Was ist NFC und wie funktioniert es

In einem früheren post wurde bereits erklärt, was man unter RFID-Technik versteht. Innerhalb dieses Typs der Hochfrequenzfunktechnologie ist NFC eine der bekanntesten, es handelt sich um ein anderes Hochfrequenzkommunikationsmittel, das im Alltag immer mehr Verbreitung findet.

Eine der weitverbreitetsten Anwendungen von NFC ist das mobile Bezahlsystem. NFC bietet jedoch noch weitere Einsatzmöglichkeiten, mit deren Hilfe Gegenstände digitalisiert werden können oder die Kommunikation mit Maschinen ermöglicht wird. In diesem post wird ausführlicher erläutert, was man unter NFC-Technologie versteht und wie sie sich von der RFID-Technologie unterscheidet.

Was bedeutet NFC-Technologie?

Die NFC-Technologie (Near Field Communication) gehört zu den Nahfeldkommunikationstechnologien, die die Verbindung eines Geräts mit einem anderen zur Authentifizierung oder zur Übertragung von Informationen ermöglichen. Mit Hilfe dieser Technologie wird das als Internet der Dinge (IoT) bekannte Phänomen Wirklichkeit, denn sie ermöglicht die einfache und sichere Verbindung von Gegenständen untereinander.

Die Technologie erlaubt den Austausch digitaler Informationen über Funkwellen zwischen Geräten, wenn sie sich innerhalb einer Reichweite von 10 - 20 Zentimetern zwischen Sender und Empfänger befinden. Die Anfänge dieser Entwicklung führen ins frühe 21. Jahrhundert zurück. Damals begannen einige Unternehmen, an einer Alternative zur Bluetooth-Technologie zu arbeiten, die momentan in den meisten handelsüblichen Smartphones eingebaut ist. Alle Smartphones ab Android Version 4.0 und höher sind bereits kompatibel. Apple führte sie ab dem iPhone 6, wenn auch mit einigen Einschränkungen, ein.

NFC ist eine beliebte und weit verbreitete kontaktlose Kommunikationsform in Smartphones und anderen elektronischen Geräten. Durch sie lassen sich z. B. Einkäufe problemlos mit dem Handy bezahlen. Auch wenn allgemein davon ausgegangen wird, NFC würde für die Übertragung von Dateien verwendet, wird es tatsächlich zur schnellen Verknüpfung zweier Bluetooth-Geräte, zum Speichern und Lesen von NFC-Etiketten und sogar zur Verwendung von Zugangskarten genutzt.

Wie funktioniert die NFC-Technologie?

NFC nutzt für seinen Betrieb das Funkfrequenzsystem, speziell das Frequenzspektrum im Bereich von 13,56 MHz (wie HF RFID). Es verbraucht weniger als 15 mA Strom und ermöglicht damit  eine sofortige Datenübertragung über eine Reichweite von maximal 20 cm zwischen den Geräten. Die Speicherkapazität von NFC-Etiketten variiert je nach eingebautem Chip, liegt aber meist zwischen 96 und 512 Byte.

Die NFC-Technologie lässt sich auf zwei verschiedene Arten bzw. Modi einsetzen:

• Aktiver Modus: Beide Geräte, Sender und Empfänger, kommunizieren durch die Erzeugung eines Signals. Eines der Geräte wartet auf Daten, dabei ist sein elektromagnetisches Feld abgeschaltet.
• Passiver Modus: Das Sendegerät erzeugt ein elektromagnetisches Feld und der Empfänger wandelt es um. Das Empfangsgerät wird von der elektromagnetischen Feldstärke des Senders versorgt.

Im passiven Modus ist somit nur eine einseitige Kommunikation möglich, bei der nur ein Gerät aktiv ist und das andere Gerät dieses Feld zum Informationsaustausch nutzt. Der aktive Modus ermöglicht einen Austausch Kommunikation in beide Seiten.

Die NFC-Technologie braucht lediglich 200 Mikrosekunden zur Herstellung einer Verbindung und kann Informationen mit Übertragungsraten von 106, 212, 424 und 848 Kbit/s übermitteln. Deshalb wird sie in erster Linie zur Identitäts- und Geräteüberprüfung genutzt.

Wozu dient die NFC-Technologie?

Der Vorteil dieser Technologie liegt in ihrer schnellen und einfachen Konfiguration in zahlreichen und sehr unterschiedlichen Bereichen, u. a. in den folgenden:

• Die Identifizierung mit NFC: Mit Hilfe der NFC-Technologie lassen sich Gegenstände, Personen oder anderes Notwendiges erkennen.
• Die Datenübertragung: Es handelt sich um eine besonders schnelle und flexible Methode der Konnektivität und Datenübertragung zwischen Geräten.
• Die Zahlungen per Mobiltelefon: Bei der Zahlung mit dem Mobiltelefon wird die Scheckkarte überflüssig - sie wird einfach durch das Smartphone ersetzt. Die Bankdaten werden in den auf den Mobiltelefonen installierten Apps gespeichert und ein virtuelles Bild der eigentlichen Karte erstellt; die Zahlung geschieht über NFC auf dem Smartphone. Der Vorgang läuft genau wie bei einer Karte ab. Das Gerät muss für die Herstellung der Verbindung nur an den entsprechenden POS gehalten werden.
• Der Ticketkauf in digitalem Format: Diese Funktion ist vielleicht nicht sehr bekannt, wird aber immer häufiger genutzt. Die herkömmliche Eintrittskarte für Kino, Konzert oder Museum wird immer seltener. Jetzt gibt es die Möglichkeit elektronischer, mit NFC gelesener Tickets. Die Bündelung des gesamten Verkaufsvorgangs über die NFC-Technologie könnte sich als ideale Lösung für Kartenanbieterfirmen erweisen.
• Die Zugangskontrolle: Für den Einsatz von NFC bei der Zugangskontrolle ist ein kompatibles, gemeinsam mit dem Zugangssystem konfiguriertes Gerät erforderlich. An ausgewählten Eingängen werden den jeweiligen Nutzern zugeordnete NFC-Lesegeräte angebracht und Geräte und System getestet. Zusätzlich können in bestimmten Systemen Register und Warnmeldungen für unbefugten Zutritt aufgenommen werden.
• Die Doppelfaktor-Authentifizierung: Hier handelt es sich um eine weitere erfolgversprechende Anwendung von NFC: als Sicherheitselement für den Erhalt einer Zugangsberechtigung zu einem Computer oder zu bestimmten Webanwendungen. Bei diesem Verfahren wird ein Passwort eingegeben und gleichzeitig das konfigurierte NFC-Gerät vor den freigeschalteten Sensor gehalten. Das System erkennt die Geräte dann und gibt dem Nutzer den Zugang frei.
• Die Gerätesynchronisierung: Mit der NFC-Technologie lassen sich mehrere Geräte, etwa Lautsprecher, durch Annäherung an einander problemlos synchronisieren.
• Die Automatisierung von Vorgängen: NFC-Etiketten können so eingestellt werden, dass einzelne Geräte sobald sie gelesen werden unterschiedliche Vorgänge durchführen, beispielsweise eine Verbindung zu einem WLAN-Netz herstellen oder verschiedene Gerätemodi aktivieren, usw.

Welche Unterschiede bestehen zwischen RFID und NFC?

Beide Methoden werden zwar für die drahtlose Kommunikation verwendet, RFID bedeutet aber, dass die drahtlose Identifizierungstechnik ausschließlich über Radiowellen erfolgt. NFC-Geräte dagegen wurden speziell für die drahtlose Kommunikation über kurze Entfernungen mittels Annäherung entwickelt.

In diesem Sinne gehören die NFC-Systeme zur RFID-Technik, d. h. sie lassen sich als eine Unterkategorie der RFID-Technik einordnen. Der Unterschied zwischen NFC und RFID besteht darin, dass es sich bei der NFC-Technologie um eine Kurzstreckenübertragung handelt, während von RFID alle Frequenzbereiche abgedeckt werden.

Die NFC-Etiketten

NFC-Etiketten (Near Field Communication) sind kleine drahtlose Identifizierungsgeräte, die mit Hilfe von Funkwellen Informationen über kurze Entfernungen übertragen. Sie besitzen eine Antenne, einen an der Antenne angebrachten NFC-Chip und ein Haftmittel zum Anbringen an der gewünschten Stelle sowie eine Oberfläche aus Papier, Polypropylen oder einem anderen Material. Diese Etiketten können mit jeder gewünschten Information programmiert werden. Die interne Speicherkapazität der NFC-Etiketten hängt vom eingebauten Chip ab. Dipole arbeitet mit zahlreichen verschiedenen Chips, um dem Kunden die beste Lösung anbieten zu können.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass es sich bei NFC-Etiketten um stromsparende Geräte handelt, mit denen eine automatische und einfache Datenübertragung auf kurze Entfernung ermöglicht wird. Somit sind sie von großem Nutzen für die verschiedensten Anwendungen.

Die Auswahl einer NFC-Etikette

Bei der Auswahl eines NFC-Chips kommt es vor allem auf die vorhandene Speicherkapazität, die Haltbarkeit, den Einsatzort und das Format an.

1. Die Speicherkapazität: Die Speicherkapazität von NFC-Etiketten gehört zu den ausschlaggebenden Faktoren bei der Entscheidung für die Art des benötigten Etiketts. Es muss gewährleistet sein, dass die Kapazität der NFC-Etiketten zur Speicherung der erforderlichen Informationen ausreicht.
2. Die Haltbarkeit: Je nach Einsatzbereich des NFC-Etiketts sollte eine mehr oder weniger widerstandsfähige Ausführung gewählt werden. Dipole entwickelt äußerst stabile Etiketten für den Einsatz unter extremsten Umweltbedingungen und komplexen betrieblichen Anforderungen.
3. Das Format: NFC-Etiketten werden in unterschiedlichen Größen und Formen angeboten. Die Wahl eines geeigneten Formats hängt vom Verwendungszweck ab. Kleine NFC-Etiketten lassen sich auf Karten anbringen und größere können auf anderen Gegenständen eingesetzt werden.
4. Der Einsatzort: Wichtig ist, sich im Klaren darüber zu sein, wo die NFC-Etikette eingesetzt werden soll, um die Art des Haftmaterials zu bestimmen. Bekanntlich gibt es Nachteile, wenn NFC-Etiketten auf Metallen angebracht werden. Dipole bietet deshalb NFC-Etiketten für Metalle an.

Sie haben jetzt einen Einblick in die Unterschiede zwischen den RFID-Technologien und speziell dem NCF-System und seinen Etiketten gewonnen. Dipole arbeiten seit Jahren mit den neuesten Entwicklungen in der RFID-Technologie und hat es sich zum Ziel gesetzt, Lösungen für Rückverfolgbarkeit, Identifizierung, Etikettierung und Datenerfassung zu bieten.  

Dank unserer Ressourcen in den Bereichen Forschung und Entwicklung konnte das Unternehmen Lösungen für mehr als 7.000 Installationen bei Endkunden entwickelt, mit denen sämtliche Bedürfnisse abgedeckt werden können. Setzen Sie sich mit uns in Verbindung und entdecken Sie alle Vorteile, die Ihnen unsere individuell angefertigten Produkte bieten.