Прикладной уровень NFC

Этот пример демонстрирует обмен данными между прикладными уровнями двух устройств Около полевой коммуникации (NFC).

Введение

Пример демонстрирует Около полевой коммуникации (NFC) умный плакат, который является функцией NFC, использованной ритейлерами, рекламными агентствами, Управлениями транспортом, медицинскими работниками и различными отраслями промышленности, которые хотят взаимодействовать с потребителями. Поскольку NFC требует, чтобы пользователь принял меры, подписаться природа технологии создает занятого пользователя, ведущего к намного большему значимому взаимодействию с брендом.

Умный плакат NFC является рекламой журнала, листовкой, рекламным щитом или другим физическим носителем, который включает встроенные или присоединенные теги NFC. Когда устройство NFC помещается в нескольких сантиметрах тега NFC, информация передается устройству, или задача запускается на устройстве.

В зависимости от умного плаката и среды, потребитель может получить предназначенную информацию об их текущем местоположении. Примеры NFC умное использование плаката включают:

Плакат, который содержит тег NFC, который дает устройству NFC получения команду запускать приложение карты с направлениями, чтобы помочь потерянной туристической находке соседний ориентир.
В розничной установке, плакат, который предлагает купоны, информацию о продукте или точки лояльности. Телефон потребителя действует как карта лояльности и хранит информацию, таким образом избавляя от необходимости отслеживать несколько карт.

Данные, чтобы передать закодированы в Теге NFC в NDEF (Формат Обмена данными NFC) формат и хранятся в структуру данных Тега. NDEF является форматом данных для Устройств NFC и Тегов, чтобы создать допустимое сообщение NDEF. Файл NDEF состоит из сообщений NDEF, которые состоят из Записей NDEF. Формат NDEF используется, чтобы сохранить и обмениваться информацией как URI (Унифицированный идентификатор ресурса), простой текст, зашифрованные данные, данные изображения как GIF и файлы JPEG, и т.д.

Системный Setup

Прикладной уровень Тега NFC хранит данные в файле NDEF. Этот пример иллюстрирует протоколы NFC и команды, требуемые передавать данные между прикладными уровнями Устройства NFC и Тега NFC для приложения как NFC умный плакат.

NDEF является легким весом, формат двоичного сообщения, который может использоваться, чтобы инкапсулировать одну или несколько заданных приложением полезных нагрузок произвольного типа и размера в одно построение сообщения. Каждая полезная нагрузка описана типом, длиной и дополнительным идентификатором. Идентификаторы типов могут быть URIs, типами носителей MIME или специфичными для NFC типами. Полезные нагрузки NDEF могут включать вложенные сообщения NDEF или цепи соединенных фрагментов данных длины, неизвестной в то время, когда данные сгенерированы [5].

txURL = 'mathworks.com';
targetRecord = ndefRecord('Type', 'U', 'URIID', '01', ...
    'ActualText', txURL)

targetRecord = 
  ndefRecord with properties:

       TypeNameFormat: 'NFC Forum well-known type'
    IsIDLengthPresent: '0'
        IsShortRecord: '1'
              IsChunk: '0'
       IsMessageBegin: '1'
         IsMessageEnd: '1'
           TypeLength: ''
        PayloadLength: ''
             IDLength: '00'
                 Type: 'U'
                   ID: ''
              Payload: ''
          StatusBytes: '02'
         LanguageCode: 'en'
                URIID: '01'
           ActualText: 'mathworks.com'

Тег NFC, содержащий URI в файле NDEF, является Тегом Типа 4 в этом примере, как задано в Спецификации [6] Операции Тега Типа 4. nfcTarget объектные модели этот тег. Это содержит объект nfcApp, который моделирует прикладной уровень и содержит данные, которыми обменяются.

targetAppLayer = nfcApp();
targetAppLayer.AppData = create(targetRecord)

targetAppLayer = 
  nfcApp with properties:

       AppName: 'D2760000850101'
      CCFileID: 'E103'
    NDEFFileID: 'E104'
           CLA: '00'
           INS: 'A4'
            P1: '04'
            P2: '00'
            Lc: ''
            Le: ''
           SW1: '90'
           SW2: '00'
       AppData: 'D1010E55016D617468776F726B732E636F6D'

target = nfcTarget('AppLayer', targetAppLayer, 'EnableVisualization', false)

target = 
                     Fc: 13560000
                     Fs: 847500
       SamplesPerSymbol: 64
                    UID: '11aa22bb'
               AppLayer: [1x1 nfcApp]
       ReceivedUserData: ''
    EnableVisualization: 0

Потребительское устройство моделируется объектом nfcInitiator, который также содержит объект nfcApp смоделировать его прикладной уровень.

initiator = nfcInitiator('AppLayer', nfcApp(), 'UserData', '', ...
    'EnableVisualization', false)

initiator = 
                     Fc: 13560000
       SamplesPerSymbol: 64
                     t1: 32
               AppLayer: [1x1 nfcApp]
               UserData: ''
    EnableVisualization: 0

% Signal to noise ratio, in dB
snrdB = 50;
% Reset the RNG for reproducible results 
s = rng(0);

Последовательности Инициализации и Антистолкновения как описано в примере Около полевой коммуникации (NFC). Данными приложения обмениваются с помощью полудуплексного протокола передачи блока, как описано в ISO®/IEC 14443-4 [4]. Пример распечатывает состояние и действия Инициатора и Целевых устройств, наряду с важной информацией, которой обмениваются, чтобы указать на поток команд.

nfcPrint.Message('URL to transmit:');

URL to transmit:

nfcPrint.Message(sprintf('%s%s', 'http://www.', txURL));

http://www.mathworks.com

nfcPrint.Start();

Start of NFC Communication between Initiator and Target

nfcInitialization(initiator, target, snrdB);

	Initiator transmitted REQA
	Target received REQA
		Target transmitted ATQA in response to REQA
	Initiator received ATQA
		Target supports bit frame anticollision
		Target's UID size: single

nfcAnticollisionLoop(initiator, target, snrdB);

	Start of Anticollision loop
		Cascade Level-1
			Initiator transmitted ANTICOLLISION command
			Target received Cascade Level-1 SEL code
				Target transmitted full UID
			Initiator received CL1 UID without collision
				Complete UID received: 0x11aa22bb
				Initiator transmitted SELECT command
			Target received Cascade Level-1 SEL code
				Target selection confirmed
				Target transmitted SAK with UID complete flag
			Initiator received SAK
				UID complete. Exit Anticollision loop.
	End of Anticollision loop

	Target compliant with NFCIP-1. Continue with Transport Protocol Activation

nfcProtocolActivation(initiator, target, snrdB);

	Start of Protocol Activation
		Initiator transmitted RATS
		Target received RATS
			Target transmitted ATS in response to RATS
		Initiator received ATS
	End of Protocol Activation

nfcBlockTransmissionProtocol(initiator, target, snrdB);

	Start of Half-Duplex Block Transmission Protocol
		Initiator transmitted SELECT command for APP NAME
		Target received SELECT command for APP NAME
			Target transmitted STATUS Bytes for APP NAME
		Initiator received valid STATUS Bytes for APP NAME
			Initiator transmitted SELECT command for CC File
		Target received SELECT command for CC File
			Target transmitted STATUS Bytes for CC File
		Initiator received valid STATUS Bytes for CC File
			Initiator transmitted READ command for CC File
		Target received READ command for CC File
			Target transmitted CCFILE CONTENT and STATUS Bytes for CC File
		Initiator received valid CCFILE CONTENT and STATUS Bytes for CC File
			Initiator transmitted SELECT command for NDEF File
		Target received SELECT command for NDEF File
			Target transmitted STATUS Bytes for NDEF File
		Initiator received valid STATUS Bytes for NDEF File
			Initiator transmitted READ command for NDEF NLEN
		Target received READ command for NDEF NLEN
			Target transmitted NLEN and STATUS Bytes for NDEF
		Initiator received NLEN and valid STATUS Bytes
			Initiator transmitted READ command for NDEF File
		Target received READ command for NDEF File
			Target transmitted NDEF CONTENT and STATUS Bytes for NDEF File
		Initiator received NDEF File content and valid STATUS Bytes
	End of Half-Duplex Block Transmission Protocol

nfcProtocolDeactivation(initiator, target, snrdB)

	Start of Protocol Deactivation
		Initiator transmitted DESELECT
		Target received DESELECT
			Target transmitted DESELECT response
		Initiator received DESELECT response
			Target released
	End of Protocol Deactivation

nfcPrint.End();

End of NFC Communication between Initiator and Target

recDataType = getReceivedNDEFType(initiator.AppLayer);
recData = getReceivedNDEFData(initiator.AppLayer);
if strcmpi(recDataType, 'U')
    nfcPrint.Message('Received URL:');
else
    nfcPrint.Message('Received telephone number:');
end

Received URL:

nfcPrint.Message(recData);

http://www.mathworks.com

nfcPrint.NewLine;

% Restore RNG state 
rng(s);

function nfcInitialization(initiator, target, snrdB)
    % Initialization and anticollision
    % Reference: ISO/IEC 14443-3, section 6

    txREQA = transmitREQA(initiator);
    rxREQA = awgn(txREQA, snrdB, 'measured');

    txATQA = receiveREQA(target, rxREQA);
    rxATQA = awgn(txATQA, snrdB, 'measured');

    [isATQAValid, isCollisionDetected, isTargetCompliant] = ...
        receiveATQA(initiator, rxATQA);

    coder.internal.errorIf(~isATQAValid, 'comm:NFC:InvalidATQA');
    coder.internal.errorIf(isCollisionDetected, 'comm:NFC:CollisionATQA');
    coder.internal.errorIf(~isTargetCompliant, 'comm:NFC:TargetNotCompliant');    
end

function nfcAnticollisionLoop(initiator, target, snrdB)
    % Anticollision Loop
    % Reference: ISO/IEC 14443-3, section 6
    
    nfcPrint.NewLine;
    nfcPrint.Heading1('Start of Anticollision loop');
    
    % Start anticollision loop
    cascadeLevel = 1;
    targetRxAC = [];
    nfcPrint.CascadeLevel(cascadeLevel);
    [initiatorTxAC, newCascadeLevel, uidComplete, isoCompliantTarget] = ...
        antiCollisionLoop(initiator, targetRxAC, cascadeLevel);
    
    while (newCascadeLevel <= 3) && ~uidComplete
        
        nfcPrint.CascadeLevel(newCascadeLevel, cascadeLevel);
        cascadeLevel = newCascadeLevel;
        
        targetRxAC = awgn(initiatorTxAC, snrdB, 'measured');
        % Target's anticollision loop
        targetTxAC = antiCollisionLoop(target, targetRxAC);
        initiatorRxAC = awgn(targetTxAC, snrdB, 'measured');
        % Initiator's anticollision loop
        [initiatorTxAC, newCascadeLevel, uidComplete, isoCompliantTarget] = ...
            antiCollisionLoop(initiator, initiatorRxAC, cascadeLevel);
    end
    
    coder.internal.errorIf(~uidComplete, 'comm:NFC:IncompleteUID');
    coder.internal.errorIf(~isoCompliantTarget, ...
        'comm:NFC:TargetNotCompliantWithNFCIP1');
    
    nfcPrint.Heading1('End of Anticollision loop');
    nfcPrint.NewLine;    
    nfcPrint.Heading1(['Target compliant with NFCIP-1. '...
        'Continue with Transport Protocol Activation']);    
end

function nfcProtocolActivation(initiator, target, snrdB)
    % ISO/IEC 14443-4 Protocol Activation
    % Reference: ISO/IEC 14443-4, section 5
    
    nfcPrint.NewLine;
    nfcPrint.Heading1('Start of Protocol Activation');

    txRATS = transmitRATS(initiator);
    rxRATS = awgn(txRATS, snrdB, 'measured');
    
    txATS = receiveRATS(target, rxRATS);
    rxATS = awgn(txATS, snrdB, 'measured');
    
    status = receiveATS(initiator, rxATS);
    coder.internal.errorIf(~status, 'comm:NFC:ProtocolActivationFailed');
    
    nfcPrint.Heading1('End of Protocol Activation');    
end

function nfcBlockTransmissionProtocol(initiator, target, snrdB)
    % Half-duplex Block Transmission Protocol
    % Reference: ISO/IEC 14443-4, section 7
    
    nfcPrint.NewLine;
    nfcPrint.Heading1('Start of Half-Duplex Block Transmission Protocol');
    
    nfcTransmissionProtocol(initiator, target, snrdB);
    
    nfcPrint.Heading1('End of Half-Duplex Block Transmission Protocol');
    nfcPrint.NewLine;    
end

function nfcProtocolDeactivation(initiator, target, snrdB)
    % Protocol Deactivation
    % Reference: ISO/IEC 14443-4, section 8

    nfcPrint.NewLine;
    nfcPrint.Heading1('Start of Protocol Deactivation');

    txDESLECT = transmitDESELECT(initiator);
    rxDESELECT = awgn(txDESLECT, snrdB, 'measured');
    
    txDESELECT_RES = receiveDESELECT(target, rxDESELECT);
    rxDESELECT_RES = awgn(txDESELECT_RES, snrdB, 'measured');
    
    status = receiveDESELECT_RES(initiator, rxDESELECT_RES);
    coder.internal.errorIf(~status, 'comm:NFC:ProtocolDeactivationFailed');
    
    nfcPrint.Heading1('End of Protocol Deactivation');
end

Исследование

Исследуйте различные методы nfcInitiator, nfcTarget, nfcApp, и объекты ndefRecord и различные функции, используемые в этом примере, чтобы изучить различные команды и протоколы, описанные стандартами NFC. Экспериментируйте с различными системными параметрами как ОСШ, сообщения NDEF, чтобы видеть, как они влияют на систему.

Ссылки

1. https://nfc-forum.org/

2. ISO/IEC 14443-2 Удостоверения личности - Бесконтактные карты интегральной схемы - карты Близости - Часть 2: степень Радиочастоты и интерфейс сигнала

3. ISO/IEC 14443-3 Удостоверения личности - Бесконтактные карты интегральной схемы - карты Близости - Часть 3: Инициализация и антистолкновение

4. ISO/IEC 14443-4 Удостоверения личности - Бесконтактные карты интегральной схемы - карты Близости - Часть 4: протокол Передачи

5. Техническая характеристика Формата обмена данными NFC (NDEF) 1.0

6. Тип 4 Пометьте техническую характеристику спецификации операции 2.0

Документация

Прикладной уровень NFC

Введение

Системный Setup

Исследование

Ссылки

Документация Communications Toolbox

Поддержка