NFC(Near Field Communication) NFCの 導 入 を 初 めて 検 討 される 方 に その 概 要 をお 知 らせします NFCの 概 要 と 特 徴 NFCの 位 置 づけと 用 途 NDEF(NFC DATA Exchange Format) NFC Dynamic Tagについて RFIDリーダライタと 対 応 規 格 作 成 2013 年 10 月 追 記 2014 年 9 月 参 考 文 献 :NFCフォーラムの 資 料 参 照 - 1 -
NFCの 概 要 と 特 徴 Suicaに 代 表 されるRFIDを 利 用 した 乗 車 券 が 導 入 されたのは2001 年 11 月 その 後 RFID 製 品 はリーダライタ RFIDタグともに 公 共 自 治 体 一 般 産 業 医 療 アミューズメントなど 様 々な 分 野 に 導 入 されています NFC(NearFieldCommunication)は エアーインタフェースとプロトコルがNFCIP-1(ISO/IEC18092)として 2003 年 に 国 際 標 準 となり SONYとNXPが 規 格 立 案 した 経 緯 もあって 対 象 カードはFeliCaとMIFAREとなっています その 後 他 のICカード(ISO/IEC14443A/B ISO/IEC15693 ISO/IEC18000-3)を 含 めNFCIP-2も 制 定 されました NFCの 特 徴 リーダライタモード カードエミュレーションモード ピアツーピアモード RFIDリーダライタとして ICカードの 読 み 書 きができます 読 み 書 きできるICカードは FeliCa MIFARE TYPEA TYPEB ISO15693(IP-2の 場 合 )で ほぼ 全 てに 対 応 しています ICカードとして 振 る 舞 うことができます NFCを 搭 載 していると 自 分 がICカードになって 相 手 のリーダライタから 読 み 書 きができる スマホにもNFCが 搭 載 されており 実 際 におサイフケータイやSuicaなどの 交 通 系 カードとして 使 用 しています 端 末 間 通 信 機 能 (P2P) NFCを 搭 載 している2つの 機 器 同 士 で データ 交 換 ができます 最 大 400kbit/s 程 度 で 数 Kbyteまでの データであれば 実 用 になります 端 末 間 ペアリング や 携 帯 同 士 の メルアド 交 換 は 本 機 能 で 動 作 しています Reader/Writer Mode CARD Emulation Mode Peer to Peer Mode RTD (RecordTypeDefinition) NDEF (DataExchangeFormat) Tag Type 1,2,3,4 Smart Card Capbility for Mobile Devices NFC Forum Protocol Bindings,IP,OBEX LLCP Logical Link Control Protocol Mode Switch ISO/IEC18092 ISO/IEC14443 FeliCa MIFARE TYPEA TYPEB - 2 -
NFCの 位 置 づけと 用 途 NFCでは 既 存 の 非 接 触 カードと 互 換 性 がある 上 一 般 の 利 用 者 を 想 定 した 無 線 通 信 技 術 を 提 供 しています 最 大 通 信 速 度 が 424Kbpsで 数 cmまでの 距 離 で 情 報 交 換 するデバイスとして 普 及 を 始 めています 基 本 操 作 である タッチする ことで 様 々な 用 途 で 利 用 できます 代 表 的 な 事 例 を 以 下 に 記 載 します 交 通 系 自 動 車 オフィス 乗 車 カード 案 内 ポスタからの 情 報 入 手 KIOSK 端 末 からの 情 報 入 手 タクシーなどの 料 金 支 払 い 利 用 者 ごとのミラーやシート 位 置 の 自 動 調 整 扉 の 開 閉 駐 車 料 金 の 支 払 い ナビとの 会 話 ドライブレコーダログ 入 手 入 退 管 理 名 刺 交 換 PCログイン 複 合 機 の 利 用 フリーデスク 社 食 での 利 用 タイムカード 施 設 利 用 各 種 アカウント 店 舗 レストラン 料 金 支 払 い 特 典 ポイント 取 得 クーポン 利 用 利 用 者 間 での 情 報 交 換 広 告 宣 伝 商 品 説 明 履 歴 照 会 機 器 間 通 信 自 動 販 売 機 の 利 用 通 信 接 続 の 確 立 (ハンドオーバ) ファイル 転 送 運 転 条 件 セットアップ 運 転 履 歴 照 会 その 他 情 報 交 換 1Gb 100Mb WiFi WiMax 10Mb 3G 1Mb Bluetooth 100Kb NFC ZigBee GSM 0.01m 0.1m 1m 10m 100m 1Km 10Km - 3 -
NDEF(NFC DATA Exchange Format) NFCデバイス 間 の 通 信 において 互 換 性 を 維 持 するために 予 めタグのフォーマット(NDEF(NFC Data Exchange Format))を 決 めておき これを 利 用 することで 様 々なアプリケーションが 有 する 機 能 を 標 準 的 に 享 受 することができます なお NDEFは NFCForumで 策 定 されました 例 えば NDEFで 定 義 されたタグにURLを 書 き 込 んでおきますと これをNFCリーダライタで 読 み 取 ることで そのURLサイトに 誘 導 する 機 能 が 実 現 できます NDEFデータにはNDEF Messageが 含 まれています NDEF Messageは 1 個 以 上 のNDEF Recordから 構 成 されています NDEF 仕 様 は The NDEF Specification に 規 定 されています NDEF Message NDEF Record NDEF Record NDEF Record NDEF Record NDEF Record b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 MB Message Begin このビットが1の 場 合 最 初 のNDEF Recordであることを 意 味 します ME Message End このビットが1の 場 合 最 後 のNDEF Recordであることを 意 味 します MB ME CF SR IL TNF TYPE LENGTH(1Byte) PAYLOAD LENGTH (1Byte(SR=1) or 4Byte(SR=0)) ID LENGTH ID 3 2 1 0 CR Chunked Flag このビットが1の 場 合 分 割 されたNDEF Messageであることを 意 味 します SR Short Record このビットが1の 場 合 NDEF Message 全 体 が255Byte 以 下 であることを 意 味 します また PAYLOAD Lengthも1Byteになります IL ID Length このビットが1の 場 合 IDが 記 録 されていることを 意 味 します TNF Type Name Format 0x00 Empty( 空 ) 0x01 0x02 NFC Forum well-known-type Media-type as define in RFC2046 0x03 Absolute URI as define in RFC 3986 0x04 0x05 0x06 0x07 NFC Forum external type Unknown Unchanged Reserved TYPEの 種 類 を 意 味 します NFCForumで 規 定 されています 多 目 的 インターネットメール 拡 張 第 2 部 メディア 型 インターネット 標 準 化 過 程 プロトコルを 規 定 PAYLOAD ID PAYLOAD RFCに 記 載 のIDを 設 定 PAYLOADの 内 容 に 応 じて 識 別 を 設 定 します 未 設 定 の 場 合 もあります URL 通 信 パラメータ 等 を 格 納 するデータ 本 体 を 表 します NDEFフォーマットタグを 検 知 して 識 別 し それに 応 じて 定 義 されたアプリケーションを 適 正 なタイミングで 開 始 することができます 目 的 のRFタグをNDEFフォーマットに 初 期 化 設 定 してアプリケーションで 使 用 します - 4 -
NFC Dynamic Tagについて FeliCaプラグで 代 表 されるカードエミュレーション 機 能 を 有 する NFC Dynamic Tag ホストマイコンとはUART 又 はI 2 Cで 接 続 して 受 動 通 信 モードで 動 作 します NFC DynamicTag UART or I 2 C 有 線 インタフェース 接 続 機 器 (ホストマイコン) NFCスマホなど RFIDリーダライタ 側 は FeliCa TYPE A/B 又 は ISO15693でアクセスできるものがあります また NFC Dynamic Tag 内 にフラッシュメモリを 持 っているものがあり 通 常 のRFIDタグのメモリのように 利 用 することができます ホストマイコンの 電 源 がOFFであっても 読 み 書 きができます 但 し 通 電 状 態 の 方 が 読 み 取 り 距 離 が 若 干 長 くなるようです NFC 搭 載 のスマートフォンと 電 子 機 器 ( 家 電 ナビ ヘルスケア 品 Wi-Fi/Bluetooth 機 器 自 販 機 サイネージなど)との 通 信 ができます さらにNDEFフォーマットで 記 録 しておくことで 様 々なアプリケーション 連 携 ができます AFX 社 でも NFCブリッジと 称 して 2013 年 3QよりI 2 CインタフェースのBRD1018PIFBをリリースしています BRD1018PIFB また UARTインタフェースのBRD3040PUFBをリリースしています 10 18 3.9mm( 標 準 コネクタ) 動 作 電 圧 DC1.7~3.6V LSI 動 作 温 度 -20~85 NFCリーダライタ ARI3000で 約 25mm(FeliCa)の 読 み 取 り 距 離 です 有 線 インタフェース I2C (100KHz) 30 40 3.9mm( 標 準 コネクタ) NFCリーダライタ ARI3000で 約 50mm(FeliCa)の 読 み 取 り 距 離 です BRD3040PUFB アンテナサイズ コネクタ 種 別 については ユーザ 要 件 に 応 じたカスタマイズ 対 応 ができます - 5 -
RFIDリーダライタと 対 応 規 格 1 参 考 距 離 : 実 際 のRFIDタグ 環 境 により 変 動 します - 6 -
RFIDリーダライタと 対 応 規 格 2 参 考 距 離 : 実 際 のRFIDタグ 環 境 により 変 動 します - 7 -
RFIDリーダライタと 対 応 規 格 3 NFCDynamicTag NFCBridge IICインタフェースのダイナミックタグ FeliCa 又 はTYPEBでアクセス モジュールサイズやコネクタはカスタム 対 応 が 可 能 BRD1018PIFB ダイナミックタグ 一 体 型 DC3.3V IIC ハーネス D10 W18 H3.9 メモリ432Byte 内 蔵 受 注 生 産 BRD1632PIFB ダイナミックタグ 一 体 型 DC3.3V IIC ハーネス D16 W32 H3.9 メモリ432Byte 内 蔵 受 注 生 産 BRD3040PIFB ダイナミックタグ 一 体 型 DC3.3V IIC ハーネス D30 W40 H3.9 メモリ432Byte 内 蔵 受 注 生 産 参 考 距 離 : 実 際 のRFIDタグ 環 境 により 変 動 します - 8 -