä löytyy yleisesti NFC-tarroista, -tarralapuista, -korteista ja tuotteisiin upotetuista tunnisteista. Ne sopivat hyvin sovelluksiin, joissa tunnisteen on sisällettävä tietoja, jotka puhelin tai lukija voi hakea napauttamalla, kuten URL-osoite, tuotetiedot, pariliitostiedot tai digitaalinen käyntikortti. Esimerkiksi NXP markkinoi NTAG21x-tuoteperhettään kuluttajien sitouttamiseen, tuotteiden aitouden todentamiseen, sähköisiin hyllyetiketteihin, Bluetooth- tai Wi-Fi-pariliitokseen sekä vastaaviin massamarkkinoiden käyttötarkoituksiin.
Yleisiä tyypin 2 NFC-siruja
Tyyppi 2 kattaa joukon yhteensopivia integroituja piirejä. NTAG213, NTAG215 ja NTAG216 ovat yleisimpiä esimerkkejä, erityisesti NFC-tarroissa, tarroissa, korteissa ja muissa yleiskäyttöisissä tunnisteissa. Niillä on sama tyypin 2 viestintäkehys, mutta niiden käyttäjämuisti ja jotkin sirutason ominaisuudet eroavat toisistaan.
| Siru | Käyttäjän muisti | Tyypillinen syy sen käyttöön |
| NTAG213 | 144 tavua | Lyhyet NDEF-tietueet, kuten tavalliset URL-osoitteet ja perustiedot yhteystiedoista |
| NTAG215 | 504 tavua | Sovellukset, jotka tarvitsevat enemmän koodattua dataa |
| NTAG216 | 888 tavua | Suuremmat NDEF-viestit, joihin pienemmät sirut eivät tarjoa riittävästi tilaa |
Näillä kolmella sirulla on useita toimintoja perusdatan tallennuksen lisäksi. NTAG21x tarjoaa valmistajan ohjelmoiman 7-tavuisen UID-tunnuksen, ECC-pohjaisen aitaussignatuurin, kenttäohjelmoitavan luku-lukituksen sekä konfiguroitavan 32-bittisen salasanasuojauksen. Salasana voi estää luvattomat muistitoiminnot, mutta sitä ei pidä sekoittaa salattuun NFC-tiedonsiirtoon. NXP arvioi tämän tuoteperheen kestävyydeksi 100 000 kirjoitussykliä ja 10 vuoden tietojen säilyvyyden.
Tärkein syy siirtyä NTAG213:sta NTAG215:een tai NTAG216:een on siis yleensä kapasiteetti, ei erillistä NFC Forum -tunnistetyyppiä. Kaikki kolme ovat edelleen tyypin 2 tunnisteita, ja niiden tiedonsiirtonopeus on 106 kbit/s.
NFC-tyypin 3 tunnisteet
NFC Type 3 käyttää NFC-F-tekniikkaa ja on yhteensopiva japanilaisen teollisuusstandardin JIS X 6319-4 kanssa. Se liittyy läheisesti Sony FeliCa -tekniikkaan, joka on laajasti käytössä joukkoliikenteen lippujärjestelmissä ja sähköisen rahan järjestelmissä erityisesti Japanissa ja muilla Aasian markkinoilla.
NFC-F tukee 212 ja 424 kbit/s:n tiedonsiirtoa, mikä sopii sovelluksiin, joissa tarvitaan nopeita tapahtumia. FeliCa-tekniikkaa käytetään myös kulunvalvontaan ja tunnistamiseen, vaikka tyyppi 3 on yleiskäyttöisissä NFC-tarroissa ja -etiketeissä harvinaisempi kuin tyyppi 2.
NFC-tyypin 4 tunnisteet
NFC-tyyppi 4 käyttää ISO-DEP-protokollaa (ISO Data Exchange Protocol) NFC-A- tai NFC-B-liitännän kautta ja on yhteensopiva ISO/IEC 14443 -standardisarjan kanssa. Se tukee kontaktittomissa älykorteissa käytettävää komentoihin perustuvaa viestintää ja pystyy käsittelemään monimutkaisempaa tiedonvaihtoa kuin yksinkertaisemmat tunnistearkkitehtuurit.
MIFARE DESFire on yksi tunnetuimmista IC-siruperheistä, joita käytetään tyypin 4 sovelluksissa. DESFire-sirut käyttävät ISO/IEC 14443-4 -standardin mukaista tiedonsiirtoa, ja esimerkiksi MIFARE DESFire EV3 -tuotteet ovat NFC Forum Type 4 Tag -yhteensopivia. Niitä käytetään laajalti joukkoliikenteessä, kulunvalvonnassa, kampuskorteissa ja muissa tunnistusjärjestelmissä, joissa kortin on hallinnoitava suojattuja tietoja tai useita sovelluksia.
MIFARE DESFire EV3 tukee AES-128-salausta, molemminpuolista todennusta, salattua tiedonsiirtoa sekä sovellustason käyttöoikeuksia. Se voi myös kommunikoida nopeudella 106, 212, 424 tai 848 kbit/s. Nämä ominaisuudet ovat peräisin itse DESFire EV3 -piiristä; muut tyypin 4 piirit voivat tarjota erilaisia muisti-, turvallisuus- ja suorituskykyominaisuuksia.
NFC-tyypin 5 tunnisteet
NFC Type 5 käyttää NFC-V-tekniikkaa ja perustuu ISO/IEC 15693 -standardiin, jota käytetään lähikenttä-RFID-järjestelmissä. Tyypin 5 tunnisteet tukevat NFC-yhteyttä yhteensopivien älypuhelinten kanssa ja toimivat myös ISO/IEC 15693 -standardin mukaisten HF-RFID-lukijoiden kanssa, minkä ansiosta ne ovat hyödyllisiä sovelluksissa, joissa yhdistyvät mobiili pääsy ja pidemmän kantaman tunnistus.
NXP:n ICODE ja STMicroelectronicsin ST25TV ovat tunnettuja tyypin 5 IC-tuoteperheitä. Niitä käytetään esimerkiksi omaisuuden seurannassa, varastonhallinnassa, tuotteiden tunnistamisessa ja toimitusketjusovelluksissa. Tyypin 5 tunnisteet tukevat NDEF-standardia, joten sama tunniste voi välittää tietoja myös NFC-yhteensopivalle puhelimelle.
Erillisellä HF-RFID-lukijalla ja sopivalla antennilla ISO/IEC 15693 -tunnisteet voivat toimia huomattavasti pidemmillä etäisyyksillä kuin puhelimen kanssa. NXP ilmoittaa ICODE-tunnisteiden toimintamatkan olevan jopa 1,5 metriä pitkän kantaman HF-lukijoiden kanssa, riippuen antennin geometriasta, kun taas mobiilin NFC-yhteyden kantama jää muutaman senttimetrin sisälle. Tyypin 5 järjestelmät tukevat myös törmäyksenestoa, jolloin lukija voi tunnistaa useita tunnisteita lukualueellaan.
Turvallisuus riippuu jälleen sirusta. Esimerkiksi ICODE SLIX2 tarjoaa 8 tavun pituisen UID-tunnuksen, lohkotason kirjoituslukituksen, 32-bittisen salasanalla suojatun luku- ja kirjoitusoikeuden sekä 32 tavun pituisen aitaussignatuurin. NXP arvioi sen kestävän 100 000 kirjoitussykliä ja säilyttävän tiedot 50 vuoden ajan. Muut tyypin 5 IC-piirit tarjoavat erilaisia suojausmekanismeja.
Yleiset NFC-tunnisteiden tyypit fyysisen muodon mukaan
NFC-tunnisteet luokitellaan yleisesti myös niiden rakenteen perusteella. Sama NFC-piiri voidaan integroida hyvin erilaisiin tuotteisiin riippuen siitä, missä tunniste on tarkoitus käyttää, miten se kiinnitetään ja kuinka paljon suojausta se tarvitsee.
NFC-sisälevyt
NFC-sisäkortti on monien valmiiden NFC-tunnisteiden toiminnallinen ydin. Siinä integroidaan piiri ja antenni ohuelle alustalle, ja se voidaan myöhemmin muuttaa tarraksi tai upottaa toisen tuotteen sisään.
Kuivassa inlay-levyssä on siru, antenni ja alusta. Märässä inlay-levyssä on lisäksi liimakerros, minkä ansiosta se on helpompi laminoida etiketteihin tai kiinnittää valmistuksen aikana.
NFC-tarrat ja -etiketit
NFC-tarrat ja tarrat aseta NFC-siru ohuen tarrarakenteen sisään. Niitä käytetään laajalti pakkauksissa, mainosmateriaaleissa, tuotetarroissa ja muilla pinnoilla, joilla matalaprofiilinen tunniste on hyödyllinen.
Sisällä oleva IC-piiri voi vaihdella sovelluksen mukaan. Yksinkertaisessa URL-tarrassa saatetaan käyttää tyypin 2 piiriä, kuten NTAG213:a, kun taas toisessa tarrassa saatetaan käyttää erilaista IC-piiriä, jos tarvitaan enemmän muistia tai erilaisia toimintoja.
NFC-kortit
NFC-korteissa siru ja antenni on sijoitettu jäykän tai puolijäykän kortin runkoon. Yleisiä käyttökohteita ovat esimerkiksi digitaaliset käyntikortit, jäsenkortit, henkilöllisyystodistukset ja kulkuoikeustodistukset.
Kortin muoto ei sinänsä määrää, millaista NFC-tekniikkaa kortissa käytetään. Eri korteissa voidaan käyttää tyypin 2, tyypin 4 tai muita yhteensopivia kontaktittomia piirejä järjestelmän vaatimusten mukaan.
NFC-avaimenperät
NFC-avaimenperissä tunniste on sijoitettu pienikokoiseen koteloon, jota voi kantaa avainrenkaassa. Suljettu rakenne tarjoaa sirulle ja antennille paremman fyysisen suojan kuin ohut paperi- tai muovitarra.
Niitä käytetään yleisesti tunnistamiseen, kulunvalvontaan ja muihin sovelluksiin, joissa tunnistetta on pidettävä mukana ja sitä on kosketettava toistuvasti.
NFC-rannekkeet
NFC-rannekkeissa siru ja antenni on integroitu puettavaan muotoon. Niitä käytetään laajalti tapahtumissa, vierailijoiden tunnistamiseen, käteisrahattomiin maksuihin ja kulunvalvontajärjestelmiin.
Rakenne voi vaihdella huomattavasti. Silikonirannekkeet soveltuvat toistuvaan käyttöön, kun taas kertakäyttöisissä tapahtumarannekkeissa voidaan käyttää kevyempiä materiaaleja, jotka on suunniteltu lyhyempään käyttöaikaan.
NFC-tunnisteet, jotka eivät toimi metallin läheisyydessä
NFC:n toiminta muuttuu, kun tavanomainen tunniste asetetaan suoraan metallin päälle, koska metalli häiritsee tunnisteen antennikenttää. Metallinkestävät NFC-tunnisteet sisältävät suojaus- tai eristyskerroksen, jonka ansiosta antenni toimii moitteettomasti metallipinnoilla.
Ne ovat hyödyllisiä laitteiden, työkalujen, koneiden ja muiden metallisten omaisuuserien yhteydessä, joissa tavallisen NFC-tarran toiminta voi olla heikkoa tai epätasaista.
Muita fyysisiä muotoja ovat esimerkiksi epoksitunnisteet, tekstiilitunnisteet ja upotetut NFC-komponentit. Niissä noudatetaan samaa perusajatusta: siru ja antenni on pakattu ympäristöön ja käyttötarkoitukseen sopivaan muotoon.
Vaikuttaako NFC-tunnisteen tyyppi puhelimen ja lukijan yhteensopivuuteen?
Puhelimen ja lukijan yhteensopivuus riippuu laitteen tukemasta NFC-tekniikasta ja -protokollasta. NFC-A-, NFC-B-, NFC-F-, ISO-DEP- ja NFC-V-standardeja käsitellään eri tavoin laitteisto- ja ohjelmistotasolla.
iPhonessa Applen Core NFC -kehys tukee NDEF-muotoisten NFC Forum -tyyppien 1–5 tunnisteiden lukemista. Sovelluspohjainen NFC-tunnisteiden lukeminen otettiin käyttöön iPhone 7:n myötä, ja Apple laajensi Core NFC:tä iOS 13:ssa tukemaan NDEF-kirjoitusta sekä natiivia pääsyä ISO 7816-, MIFARE-, ISO 15693- ja FeliCa-tunnisteisiin tuetuissa iPhone-malleissa.
Apple esitteli myös NFC-tunnisteiden taustalukemisen iPhone XS-, XS Max- ja XR-mallien yhteydessä. Tämän ominaisuuden tukevissa iPhone-laitteissa NDEF-tunniste voidaan tunnistaa ilman, että NFC-lukijasovellusta tarvitsee avata etukäteen. Taustalukeminen on edelleen vain lukuoikeudellista ja edellyttää NDEF-muotoista sisältöä.
Alkuperäisten tunnisteiden käyttö tarjoaa sovelluksille enemmän hallintamahdollisuuksia kuin tavallinen NDEF-lukeminen. Core NFC tarjoaa rajapintoja ISO 15693-, FeliCa-, ISO 7816- ja MIFARE-tekniikoille, joten sovellus voi tarvittaessa kommunikoida tuettujen tunnisteiden kanssa niiden omien protokollien kautta.
Android tukee myös suoraan useita NFC-tekniikoita, kuten NFC-A, NFC-B, NFC-F, NFC-V ja ISO-DEP. Joidenkin omien tekniikoiden tuki voi riippua puhelimen NFC-laitteistosta; esimerkiksi Android määrittelee MIFARE Classic -tuen valinnaiseksi.
Erilliset NFC- ja HF-RFID-lukijat vaihtelevat vieläkin enemmän. Lukija voi tukea ISO/IEC 15693 -standardin tyypin 5 tunnisteita, ISO/IEC 14443 -tekniikoita tai useita protokollia samassa laitteessa. Siksi projekteissa, joissa käytetään tiettyä piiripiiriä tai natiivia komentosarjaa, yhteensopivuus on tarkistettava juuri sen puhelimen tai lukijan osalta, jolla tunnisteeseen aiotaan päästä käsiksi.
Usein kysytyt kysymykset
Ovatko NFC-tunnisteet uudelleenkäytettäviä?
Monet NFC-tunnisteet ovat uudelleenkirjoitettavia, ja niihin voidaan ohjelmoida uusia tietoja useita kertoja. Se, voidaanko tunnistetta käyttää uudelleen, riippuu piiristä ja siitä, miten sen muisti on konfiguroitu. Jos kyseinen muistialue on lukittu pysyvästi vain luku -tilaan, sitä ei voi enää kirjoittaa uudelleen.
Voiko yksi NFC-tunniste toimia sekä iPhonen että Androidin kanssa?
Kyllä. Tavalliset NDEF-muotoiset NFC-tunnisteet, etenkin yleiset tyypin 2 tunnisteet, toimivat yleensä sekä iPhone- että Android-laitteissa, jotka tukevat NFC-tekniikkaa.
Yhteensopivuus voi vaihdella, jos sovelluksen on käytettävä sirun omaa protokollaa tai omia ominaisuuksia. Tällöin on tarkistettava, tuetaanko kyseistä IC-piiriä kohdepuhelimissa.
Toimivatko NFC-tunnisteet ilman internetyhteyttä?
Kyllä. Puhelin tai lukija voi lukea suoraan NFC-tunnisteeseen tallennetut tiedot ilman internetyhteyttä.
Internet-yhteys tarvitaan vain silloin, kun tunniste viittaa verkkosisältöön. Esimerkiksi tallennettu tekstitietue voidaan lukea offline-tilassa, kun taas URL-osoitteen avaaminen edellyttää verkkoyhteyttä verkkosivun lataamiseksi.
Voidaanko NFC-tunnisteita kopioida tai kloonata?
Tavalliseen NFC-tunnisteeseen tallennetut tiedot voidaan usein lukea ja kirjoittaa toiseen yhteensopivaan tunnisteeseen. Se, kuinka suuri osa alkuperäisen tunnisteen tiedoista voidaan jäljentää, riippuu piiristä ja sen suojausominaisuuksista.
Joissakin siruissa on valmistajan ohjelmoimia tunnisteita, aitoustodistuksia, salasanasuojausta tai salauspohjaista todennusta. Näiden ominaisuuksien ansiosta järjestelmä voi erottaa aidon tunnisteen sen tallennettujen NDEF-tietojen yksinkertaisesta kopiosta.
Voiko NFC-tunnisteita käyttää metallipinnoilla?
Kyllä, mutta metallipintaan suoraan kiinnitettäviksi tarkoitetuissa tunnisteissa tulisi käyttää metalliton rakenne. Näissä tunnisteissa on suojaus- tai eristyskerros, joka auttaa NFC-antennia toimimaan oikein metallipinnan läheisyydessä.
Tavallinen NFC-tarra, joka on kiinnitetty suoraan metallipinnalle, voi toimia huonosti tai jäädä kokonaan lukematta.
Kuinka paljon tietoa NFC-tunnisteeseen mahtuu?
Tallennuskapasiteetti riippuu piiristä. Esimerkiksi NTAG213 tarjoaa 144 tavua käyttäjämuistia, NTAG215 tarjoaa 504 tavua ja NTAG216 tarjoaa 888 tavua.
Lyhyt URL-osoite vie yleensä suhteellisen vähän tilaa, kun taas pidempi teksti tai useat NDEF-tietueet vaativat enemmän muistia. Tarkista koodatun NDEF-tiedoston koko ennen sirun valitsemista sovelluksissa, joissa tallennetaan muutakin kuin pelkkä linkki.
Mikä NFC-tunniste on paras valinta useimpiin älypuhelinprojekteihin?
NFC Forum Type 2 on käytännöllisin valinta moniin arkipäiväisiin älypuhelinprojekteihin. Sitä käytetään laajalti NFC-tarroissa, etiketeissä, korteissa ja vastaavissa tuotteissa, joihin tallennetaan URL-osoitteita, yhteystietoja, tuotetietoja tai muuta NDEF-sisältöä.
NTAG213 riittää usein lyhyille tietueille, kuten URL-osoitteille. NTAG215 ja NTAG216 tarjoavat enemmän käyttäjämuistia, kun tunnisteeseen on tallennettava suurempia NDEF-viestejä.
Löydä oikea NFC-tunniste käyttötarkoitukseesi
Tarvitsetko apua oikean NFC-tunnisteen valinnassa? Toimitamme ja räätälöimme NFC-tunnisteita erilaisille tuotteille, ympäristöille ja lukemistarpeille.
Kerro meille, miten tunnistetta aiotaan käyttää, niin autamme sinua valitsemaan projektiisi sopivan NFC-ratkaisun.