Jakie są rodzaje tagów NFC?

Tagi NFC z zewnątrz mogą wyglądać na proste, ale technologia, która się w nich kryje, nie wszędzie jest taka sama. Technologia NFC działa na częstotliwości 13,56 MHz, a większość tagów NFC to urządzenia pasywne, które nie posiadają własnej baterii. Gdy zbliża się do nich telefon lub czytnik NFC, jego pole elektromagnetyczne dostarcza tagowi energię niezbędną do komunikacji.

Kiedy jednak ludzie mówią o “rodzajach tagów NFC”, mogą mieć na myśli kilka różnych rzeczy. Termin „typ tagu NFC Forum” odnosi się do architektury komunikacyjnej tagu. Nazwa taka jak NTAG213 określa konkretny układ scalony znajdujący się w tagu, natomiast terminy takie jak Naklejka NFC, karta lub opaska na rękę określają formę fizyczną produktu. Rozróżnienie tych kategorii znacznie ułatwia zrozumienie różnic między produktami NFC.

Jakie są rodzaje tagów NFC?

Organizacja NFC Forum definiuje pięć typów tagów, od typu 1 do typu 5. Każdy typ wykorzystuje określoną technologię komunikacji NFC i określa, w jaki sposób urządzenie obsługujące technologię NFC wykrywa tag oraz wymienia z nim dane.

Jednym z terminów, który często pojawia się w tych specyfikacjach, jest NDEF, czyli skrót od NFC Data Exchange Format. NDEF zapewnia znormalizowany sposób przechowywania danych aplikacji na tagach NFC. Tag może zawierać rekord NDEF z adresem URL strony internetowej, tekstem lub innym obsługiwanym typem danych. 

Oto krótkie porównanie pięciu typów tagów NFC Forum:

Tagi NFC typu 1

Standard NFC typu 1 wykorzystuje technologię NFC-A i został zaprojektowany z myślą o stosunkowo prostych zastosowaniach związanych z odczytem i zapisem. Nazwy „Topaz” i „Jewel” są najczęściej kojarzone z tą kategorią. Podobnie jak inne specyfikacje tagów NFC Forum, standard typu 1 określa sposób, w jaki czytnik wykrywa tag i uzyskuje dostęp do komunikatu NDEF, a nie definiuje konkretny produkt w postaci fizycznego tagu.

Typ 1 ma dziś znaczenie głównie w kontekście historycznym. Forum NFC nadal wymienia specyfikację tagów typu 1, jednak obsługa tego typu została usunięta z protokołu cyfrowego oraz innych specyfikacji urządzeń, począwszy od wydania specyfikacji technicznej z 2021 roku. W związku z tym najlepiej traktować go jako przestarzałą technologię NFC, a nie jako standardowy wybór w przypadku nowego projektu NFC.

W związku z tym typ 2 stanowi znacznie bardziej odpowiedni punkt wyjścia dla prostych tagów NFC, z których ludzie powszechnie korzystają w połączeniu z telefonami.

Tagi NFC typu 2

Standard NFC typu 2 również wykorzystuje protokół NFC-A, ale stał się powszechnie stosowaną platformą dla tagów NFC ogólnego przeznaczenia. Specyfikacja NFC Forum typu 2 określa, w jaki sposób urządzenie NFC wykrywa tag oraz odczytuje lub zapisuje dane NDEF, natomiast poszczególni producenci układów scalonych opracowują na podstawie tej struktury rozwiązania o różnej pojemności pamięci i z różnymi funkcjami.

Układy scalone typu 2 są powszechnie stosowane w etykietach NFC, naklejkach, kartach i wbudowanych tagach produktowych. Sprawdzają się one dobrze w zastosowaniach, w których tag musi przechowywać informacje, które telefon lub czytnik może odczytać poprzez dotknięcie, takie jak adres URL, dane produktu, informacje dotyczące parowania lub cyfrowa wizytówka. Na przykład firma NXP pozycjonuje swoją rodzinę układów NTAG21x z myślą o angażowaniu konsumentów, uwierzytelnianiu produktów, elektronicznych etykietach półkowych, parowaniu przez Bluetooth lub Wi-Fi oraz podobnych zastosowaniach na rynku masowym.

Typowe chipy NFC typu 2

Typ 2 obejmuje szereg kompatybilnych układów scalonych. NTAG213, NTAG215 i NTAG216 należą do najczęściej stosowanych przykładów, zwłaszcza w etykietach NFC, naklejkach, kartach i innych tagach ogólnego przeznaczenia. Wszystkie wykorzystują tę samą strukturę komunikacyjną typu 2, natomiast różnią się między sobą pojemnością pamięci użytkowej oraz niektórymi funkcjami na poziomie układu scalonego. 

Te trzy układy posiadają kilka funkcji wykraczających poza podstawowe przechowywanie danych. Układ NTAG21x zapewnia zaprogramowany przez producenta 7-bajtowy identyfikator UID, podpis autentyczności oparty na kodowaniu ECC, programowalną w terenie blokadę tylko do odczytu oraz konfigurowalną 32-bitową ochronę hasłem. Hasło może ograniczać nieautoryzowane operacje na pamięci, ale nie należy go mylić z szyfrowaną komunikacją NFC. Firma NXP podaje również, że ta rodzina układów charakteryzuje się 100 000 cykli zapisu oraz 10-letnim okresem zachowania danych.

Głównym powodem przejścia z NTAG213 na NTAG215 lub NTAG216 jest zatem zazwyczaj pojemność, a nie inny typ tagu NFC Forum. Wszystkie trzy pozostają tagami typu 2 i komunikują się z prędkością 106 kbit/s.

Tagi NFC typu 3

Standard NFC typu 3 wykorzystuje technologię NFC-F i jest zgodny z japońską normą przemysłową JIS X 6319-4. Jest on ściśle powiązany z technologią Sony FeliCa – technologią bezstykową szeroko stosowaną w systemach biletowych transportu publicznego oraz systemach pieniądza elektronicznego, zwłaszcza w Japonii i na innych rynkach azjatyckich.

Technologia NFC-F obsługuje transmisję danych z prędkością 212 i 424 kbit/s, co sprawia, że nadaje się do zastosowań wymagających szybkich transakcji. Technologia FeliCa jest również wykorzystywana do kontroli dostępu i identyfikacji, choć typ 3 jest mniej powszechny w naklejkach i etykietach NFC ogólnego przeznaczenia niż typ 2.

Tagi NFC typu 4

Standard NFC typu 4 wykorzystuje protokół ISO-DEP (ISO Data Exchange Protocol) w ramach standardów NFC-A lub NFC-B i jest zgodny z serią norm ISO/IEC 14443. Obsługuje komunikację opartą na poleceniach, stosowaną w bezstykowych kartach inteligentnych, i umożliwia bardziej złożoną wymianę danych niż prostsze architektury tagów.

MIFARE DESFire to jedna z najbardziej znanych rodzin układów scalonych wykorzystywanych w zastosowaniach typu 4. Układy DESFire wykorzystują standard komunikacyjny ISO/IEC 14443-4, a produkty takie jak MIFARE DESFire EV3 są zgodne ze standardem NFC Forum Type 4 Tag. Znajdują one szerokie zastosowanie w transporcie publicznym, systemach kontroli dostępu, kartach kampusowych oraz innych systemach identyfikacyjnych, w których karta musi zarządzać danymi chronionymi lub wieloma aplikacjami.

MIFARE DESFire EV3 obsługuje szyfrowanie AES-128, wzajemne uwierzytelnianie, szyfrowaną komunikację oraz uprawnienia dostępu na poziomie aplikacji. Może również komunikować się z prędkością 106, 212, 424 lub 848 kbit/s. Możliwości te wynikają z samych właściwości układu scalonego DESFire EV3; inne układy scalone typu 4 mogą oferować inne parametry dotyczące pamięci, bezpieczeństwa i wydajności.

Tagi NFC typu 5

Standard NFC typu 5 wykorzystuje technologię NFC-V i opiera się na normie ISO/IEC 15693, stosowanej w systemach RFID bliskiego zasięgu. Tagi typu 5 obsługują komunikację NFC z kompatybilnymi smartfonami, a jednocześnie współpracują z czytnikami RFID HF zgodnymi z normą ISO/IEC 15693, dzięki czemu odgrywają użyteczną rolę w zastosowaniach łączących dostęp mobilny z identyfikacją o większym zasięgu.

NXP ICODE i STMicroelectronics ST25TV to dobrze znane rodziny układów scalonych typu 5. Znajdują one zastosowanie m.in. w śledzeniu zasobów, zarządzaniu zapasami, identyfikacji produktów oraz w aplikacjach związanych z łańcuchem dostaw. Tagi typu 5 obsługują standard NDEF, dzięki czemu ten sam tag może również przekazywać informacje do telefonu wyposażonego w funkcję NFC.

Dzięki dedykowanemu czytnikowi RFID pracującemu w paśmie HF i odpowiedniej antenie tagi zgodne z normą ISO/IEC 15693 mogą działać na znacznie większych odległościach niż w przypadku korzystania z telefonu. Firma NXP podaje, że w przypadku tagów ICODE odległość działania z czytnikami HF dalekiego zasięgu może wynosić nawet 1,5 metra, w zależności od geometrii anteny, podczas gdy zasięg komunikacji mobilnej NFC ogranicza się do kilku centymetrów. Systemy typu 5 obsługują również funkcję antykolizyjną, umożliwiającą czytnikowi identyfikację wielu tagów znajdujących się w jego zasięgu.

Zabezpieczenia znowu zależą od konkretnego układu. Na przykład ICODE SLIX2 zapewnia 8-bajtowy identyfikator UID, blokowanie zapisu na poziomie bloków, 32-bitowy dostęp do odczytu i zapisu chroniony hasłem oraz 32-bajtowy podpis autentyczności. Firma NXP podaje, że układ ten wytrzymuje 100 000 cykli zapisu i zapewnia 50 lat przechowywania danych. Inne układy scalone typu 5 oferują inne mechanizmy ochrony. 

Typowe rodzaje tagów NFC według formatu fizycznego

Tagi NFC są również często klasyfikowane według budowy fizycznej. Ten sam układ scalony NFC może być wbudowany w bardzo różne produkty, w zależności od tego, gdzie tag będzie używany, w jaki sposób zostanie zamontowany oraz jakiego stopnia ochrony wymaga.

Wkładki NFC

Wkładka NFC stanowi funkcjonalny rdzeń wielu gotowych tagów NFC. Łączy ona układ scalony i antenę na cienkim podłożu i może być później przetworzona na etykietę lub wbudowana w inny produkt.

Wkładka sucha zawiera chip, antenę i podłoże. Wkładka mokra posiada dodatkowo warstwę klejącą, co ułatwia jej laminowanie na etykietach lub mocowanie w trakcie produkcji.

Naklejki i etykiety NFC

Naklejki NFC I etykiety umieścić wkładkę NFC wewnątrz cienkiej konstrukcji samoprzylepnej. Znajdują one szerokie zastosowanie na opakowaniach, materiałach promocyjnych, etykietach produktów oraz innych powierzchniach, gdzie przydatny jest płaski tag.

Użyty układ scalony może się różnić w zależności od zastosowania. W prostej etykiecie z adresem URL może zostać zastosowany układ typu 2, taki jak NTAG213, natomiast w innej etykiecie może zostać zastosowany inny układ scalony, jeśli wymagana jest większa pojemność pamięci lub inne funkcje.

Karty NFC

W kartach NFC chip i antena są umieszczone wewnątrz sztywnego lub półsztywnego korpusu karty. Do typowych zastosowań należą cyfrowe wizytówki, karty członkowskie, dokumenty tożsamości oraz identyfikatory dostępu.

Sam format karty nie determinuje zastosowanej w niej technologii NFC. W zależności od wymagań systemu różne karty mogą wykorzystywać układy scalone typu 2, typu 4 lub inne kompatybilne układy bezstykowe.

Breloki NFC

Breloki NFC zawierają tag w kompaktowej obudowie, którą można nosić na kółku do kluczy. Ich zamknięta konstrukcja zapewnia chipowi i antenie lepszą ochronę fizyczną niż cienka etykieta papierowa lub plastikowa.

Są one powszechnie wykorzystywane do identyfikacji, kontroli dostępu oraz w innych zastosowaniach, w których identyfikator musi być noszony przy sobie i wielokrotnie przyłożony do czytnika.

Opaski NFC

Opaski NFC łączą w sobie chip i antenę w formie nadającej się do noszenia. Znajdują szerokie zastosowanie podczas wydarzeń, do identyfikacji gości, w płatnościach bezgotówkowych oraz w systemach kontroli dostępu.

Konstrukcja może się znacznie różnić. Opaski silikonowe nadają się do wielokrotnego użytku, natomiast jednorazowe opaski eventowe mogą być wykonane z lżejszych materiałów, przeznaczonych do krótszego okresu użytkowania.

Tagi NFC odporne na metal

Działanie technologii NFC ulega zmianie, gdy tradycyjny tag zostanie umieszczony bezpośrednio na metalu, ponieważ metal zakłóca pole antenowe tagu. Tagi NFC odporne na metal są wyposażone w warstwę ekranującą lub izolacyjną, która umożliwia prawidłowe działanie anteny na powierzchniach metalowych.

Znajdują one zastosowanie w przypadku sprzętu, narzędzi, maszyn i innych metalowych elementów wyposażenia, w przypadku których standardowa etykieta NFC może działać słabo lub niestabilnie.

Inne formaty fizyczne obejmują etykiety epoksydowe, etykiety tekstylne oraz wbudowane elementy NFC. Wszystkie one opierają się na tej samej podstawowej zasadzie: układ scalony i antena są umieszczone w obudowie dostosowanej do środowiska i przeznaczenia.

Czy typ tagu NFC ma wpływ na kompatybilność telefonu i czytnika?

Kompatybilność telefonów i czytników zależy od technologii NFC oraz protokołu obsługiwanych przez urządzenie. Standardy NFC-A, NFC-B, NFC-F, ISO-DEP i NFC-V są obsługiwane w różny sposób zarówno na poziomie sprzętowym, jak i programowym.

W przypadku iPhone’a framework Core NFC firmy Apple obsługuje odczyt tagów NFC Forum typu 1–5 w formacie NDEF. Odczyt tagów NFC za pomocą aplikacji został wprowadzony wraz z iPhone'em 7, a firma Apple rozszerzyła framework Core NFC w systemie iOS 13, aby obsługiwał zapis danych w formacie NDEF oraz natywny dostęp do tagów zgodnych ze standardami ISO 7816, MIFARE, ISO 15693 i FeliCa na obsługiwanych modelach iPhone'ów.

Wraz z premierą modeli iPhone XS, XS Max i XR firma Apple wprowadziła również funkcję odczytu tagów NFC w tle. Na iPhone’ach obsługujących tę funkcję tag NDEF może zostać wykryty bez konieczności wcześniejszego uruchamiania aplikacji do odczytu NFC. Skanowanie w tle pozostaje ograniczone do trybu tylko do odczytu i wymaga treści sformatowanych w standardzie NDEF.

Dostęp do tagów w ich natywnym formacie zapewnia aplikacjom większą kontrolę niż standardowy odczyt NDEF. Core NFC udostępnia interfejsy dla technologii ISO 15693, FeliCa, ISO 7816 i MIFARE, dzięki czemu aplikacja może w razie potrzeby komunikować się z obsługiwanymi tagami za pośrednictwem ich natywnych protokołów.

System Android obsługuje również bezpośrednio kilka technologii NFC, w tym NFC-A, NFC-B, NFC-F, NFC-V oraz ISO-DEP. Obsługa niektórych technologii zastrzeżonych może zależeć od sprzętu NFC danego telefonu; na przykład system Android określa obsługę MIFARE Classic jako opcjonalną.

Specjalistyczne czytniki NFC i RFID HF różnią się między sobą jeszcze bardziej. Czytnik może obsługiwać tagi typu 5 zgodne z normą ISO/IEC 15693, technologie ISO/IEC 14443 lub kilka protokołów w jednym urządzeniu. W przypadku projektów wykorzystujących konkretny układ scalony lub natywny zestaw poleceń należy zatem sprawdzić kompatybilność z konkretnym telefonem lub czytnikiem, który będzie miał dostęp do tagu.

Często zadawane pytania

Znajdź odpowiedni tag NFC do swojego zastosowania

Potrzebujesz pomocy w wyborze odpowiedniego typu tagu NFC? Dostarczamy i dostosowujemy tagi NFC do różnych produktów, warunków użytkowania i wymagań dotyczących odczytu.

Powiedz nam, w jaki sposób tag będzie wykorzystywany, a pomożemy Ci dobrać odpowiednie rozwiązanie NFC do Twojego projektu.