راز اتصال سریع: چگونه گوشی‌های شما با NFC ارتباط برقرار می‌کنند؟

در دنیای امروز، ارتباط سریع، امن و بدون تماس یکی از خواسته‌های اساسی در فناوری‌های ارتباطی است. یکی از فناوری‌هایی که این نیاز را برآورده می‌کند، فناوری NFC (Near Field Communication) یا ارتباط میدان نزدیک است.  NFC یک استاندارد ارتباط بی‌سیم است که امکان تبادل داده‌ها بین دستگاه‌های مختلف از جمله گوشی های هوشمند در فاصله بسیار نزدیک (حدود چند سانتی‌متر) را فراهم می‌کند.

این فناوری بر پایه امواج رادیویی کار می‌کند و به دلیل ساده بودن، سرعت بالا، امنیت نسبی و سهولت استفاده، در حوزه‌های گسترده‌ای از جمله پرداخت‌های موبایلی، سیستم‌های کنترل دسترسی، تبادل اطلاعات سریع و کارت‌های هوشمند کاربرد فراوانی دارد. NFC با بهره‌گیری از تراشه‌های کوچک و برچسب‌های هوشمند، زیرساخت‌های متفاوتی را برای زندگی روزمره ما فراهم ساخته است، به طوری که می‌توان تنها با لمس گوشی یا برچسب‌های مخصوص، عملیات‌های مختلفی را انجام داد. این فناوری، پلی است بین دنیای دیجیتال و واقعی، و نقش کلیدی در هوشمندسازی و آسان‌سازی امور روزمره ایفا می‌کند.

کاربردهای فناوری NFC

این فناوری کاربری های مختلفی دارد 

1. پرداخت‌های موبایلی و کیف پول دیجیتال: با کمک NFC، کاربران می‌توانند با تلفن همراه خود در پایانه‌های فروش مجهز به فناوری NFC، پرداخت‌های سریع و امن انجام دهند. نمونه‌های معروف شامل Google Pay، Apple Pay  و سامسونگ پی هستند.

2. کنترل دسترسی و احراز هویت: استفاده در کارت‌های هوشمند شرکت‌ها، هتل‌ها و ساختمان‌های اداری برای کنترل دسترسی و احراز هویت سریع و آسان.

3. تعویض داده‌های سریع: مبادله اطلاعات تماس، لینک‌ها، و فایل‌های کوچک بین دستگاه‌های نزدیک، بدون نیاز به اینترنت یا اتصال کابل.

4. پایانه ‌های تمیز و مدرن در حمل و نقل عمومی: استفاده در بلیت‌های الکترونیکی و کارت‌های حمل و نقل برای عبور سریع و بدون تماس در وسایل حمل‌ونقل عمومی.

5. پوشیدنی‌های هوشمند و تجهیزات پوشیدنی: نقش در برقراری ارتباط بین دستگاه‌های پوشیدنی (مانند ساعت های هوشمند) و سایر تجهیزات الکترونیکی، برای پیگیری ورزش و سلامت.

مزایا و معایب فناوری NFC

نحوه عملکرد فناوری NFC

فناوری NFC بر پایه تماس نزدیک و ارتباط بی‌سیم در فرکانس‌های رادیویی کار می‌کند. در واقع، در زمان برقراری ارتباط، دو دستگاه (مانند تلفن همراه و پایانه پرداخت، یا کارت هوشمند و خواننده NFC) در فاصله‌ای کوتاه (معمولاً کمتر از ۱۰ سانتی‌متر) قرار دارند و از فناوری امواج رادیویی برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کنند.

مراحل اصلی عملکرد NFC عبارتند از:

1. کشف دستگاه‌ها (Discovery):  در ابتدا، یکی از دستگاه‌ها (معمولاً دستگاه فعال یا «تمپون») سیگنالی برای پیدا کردن دستگاه‌های دیگر ارسال می‌کند، یا هر دو دستگاه به صورت همزمان برای برقراری ارتباط آماده می‌شوند.

2. انتخاب حالت ارتباط (Initiation): یکی از دستگاه‌ها، نقش initiator (مبادره‌کننده) را بر عهده می‌گیرد و دستگاه دیگر نقش target  (هدف). این نقش‌ها با توجه به تنظیمات و نوع دستگاه تعیین می‌شود.

3. برقراری ارتباط و توافق‌نامه (Connection Establishment):  دستگاه‌ها با تایید صحت و امنیت، ارتباط را برقرار می‌کنند و پروتکل‌ها و استانداردهای امنیتی لازم را در حین انتقال داده‌ها فعال می‌سازند. در این مرحله، دستگاه‌ها ممکن است فیدبک‌های امنیتی، مثل رمزنگاری، را تبادل نمایند.

4. انتقال داده‌ها (Data Transfer): در این مرحله، داده‌ها با سرعت بالا و در قالب پیام‌های کوچک (مانند لینک‌های اینترنتی، شماره تماس، یا اطلاعات کارت اعتباری) منتقل می‌شوند. انتقال می‌تواند به صورت دوطرفه باشد.

5. پایان ارتباط و قطع اتصال (Termination):  پس از انجام عملیات، دستگاه‌ها ارتباط را قطع می‌کنند و حالت آماده به کار باقی می‌مانند، تا در صورت نیاز، دوباره برقراری ارتباط صورت گیرد.

اصول فنی پایه

• فرکانس کاری:

• فناوری NFC بر پایه فرکانس ۱۳.۵۶ مگاهرتز کار می‌کند، که در اداره اصول استاندارد جهانی، استفاده از این فرکانس برای انتقال بی‌سیم داده‌ها مجاز است.

• پروتکل‌ها:
  NFC  از استانداردهای مختلفی برای تبادل داده‌ها بهره می‌برد، مانند ISO/IEC 14443 و ISO/IEC 18092، که قابلیت‌های امنیت و سازگاری در دستگاه‌های مختلف را تضمین می‌کنند.

• حالت‌های عملیاتی:

  • حالت فعال(Active Mode): هر دو دستگاه توان مصرف می‌کنند و به‌صورت مستقل سیگنال ارسال می‌کنند.

  • حالت غیرفعال (Passive Mode): یک دستگاه، نقش مغناطیسی و انرژی را تأمین می‌کند (مثل کارت‌های هوشمند یا تگ‌های NFC)، و دستگاه دیگر، فقط دریافت‌کننده است.

تگ NFC چیست؟

تگ NFC یک برچسب یا دستگاه کوچک و غیرقابل برنامه‌ریزی است که حاوی تراشه‌ای است که می‌تواند داده‌هایی را ذخیره و از طریق فناوری NFC خوانده یا نوشته شود. این تگ‌ها معمولاً هیچ منبع تغذیه‌ای مستقل ندارند و انرژی لازم برای فعالیت خود را از امواج رادیویی دستگاه‌های خواننده NFC که نزدیکشان می‌شوند، دریافت می‌کنند.

به‌عبارت دیگر، تگ NFC مانند یک برچسب هوشمند است که قابلیت انتقال اطلاعات به دستگاه‌های دیگر را دارد، بدون اینکه نیاز به منبع برق جداگانه داشته باشد.

ساختار و اجزای تگ  NFC

تگ NFC معمولاً شامل موارد زیر است:

• تراشه (Chip): مغز تگ که داده‌ها را ذخیره و پردازش می‌کند و پروتکل‌های NFC را مدیریت می‌نماید.

• آنتن(Antenna):  حلقه‌ای فلزی که امواج رادیویی را دریافت و ارسال می‌کند. طول و طراحی آنتن نقش مهمی در میزان برد و کارایی تگ دارد.

• پایه‌های اتصال: برای نصب بر روی سطوح مختلف یا داخل برچسب‌های فیزیکی.

انواع تگ‌های  NFC

1. تگ‌های قابل برنامه‌ریزی (Read/Write): این تگ‌ها قابلیت خواندن و نوشتن داده‌ها را دارند، یعنی می‌توان اطلاعات جدید روی آن‌ها ذخیره کرد یا اطلاعات موجود را تغییر داد.

2. 

3. تگ‌های تنها قابل خواندن (Read-Only): پس از تولید، داده‌ها بر روی این تگ‌ها ثابت می‌ماند و قابل تغییر نیست.

4. 

5. تگ‌های وابسته به مصرف انرژی (Battery-Enabled): این نوع نادر است و از باتری کوچک بهره می‌برند؛ اما بیشتر تگ‌های NFC بدون باتری هستند و انرژی لازم را از امواج NFC دریافت می‌کنند.

کاربردهای تگ  NFC

• برچسب‌های هوشمند در تبلیغات و بازاریابی:مثلا برچسب‌هایی که با لمس گوشی، وب‌سایت یا ویدیو را باز می‌کنند.

• کارت‌های حمل‌ونقل و بلیط‌های الکترونیکی:برای عبور سریع در وسایل عمومی.

• پوشیدنی‌های هوشمند و تجهیزات مرتبط با ورزش:برای ردیابی سلامت و پیگیری فعالیت‌های ورزشی.

• سیستم‌های احراز هویت و کنترل دسترسی:مانند کارت‌های ورود و خروج در شرکت‌ها.

• نقشه‌های دیجیتال و اطلاعات ثابت: نصب بر روی سطوح مختلف برای انتقال سریع اطلاعات.

چگونه بفهمیم گوشی موبایل NFC دارد؟

برای اینکه بدانید گوشی موبایل شما از فناوری NFC پشتیبانی می‌کند یا نه، و همچنین چطور چند دستگاه NFC با هم ارتباط برقرار می‌کنند، چندین مرحله و نکته وجود دارد 

1. بررسی تنظیمات گوشی:اکثر گوشی‌ها، به ویژه آیفون‌ها و گوشی‌های اندروید، گزینه NFC را در بخش تنظیمات دارند. برای بررسی:

   • در گوشی‌های اندروید: به بخش Settings  (تنظیمات) بروید، سپس وارد Connections  (ارتباطات) یا Wireless & Networks  (درخواست‌های بی‌سیم و شبکه) شوید و گزینه NFC  را جستجو کنید. اگر فعال باشد، گوشی از طریق تنظیمات نشان می‌دهد.

   • در آیفون‌ها: آیفون‌های جدید (از آیفون 7 به بالا) از NFC پشتیبانی می‌کنند، اما توانایی فعال‌سازی آن در بخش تنظیمات وجود ندارد. معمولاً NFC فعال است و برنامه‌های خاص می‌توانند از آن استفاده کنند، اما باید بدانید که این گوشی‌ها NFC را در بخش تنظیمات نشان نمی‌دهند، مگر در آیفون‌های جدید (آیفون 12 و بالاتر، در بخش «Control Center» قابل دسترسی است).

2. استفاده از برنامه‌های شناخت NFC: برنامه‌های رایگان و معتبر مانند «NFC Tools» در فروشگاه اپل و Google Play  وجود دارند که پس از نصب، قابلیت فعال بودن NFC و نمایش دستگاه‌های قابل پشتیبانی را نشان می‌دهند.

3. بررسی دفترچه راهنما یا مشخصات فنی گوشی:در مشخصات فنی رسمی گوشی، معمولاً ذکر می‌شود که گوشی NFC  دارد یا نه.

چگونه وسایل NFC با هم ارتباط برقرار می‌کنند؟

پس از اطمینان از فعال بودن NFC در هر دو گوشی، برای برقراری ارتباط گوشی‌های NFC، چندین روش و حالت مختلف وجود دارد 

• نزدیک کردن دو گوشی به هم (Tap یا لمس کردن): گوشی‌ها را در حالت فعال NFC، پشت و یا کنار هم قرار می‌دهید، به‌گونه‌ای که آنتن‌های NFC در نزدیکی قرار گیرند. تنها با لمس کردن یا کنار هم قرار دادن، فرآیند برقراری ارتباط آغاز می‌شود و داده‌ها رد و بدل می‌شوند.

• 

• استفاده از برنامه‌های مربوط به NFC: برنامه‌های خاص مثل «NFC Tools»، «Android Beam» (در نسخه‌های قدیمی‌تر اندروید)، یا قابلیت‌های داخلی سیستم‌عامل، که نیاز است کاربر عملیات انتقال فایل یا اطلاعات را فعال کند.
  کاربر با انتخاب گزینه ارسال، پس از نزدیکی دستگاه‌ها، انتقال داده‌ها را شروع می‌کند.

• 

• استفاده در حالت‌های خاص مانند پرداخت‌های موبایلی یا احراز هویت: در این حالت، گوشی در مقابل دستگاه‌های کارت‌خوان یا دستگاه‌های امنیتی قرار می‌گیرد، و بدون نیاز به عملیات خاص، تماس برقرار می‌شود و تراکنش انجام می‌شود.

نتیجه‌گیری اینکه، برقراری ارتباط NFC بین گوشی‌های هوشمند بر پایه نزدیکی فیزیکی و فعال بودن هر دو دستگاه است. فرآیند شامل نزدیک کردن گوشی‌ها، نقش‌پذیری دستگاه‌ها، و رد و بدل سریع داده‌ها است. کاربردهای متنوعی از انتقال فایل تا پرداخت‌های موبایلی دارد. فناوری NFC راهی سریع، امن و راحت برای تبادل اطلاعات در دنیای دیجیتال است.