Ako funguje NFC a význam pre digitálne fabriky

Ak by ste sa chceli dozvedieť ako funguje technológia NFC (Near Field Communication), aké sú jej výhody, vlastnosti, alebo princíp komunikácie, potom je tento článok určený pre vás.


Priemysel 4.0 a bezdrôtová komunikácia

Na to aby sa dosiahli ciele štvrtej priemyselnej revolúcie, musia vývojári do internetu vecí (IoT) začleniť kybernetické systémy a správne technológie. IoT je zodpovedný aj za prepojenie a komunikáciu fyzických systémov, identifikáciu produktov a materiálov pomocou špeciálnych senzorov napríklad kamier, RFID čítačiek, NFC.

Zároveň by mal IoT umožniť rôznym systémom komunikovať s výrobou a poskytovať inštrukcie o tom, aký by mal byť ďalší krok vo výrobnom procese.

NFC technológia ako inovačná platforma sa stáva jedným z lídrov bezdrôtovej komunikácie.

Technológia komunikácie blízkeho poľa (NFC) sa stáva jedným z lídrov bezdrôtovej komunikácie


NFC – intuitívna a jednoduchá komunikácia

Near Field Communication (NFC) je bezdrôtová komunikácia na krátku vzdialenosť (menej ako 10cm) . Hlavnou myšlienkou NFC je  intuitívna a jednoduchá komunikácia medzi dvoma elektronickými zariadeniami.

Obvody pre NFC komunikáciu fungujú ako bezdrôtové pamäťové zariadenia s dvojitým prístupom do pamäte. NFC komunikácia preto nachádza uplatnenie v rôznych priemyselých aplikáciach, ktoré využívajú prenos dát medzi zabudovaným systémom (NFC tagom) a externým mobilným čítacím a zapisovacím zariadením.

Medzi výhody NFC patrí najmä to, že pre svoje fungovanie nepotrebuje žiadne internetové moduly, teda Wi-Fi, LTE, ani mobilné dáta.

NFC technológia nepotrebuje pre svoju funkčnosť žiadne internetové moduly


NFC alebo Bluetooth?

Na rozdiel od Bluetooth a Wi-Fi sa NFC odlišuje tým, že k prenosu informácií používa elektromagnetickú indukciu. Vďaka tomu môže byť komunikácia nadviazaná aj s pasívnymi súčiastkami.

NFC sa môže zdať niekomu v porovnaní s Bluetooth ako zbytočná technológia. Medzi týmito dvoma prenosmi však existuje hneď niekoľko rozdielov, pričom štandard NFC ponúka pomerne zaujímavé výhody v porovnaní s Bluetooth ako napr.:

  • Nižšia spotreba energie 
  • Ideálne pre pasívne zariadenia „tagy“ či štítky – nie je potrebná žiadna energia
  • Možnosť nabíjania malých IoT zariadení
  • Bezpečnejšia komunikácia
  • Rýchlosť pripojenia medzi zariadeniami

Samozrejme pomocou Bluetooth môžeme informácie odovzdávať aj zo vzdialenosti niekoľkých metrov. Pri technológii NFC je komunikácia možná iba na niekoľko centimetrov. Krátka vzdialenosť má však aj svoje výhody, pretože vašu komunikáciu nemôžu napríklad napadnúť “hackeri“.

NFC komunikácia je možná iba na vzdialenosť niekoľkých centimetrov


Bezpečná bezkontaktná technológia

NFC komunikácia funguje pokiaľ sú dva prístroje umiestnené blízko seba. Odpočúvanie komunikácie je takmer nemožné. NFC umožňuje komunikáciu medzi zariadeniami, z ktorých jedno nemusí mať zdroj energie.

NFC je rozšírením technológie bezkontaktných čipových kariet, avšak na rozdiel od čipových kariet NFC podporuje obojsmernú komunikáciu. Tým sa otvárajú nové možnosti v bezpečnej bezkontaktnej komunikácii.

Kvôli krátkej komunikačnej vzdialenosti je NFC bezpečnejšou bezkontaktnou technológiou


Princíp technológie NFC

Základným princípom technológie NFC je magnetická indukcia (na obrázku nižšie). Zdroj signálu, vysielač, generuje okolo seba elektromagnetické pole. Cieľové zariadenie, prijímač, ktoré je v dosahu tohto poľa, vytvorí magnetickú väzbu so zdrojom prostredníctvom magnetickej indukcie. 

Magnetické pole môže byť modulované vysielačom a modulované zmeny v magnetickom poli môžu byť prijímané alebo merané prijímačom. Týmto spôsobom sa vytvorí medzi vysielačom a prijímačom jednosmerná komunikácia.

Prepojenie vysielača a prijímača pomocou magnetickej indukcie

Na ďalšom obrázku nižšie je zdrojové zariadenie (Initiator) a cieľové zariadenie (Target), ktoré sú vzájomne prepojené elektromagnetickým poľom. Pole sa indukuje v cievkach jednotlivých zariadení. Zmena prúdu v jednej cievke vedie k zmene indukovaného napätia v druhej cievke.

Tradičné indukčné aplikácie, ako napríklad transformátory, pracujú na princípe zmeny v primárnej cievke, čoho následkom je zmena v sekundárnej cievke. 

Pri NFC je po vytvorení indukčného spojenia možná zmena funkcie primárneho a sekundárneho zariadenia. Napríklad v prípade čítacieho zariadenia RFID, ktorý číta informácie z IC čipu, sa získavajú informácie z pasívneho sekundárneho zariadenia.

Princíp obojsmernej NFC indukčnej komunikácie


Charakteristika NFC technológie

  • Bezkontaktná komunikačná technológia, intuitívny typ pripojenia,
  • Bezpečná, jednostranná a obojstranná komunikácia,
  • Technológia: RFID 13,56 MHz, dosah 10 cm, bitrate: 848 kbit/s,
  • Štandardy: ISO / IEC 18092, ISO / IEC 21481, ISO / IEC 14443 A / B, ISO / IEC 15693, ISO / IEC 18000-3,
  • Kompatibilita: MIFARE, FeliCa,
  • Pracovný mód: Čítanie/zápis, Peer-to-Peer (rovný s rovným) a emulácia čipovej karty,
  • Rýchle a bezproblémové spárovanie s Bluetooth, Wi-Fi.


Záver

NFC technológia bezdrôtovej komunikácie vychádza z RFID (Radio Frequency Identification) štandardov a používa frekvenciu 13,56 MHz. Je určená na krátku vzdialenosť a bola navrhnutá pre intuitívnu a jednoduchú komunikáciu medzi dvomi elektronickými zariadeniami. 

Uplatnenie si NFC nájde v každej priemyselnej aplikácii, ktorá využíva prenos dát medzi zabudovaným systémom (NFC tagom) a externým mobilným čítacím a zapisovacím zariadením.

Takto je zároveň umožnené, aby mohli rôzne systémy komunikovať s výrobou a poskytovať inštrukcie o tom, aký by mal byť ďalší krok vo výrobnom procese. NFC technológiu ako inovačnú platformu môžeme s istotou zaradiť k jedným z aktuálnych lídrov bezdrôtovej komunikácie.

Využitie NFC v priemyselnom prostredí pre komunikáciu „smart“ zariadenia s napájacim zdrojom

Zdroj: www.nfc-forum.org, upravil Automatizacia365.sk

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *