ماژول NFC چیست؟

یک ماژول NFC که به عنوان ماژول خواننده NFC نیز شناخته می شود، یک جزء سخت افزاری است که عملکرد ارتباطات میدان نزدیک (NFC) را در یک دستگاه یا سیستم الکترونیکی ادغام می کند. این ماژول ها برای فعال کردن ارتباط NFC بین دستگاهی که با آن یکپارچه شده است و سایر دستگاه های دارای NFC یا برچسب های NFC استفاده می شود. از اجزای لازم از جمله آنتن NFC و میکروکنترلر یا کنترلر NFC تشکیل شده است. در اینجا اجزای کلیدی که معمولاً در ماژول‌های NFC یافت می‌شوند، توضیح داده شده است:

اجزای کلیدی رایج در ماژول های NFC

1. آنتن یا سیم پیچ NFC

آنتن NFC جزء مهم ماژول است که میدان های الکترومغناطیسی مورد نیاز برای ارتباطات NFC را تولید می کند. وظیفه انتقال و دریافت میدان های الکترومغناطیسی مورد استفاده برای ارتباط را بر عهده دارد. اندازه و طراحی آنتن ممکن است بسته به کاربرد خاص و طراحی دستگاه متفاوت باشد.

2. میکروکنترلر یا کنترلر NFC

یک میکروکنترلر یا کنترلر NFC وظیفه کنترل عملکرد ماژول NFC را بر عهده دارد. وظایفی مانند رمزگذاری و رمزگشایی داده ها، مدیریت پروتکل های ارتباطی و کنترل رفتار ماژول NFC را انجام می دهد. همچنین ممکن است کنترلر دارای حافظه برای ذخیره داده ها و سیستم عامل باشد.

3. رابط

ماژول‌های NFC معمولاً یک رابط برای اتصال به یک دستگاه میزبان مانند تلفن هوشمند، تبلت یا سیستم تعبیه شده دارند. این می تواند به شکل یک رابط فیزیکی (به عنوان مثال، USB، UART، SPI، I2C) یا یک رابط بی سیم (به عنوان مثال، بلوتوث، Wi-Fi) برای ماژول های پیشرفته NFC باشد.

4. منبع تغذیه

ماژول NFC برای کار کردن به برق نیاز دارد. آنها معمولاً با مصرف انرژی کم کار می کنند و بسته به کاربرد، می توانند به روش های مختلفی تغذیه شوند، مانند برق USB، باتری یا برق مستقیم از دستگاه میزبان.

5. سفت افزار/نرم افزار

سفت‌افزار موجود در ماژول NFC حاوی دستورالعمل‌های نرم‌افزار مورد نیاز برای مدیریت پروتکل ارتباطی NFC، تبادل داده و عملکردهای امنیتی است. این نرم افزار شروع و خاتمه ارتباطات NFC را مدیریت می کند و API هایی را برای توسعه دهندگان فراهم می کند تا عملکرد NFC را در برنامه ها ادغام کنند. گاهی اوقات می‌توان میان‌افزار را برای پشتیبانی از ویژگی‌های جدید یا رفع آسیب‌پذیری‌های امنیتی به‌روزرسانی کرد.

نحوه عملکرد ماژول NFC

NFC یک فناوری ارتباطی بی سیم است که اجازه می دهد تا داده ها بین دو دستگاه در مجاورت نزدیک (معمولاً در چند سانتی متر یا اینچ) رد و بدل شود. ماژول های NFC این ارتباط را تسهیل می کنند و بر اساس اصول ارتباطی القایی الکترومغناطیسی و فرکانس رادیویی (RF) کار می کنند. در اینجا توضیح ساده ای از نحوه عملکرد ماژول NFC آورده شده است:

هنگامی که ماژول NFC روشن می شود، مقداردهی اولیه شده و آماده برقراری ارتباط است.

1. شروع کنید

یک دستگاه ارتباط NFC را با ایجاد میدان الکترومغناطیسی آغاز می کند. میدان با عبور جریان الکتریکی از طریق یک سیم پیچ NFC یا آنتن در دستگاه آغازگر ایجاد می شود.

2. تشخیص هدف

هنگامی که یک دستگاه (هدف) مجهز به NFC دیگر به پرتابگر نزدیک می شود، سیم پیچ یا آنتن NFC آن میدان الکترومغناطیسی را شناسایی کرده و برانگیخته می شود. این هدف را قادر می سازد تا به درخواست آغازگر پاسخ دهد.

3. تبادل داده

پس از برقراری ارتباط، داده ها را می توان بین دو دستگاه رد و بدل کرد. NFC از پروتکل های ارتباطی مختلفی از جمله ISO/IEC 14443، ISO/IEC 18092 و مشخصات NFC Forum برای تعریف نحوه تبادل داده ها بین دستگاه ها استفاده می کند.

4. داده ها را بخوانید

آغازگر می تواند اطلاعاتی را از هدف مانند متن، URL، اطلاعات تماس یا هر داده دیگری که در تگ یا تراشه NFC هدف ذخیره شده است بخواند. بسته به حالت و پروتکل مورد استفاده، یک ماژول NFC می‌تواند درخواست اطلاعات (مثلاً خواندن داده‌ها از یک برچسب) را آغاز کند یا به درخواست دستگاه دیگری پاسخ دهد.

5. داده ها را بنویسید

آغازگر می تواند داده ها را به هدف بنویسد. کنترلر NFC داده های دریافتی را پردازش کرده و از طریق رابط خود به دستگاه میزبان (مانند گوشی هوشمند یا رایانه) منتقل می کند. به عنوان مثال، این معمولاً برای کارهایی مانند انتقال فایل ها، پیکربندی تنظیمات یا به روز رسانی اطلاعات برچسب NFC استفاده می شود.

6. فسخ

هنگامی که تبادل داده ها کامل شد یا دستگاه از محدوده نزدیک حرکت کرد، میدان الکترومغناطیسی قطع می شود و اتصال NFC قطع می شود.

7. ارتباط نقطه به نقطه

NFC همچنین از ارتباطات همتا به همتا پشتیبانی می کند و به دو دستگاه دارای NFC اجازه می دهد تا مستقیماً داده ها را مبادله کنند. این برای کارهایی مانند اشتراک گذاری فایل ها، مخاطبین، یا شروع تعاملات دیگر مفید است. برای مثال، می‌توانید از NFC برای اشتراک‌گذاری فایل‌ها یا برقراری ارتباط بین دو گوشی هوشمند برای اهداف مختلف استفاده کنید.

شایان ذکر است که NFC برای ارتباطات کوتاه برد طراحی شده است، بنابراین نسبت به سایر فناوری‌های بی‌سیم مانند Wi-Fi یا بلوتوث کمتر مستعد شنود است، بنابراین یک لایه امنیتی اضافی ارائه می‌کند.

کاربرد ماژول NFC

ماژول های NFC به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند، از جمله اما نه محدود به:

1. دستگاه های موبایل

ماژول‌های NFC معمولاً در گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها یافت می‌شوند و عملکردهایی مانند پرداخت‌های بدون تماس، انتقال داده‌های همتا به همتا و جفت‌سازی مبتنی بر NFC با دستگاه‌های دیگر را فعال می‌کنند.

2. کنترل دسترسی

ماژول‌های NFC در سیستم‌های کنترل دسترسی برای ایجاد ورود امن به ساختمان‌ها، اتاق‌ها یا وسایل نقلیه با استفاده از کارت‌های کلیدی یا نشان‌های دارای NFC استفاده می‌شوند. کاربران با ضربه زدن روی یک کارت NFC یا برچسب روی ماژول خواننده، دسترسی پیدا می کنند.

3. انتقال

فناوری NFC در سیستم‌های بلیت بدون تماس و پرداخت کرایه برای حمل‌ونقل عمومی استفاده می‌شود. مسافران می توانند هزینه حمل و نقل عمومی را با استفاده از کارت های دارای NFC یا دستگاه های تلفن همراه پرداخت کنند.

4. مدیریت موجودی

ماژول های NFC در سیستم های مدیریت موجودی برای ردیابی و مدیریت اقلام با استفاده از تگ ها یا تگ های NFC استفاده می شوند.

5. خرده فروشی

ماژول های NFC را می توان برای پرداخت های موبایلی و تبلیغات در محیط های خرده فروشی استفاده کرد. مشتریان می توانند با ضربه زدن روی دستگاه خود بر روی یک پایانه یا برچسب دارای NFC، پرداخت انجام دهند یا به اطلاعات اضافی محصول دسترسی داشته باشند.

6. گواهی محصول

تگ ها و ماژول های NFC برای احراز هویت محصولات و ارائه اطلاعات در مورد یک محصول به مصرف کنندگان استفاده می شوند’اصالت، مبدا و سایر جزئیات.

7. مراقبت های پزشکی

ماژول های NFC در مراقبت های بهداشتی برای شناسایی بیمار، مدیریت دارو و ردیابی دستگاه های پزشکی استفاده می شوند.

8. بسته بندی هوشمند

NFC در بسته بندی هوشمند برای ارائه اطلاعات محصول به مصرف کنندگان، ردیابی موجودی و تعامل با مشتریان با محتوای تعاملی استفاده می شود.

ماژول‌های NFC به دلیل سهولت استفاده، ویژگی‌های امنیتی و تطبیق پذیری در برنامه‌های مختلف به طور فزاینده‌ای محبوب می‌شوند. آنها تبادل داده های راحت، ایمن و کارآمد را بین دستگاه ها و اشیاء نزدیک امکان پذیر می کنند و آنها را برای انواع سناریوها مناسب می کنند.