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NFC: cos’è, come funziona

Tutto quello che dovete sapere sull’NFC, la tecnologia di comunicazione wireless a corto raggio per pagamenti contactless, attivazioni, autenticazioni e automazioni. Ecco come funziona, su quali dispositivi è presente, come attivarla e sfruttare le sue interessanti potenzialità smart.

NFC è l’acronimo inglese “Near Field Communication” che definisce l’omonima tecnologia di comunicazione “di prossimità”, ovvero a corto raggio (fino a 10 cm) e senza contatto elettrico (contactless).

La tecnologia NFC è stata sviluppata congiuntamente da aziende leader dell’elettronica, dell’informatica e delle telecomunicazioni come Sony, Philips e Nokia che nel 2004 fondano l’NFC Forum. A questa associazione si aggiungono poi altri nomi di spicco come LG, Samsung, NXP, Infineon, Qualcomm, Apple, Huawei, STMicroelectronics, Continental, Visa e Mastercard.

Applicazioni della tecnologia NFC (credit: STMicroelectronics)

L’NFC spazia a 360° su vari ambiti applicativi come elettronica di consumo, salute, gaming, trasporti, smart home, smart city, POS, controllo accessi e automotive.

Rappresenta l’evoluzione dei sistemi di identificazione a radiofrequenza (RFID, chiamati anche “chiavi a transponder”) utilizzati dagli anni 60-70 ad oggi per il controllo degli accessi (badge aziendali), l’azionamento di macchinari e antifurti, come immobilizer per le autovetture, ecc.

Storia ed evoluzione della tecnologia NFC (credit: Wikipedia)

NFC e RFID: similitudini e differenze

Sia l’NFC che l’RFID utilizzano gli stessi componenti (lettore e tag/transponder RFID) e lo stesso meccanismo di comunicazione ma con alcune differenze.

Quando il modulo RFID/NFC (etichetta smart, badge, tag, ecc.) dotato di antenna e microchip (con memoria e codice univoco – UID) viene avvicinato al lettore integrato nel sistema di controllo accessi oppure nello smartphone (o viceversa), quest’ultimo genera un debole campo elettromagnetico captato dall’antenna.

Portachiavi RFID (credit: Technee)

Grazie al fenomeno dell’induzione elettromagnetica il segnale viene trasformato in energia elettrica per alimentare il microchip e trasmettere i dati identificativi (sempre con la stessa antenna) verso il lettore.

I tag possono essere di tipo passivo, cioè alimentati direttamente dal lettore come visto sopra, attivo (con batteria interna per incrementare la distanza di comunicazione fino a 200 metri) o ibrido (semi-passivo o semi-attivo con batteria integrata per funzioni limitate).

Le bande di frequenza utilizzate variano a seconda della tipologia di tag/lettori, dai 125/134 kHz in banda LF (Low Frequencies) ai 13,56 MHz (HF – High Frequencies), entrambi utilizzati in tutto il mondo, fino ad arrivare ai 433 MHz, 860-960 MHz, 2,4 GHz e 5,8 GHz per tag attivi e applicazioni specifiche come il telepedaggio.

RFID e NFC a confronto (credit: Samsung Semiconductor)

A differenza dei tag RFID, la tecnologia NFC permette di stabilire una comunicazione bidirezionale molto più completa e sicura. Quando i due dispositivi NFC (chiamati “initiator” e “target”) vengono accostati si crea una rete peer-to-peer in banda 13,56 MHz che raggiunge una velocità di trasmissione massima di 424 kbps, più che sufficiente per trasferire pochi kbyte in modo istantaneo e con criptaggio avanzato.

Le specifiche tecniche della tecnologia NFC si basano sugli standard ISO 15693, 18092 e 21481, ECMA 340, 352 e 356, ETSI TS 102 190. NFC è inoltre compatibile con l’architettura delle smart card contactless basate su ISO 14443 A/B, NXP (ex Philips) MIFARE e Sony FeliCa.

NFC e smartphone, guida all’uso

La tecnologia NFC è ormai integrata in quasi tutti gli smartphone, anche di fascia medio-bassa, per svolgere molteplici funzioni. Nei modelli Android si attiva dalla barra di stato o dalle impostazioni mentre sugli iPhone è sempre disponibile (dai modelli XR/XS in poi) oppure da attivare dal Centro di Controllo.

Barra di stato e impostazioni NFC su smartphone Android (Samsung S21)

L’applicazione più popolare dell’NFC è senza dubbio quella dei pagamenti contactless presso i POS abilitati: dopo aver associato la carta di credito o debito al codice univoco del chip NFC è possibile effettuare qualsiasi pagamento (anche mezzi di trasporto pubblici, parcheggi, distributori automatici, ecc.) semplicemente avvicinando lo smartphone (sbloccato) ai lettori NFC. Il chip NFC supporta anche i circuiti di pagamento virtuali come Apple Pay, Google Pay, Samsung Pay, ecc.

Registrazione delle carte di pagamento su iOS (a sinistra) e Android (a destra)

Il chip NFC può essere utilizzato come badge per aprire armadietti e serrature smart come questa, per gli accessi aziendali e come mobile key sulle autovetture di nuova generazione (es.: Volkswagen, BMW, ecc.).

Digital Key BMW

La tecnologia NFC è presente anche nella carta d’identità elettronica (CIE) per aggiungere nuove funzionalità come l’autenticazione via smartphone o PC ai servizi online di enti e pubbliche amministrazioni (livello 3). Per quanto riguarda lo smartphone basta scaricare la app CieID (Android/iOS) e seguire questi tutorial per registrare la CIE in pochi minuti.

App CieID per autenticazione livello 3 via smartphone

L’NFC viene utilizzato anche per velocizzare e semplificare l’accoppiamento Wi-Fi o Bluetooth tra lo smartphone e i dispositivi compatibili come auricolari Bluetooth, stampanti wireless, speaker portatili, soundbar, Smart TV, infotainment, ecc.

Basta avviare il “pairing” in modo tradizionale (tasti e/o menu) e poi concluderlo avvicinando lo smartphone al dispositivo da accoppiare senza bisogno di digitare codici. Su alcuni speaker e soundbar l’NFC viene utilizzato anche per avviare automaticamente la riproduzione audio in streaming dallo smartphone (es.: tap-to-play di Samsung).

Soundbar Samsung con NFC e funzione tap-to-play

Altra interessante applicazione dell’NFC è la ricarica wireless a bassa potenza per dispositivi miniaturizzati (come auricolari, smartwatch, ecc.) in alternativa alla tecnologia concorrente Qi.

Tecnologie di ricarica wireless NFC e Qi a confronto (credit: STMicroelectronics)

La soluzione WLC 2.0 messa a punto dall’NFC Forum sfrutta una sola antenna di dimensioni miniaturizzate (solo 1 cm²) per la connessione dati peer-to-peer e per irradiare o ricevere l’energia necessaria a caricare la batteria (ad esempio tra lo smartphone e gli auricolari Bluetooth).

Lettura e scrittura tag per biglietti da visita e automazioni

Altra applicazione supportata dalla tecnologia NFC è la lettura e la scrittura dei tag (tessere, etichette, badge portachiavi, ecc.) da utilizzare non solo come chiavi di accesso (ad esempio in uffici, bed & breakfast, ecc.) ma anche come biglietti da visita elettronici, attuatori smart, gadget, giochi, ecc.

Tag NFC adesivo (credit: Sanpopo)

Potete acquistare i tag nel formato preferito (sticker adesivo, carta di credito, ecc.) in qualunque negozio di elettronica o e-commerce come Amazon o eBay,

scaricare sullo smartphone una app come NFC Tools per Android o iOS, creare il vostro biglietto da visita elettronico (es.: nome, indirizzo, mail, sito web, ecc.) e salvare i dati sul tag NFC.

A questo punto basterà avvicinare il tag ad un altro smartphone per trasferire automaticamente in rubrica i dati di contatto in formato vCard (o altri), accedere direttamente a un sito web, ecc.

Schermata di benvenuto su app NFC Tools (Android)

Lettura tag con app NFC Tools (Android)

Il tag NFC può essere programmato anche per svolgere funzioni automatizzate come lo spegnimento della sveglia del mattino, l’attivazione della modalità silenzioso o auto, l’accensione delle luci, l’apertura del cancello elettrico, ecc.

Per fare questo bisogna scaricare una app compatibile come IFTTT (per Android e iOS), Macrodroid, Automate, NFC Tasks oppure NFC Writer by Trigger (solo Android), creare l’automazione, programmare il tag e posizionarlo dove si preferisce (es.: incollato sul comodino, sulla porta dell’armadietto della palestra o del frigo di casa, in auto, ecc.).

Se possedete un iPhone potete accedere direttamente alla app Comandi Rapidi, cliccare in basso su Automazioni, creare un’automazione personale e selezionare in basso la voce NFC da utilizzare come “trigger” (evento scatenante).

Creazione di un’automazione con NFC su iOS

Alcuni tracker Bluetooth integrano un tag NFC che serve a identificarli in caso di ritrovamento a seguito di smarrimento o furto dell’oggetto a cui sono abbinati (chiavi, borsa, valigia, ecc.). Gli AirTag di Apple, ad esempio, possono essere identificati non solo da iPhone, iPad e Apple Watch ma anche da qualsiasi telefono Android proprio grazie all’NFC.

Scansione NFC di un’AirTag con smartphone Android

NFC anche su smartwatch e fitness band

Molte delle funzionalità NFC appena viste sugli smartphone sono disponibili anche su smartwatch e fitness band che supportano questa tecnologia. In particolare potete utilizzare i dispositivi indossabili per i pagamenti contactless, lo scambio dei contatti, l’apertura di serrature, armadietti e autovetture (smart key).

Pagamento contactless con braccialetto fitness Mi Band 6 NFC

Più potenza, distanza e “SoftPOS” entro il 2028

L’NFC Forum ha recentemente svelato la nuova roadmap 2023-2028 con l’obiettivo di incrementare le prestazioni di questa tecnologia e ampliare il ventaglio di applicazioni.

La missione dei prossimi anni è di aumentare la distanza di connessione dagli attuali 5 millimetri fino a 2-3 cm per migliorare e facilitare lo scambio dei dati anche in condizioni critiche (es.: cover ad elevato spessore, ambienti disturbati, ecc.).

La potenza della ricarica wireless crescerà da 1 a 3 watt per velocizzare la ricarica delle batterie e supportare ulteriori prodotti.

Nella roadmap si parla anche dello sviluppo di un nuovo profilo NFC (SoftPOS) in grado di trasformare lo smartphone in un terminale POS per ricevere pagamenti in ambito privato, commerciale, professionale, ecc.

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