文章類型
開發平台
解決方案
關注主題
文章類型
開發平台
解決方案
關注主題

Ameba NFC功能設計發想前需知

作者:陸向陽

瑞昱阿米巴(Realtek Ameba)開發板與其他Arduino開發板很大一個不同點,在於阿米巴直接內建NFC功能,NFC打從2004年由Nokia、Philips、Sony等三業者發起到現在已逐漸普及,特別是Apple的iPhone加入後更加受業界重視。

在正式使用阿米巴的NFC功能前,讓我們先了解一些NFC的相關基礎知識,有助於下一步設計發想時更精確掌握與發揮阿米巴的NFC功效。

為何要NFC?

NFC發展歷程

NFC發展歷程

相信大家多少用過磁條卡,磁條卡的卡號資料並不加密,容易被變造,所以後來推晶片卡,例如健保卡從單純的紙張劃記卡變成晶片卡,晶片卡需要金屬接腳的接觸才能讀寫通訊,7-11便利商店初期用的i-Cash也是,但接觸插拔不方便,而後有了近接感應式的晶片卡,如悠遊卡。

悠遊卡採行的是Philips的MiFARE標準,而Sony也推行自己的FeliCa卡,FeliCa感應速度更快,一般感應要0.3秒,FeliCa只要0.1秒,適合大量進出的車站使用,但FeliCa不普及,MiFARE較早起步也較普及,因此兩業者商議,訂立一套更好的標準,同時取代MiFARE與FeliCa,此即是NFC。

而為何有Nokia加入?因為Nokia想推手機錢包,即行動支付,事實上最早具備NFC功能的手機也是由Nokia推出的,同款手機可選用有無NFC功能的背蓋,有NFC功能的背蓋具有NFC天線。Nokia的NFC手機初期可用於公車票支付。2004年的Nokia仍是手機界老大,一直到2007年Apple推出iPhone才開始逐漸失去手機市場的主導。

NFC簡單說是MiFARE、FeliCa的超集合,且有其他更好的表現,例如資料傳輸率更快、感應距離更遠等,只要NFC的兩端都具有電力(例如手機內的電池供電給NFC標籤,而公車上的NFC讀卡機本身也有電力),則感應距離可拉至20cm,此稱為主動感應,或只有讀卡端有電力,標籤端無電力,則為10cm感應距離,稱為被動感應。

不過,感應距離僅屬技術文件上的理論,實務上不一定可以到這麼遠距離,部分測試顯示只有在5~6cm內可以成功感應。

NFC有三種模式

更具體來說,NFC有三種使用模式,一是標籤(Tag),簡單讀寫一下NFC卡內部的內容;二是對傳(P2P),兩個NFC裝置直接傳輸資料;三是信用卡模擬(Card Emulation),充當感應式的信用卡使用,有較高的安全性要求。

Nokia式微後,前述NFC的三大力主業者之一Sony取而代之推行NFC,在Xperia系列的智慧手機上,加推行SmartTag的應用,SmartTag為NFC標籤,可以寫入內容,例如寫入「開啟手機的鬧鐘、將手機調成靜音、關閉3G/4G並改用家裡的Wi-Fi連線」。

如此,將NFC標籤掛在臥房檯燈,一旦進了臥房,用手機感應該標籤,則前述多項設定將一次設定到位,省去使用者滑開手機逐一設定,類似的應用情境也可用於車上、辦公室中。另外小米科技的Wi-Fi路由器,也用NFC來分享SSID、SSID Password給造訪家裡的朋友,感應一下就可上網。以下影片中展示了更多NFC使用情境:

以上為Tag應用,Sony也推行NFC的對傳應用,讓Sony隨身聽可透過NFC,將數位音樂分享給朋友,Google、Samsung也在推行Tag應用外也推行對傳應用,但NFC的對傳太慢,不到1Mbps傳輸率,因此Google、Samsung各自發明了加速傳輸法,初期先用NFC認證對方,而後改用Bluetooth、Wi-Fi進行後續的大資料量對傳。

而信用卡模擬方面,最代表性是Apple,甚至Apple的iPhone也只取用NFC的這項功能,讓NFC充當無線感應的信用卡,類似VISA payWave那樣。iPhone無法感應NFC標籤,也無法用NFC實現對傳。

iPhone 6支援NFC信用卡摸擬功能。

iPhone 6支援NFC信用卡摸擬功能。

阿米巴的NFC

上方矩形為Ameba NFC天線(攝影:MakerPRO)

上方矩形為Ameba NFC天線(攝影:MakerPRO)

回到阿米巴上,阿米巴開發板目前以NFC標籤應用為主,開發板本身可以扮演一個NFC標籤,讓其他的NFC讀卡機來讀寫,各位可用具有NFC功能的智慧手機充當NFC讀卡機來讀寫NFC標籤(即阿米巴開發板),若手機沒有NFC功能,也可以去電子實習電料行購買NFC讀卡機,據知約300多元新台幣即有。

進一步的,其實NFC論壇(NFC Forum)是有定義各種不同類型的NFC標籤,分別為Type 1、2、3、4,阿米巴開發板主要為Type 2,標籤內有48Bytes~2,048Bytes的儲存空間,感應傳輸率為106kbps。

阿米巴開發板的NFC標籤,其相關行為模式也類似NXP的NFC標籤NTAG203F,標籤內有168Bytes的EEPROM記憶體,資料的任何操作是以頁(Page)為單位,例如168Bytes中有36個頁可讀可寫,有16個頁可規劃成只讀不寫(防寫、唯讀),相關細節可參考此文件

有了這些了解後,接下來在運用阿米巴開發板的NFC功能時,就會更有想法,例如用手機讀取阿米巴的標籤,並因此開啟手機的瀏覽器指定網址網頁,或開啟手機內的指定應用程式,或取得一個標籤名片資訊內容等,更多應用有待Maker(創客、自造者)發想了。

陸向陽

陸向陽

從電子科系畢業後,即以媒體人的角色繼續這段與「電子科技」的不解之緣。歷任電子技術專書作者、電子媒體記者、分析師等角色,並持續寫作不殆。近來投入Arduino、Raspberry Pi等開放硬體的研究與教程介紹。
陸向陽

上一篇: | 下一篇:

2 Comments

  1. 阿米巴這個NFC的功能 能夠作為 Reader嗎?

    Post a Reply
    • 歡迎到官網(http://www.amebaiot.com/)或Ameba社群(https://www.facebook.com/groups/1494719674163013/)提問喔~

      Post a Reply

我想回應

你的電子郵件位址並不會被公開。 必要欄位標記為 *

邀您加入《MakerPro》粉絲團:Maker&Startup開發社群的學習與知識平台