СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕЖДУ RFID и NFC ТЕХНОЛОГИЯМИ

АННОТАЦИЯ

В статье приведен сравнительный анализ между технологиями RFID и NFC, представляющий собой исследование двух бесконтактных систем идентификации, предназначенных для передачи данных и информации. В данной работе представлен анализ основных характеристик и применений RFID и NFC, таких как дальность передачи, скорость чтения, типы использования, стоимость и безопасность. Целью исследования является выявление основных отличий и преимуществ каждой технологии, чтобы помочь организациям и потребителям принимать обоснованные решения при выборе между этими двумя технологиями.

ABSTRACT

The article discusses a comparative analysis between RFID and NFC technologies, which are a study of two contactless identification systems designed to transmit data and information. This article analyzes the main characteristics and applications of RFID and NFC, such as transmission range, reading speed, types of use, cost and security. The purpose of the study is to identify the key differences and benefits of each technology to help organizations and consumers make informed decisions when choosing between the two technologies.

Ключевые слова: RFID технология, NFC технология, метка, микрочип, радиоволны, считыватель.

Keyword: RFID technology, NFC technology, tag, microchip, radio waves, reader.

Введение. Технологии беспроводной идентификации открывает большие возможности многих отраслей. С ее помощью мы можем достичь таких аспектов как отслеживание, аутентификация и обмен данными. Среди них мы можем выделить две самые распространяемые и развивающиеся технологии: связь в ближнем поле (NFC) и радиочастотная идентификация (RFID). RFID (Radio Frequency IDentification) и NFC (Near Field Communication) – технологии беспроводной связи, которые позволяют устройствам взаимодействовать друг с другом без физического контакта при  использовании. Однако между ними существуют некоторые ключевые различия. RFID (Radio Frequency Identification) – это беспроводная технология, которая использует радиоволны для идентификации и отслеживания объектов. Применяется микрочип внутри тега для хранения данных. Для приема и передачи информации используются RFID метки и RFID считыватели. RFID метки можно классифицировать на активные и пассивные в зависимости от наличия питания. Активные RFID-метки имеют внутри себя источник энергии для обеспечения ею, в то время как пассивные RFID-метки обеспечивают подачу энергии посредством радиоволн, передаваемых считывающим устройством. В пассивных RFID-системах метки нуждаются в питании от считывателя, чтобы передать сигнал (причем на короткое расстояние до 20 см). Активные генерируют сигналы на дальних расстояниях, поскольку метка имеет собственный источник энергии. RFID может использоваться в различных отраслях промышленности, животноводстве, медицине, библиотеках и в логистике. В основном розничном секторе указанная технология также играет роль в предотвращении краж. Для поиска и считывания информации из RFID-метки в RFID-системах нет необходимости в прямой видимости маркированного объекта или контакте метки и считывателя. Поиск и считывание меток могут выполняться даже через упаковку или на расстоянии – от 20 см до 300 м. NFC (Near Field Communication) – это технология, которая развилась из технологии RFID. Она позволяет обмениваться данными, если оба устройства с поддержкой NFC находятся рядом друг с другом. Данное техническое решение обеспечивает связь на коротком расстоянии между двумя совместимыми устройствами. NFC будет больше использоваться в мобильных платежах, транспорте, контроле доступа. Оно может считывать информацию только в диапазоне до 5 см. Рассматриваемый технический прием очень распространился и внедрился в сферу мобильных платежей. Крупные платежные платформы, известные нам как Google Pay (По требованию Роскомнадзора информируем, что иностранное лицо, владеющее информационными ресурсами Google является нарушителем законодательства Российской Федерации – прим. ред.), Samsung Pay, Apple Pay, и Fitbit Pay, все основаны на метках NFC для считывания данных. Устройства, которые поддерживают NFC можно использовать в качестве различных документов. Например, как паспорт и электронное удостоверение личности. Оно может использоваться для всех видов карт. Можно сделать транспортные карты, карты ключи и карты для входа в систему. Оно также может использоваться и в социальных сетях, для обмена фотографиями, видео, файлами и обеспечить доступ к многопользовательским мобильным играм. NFC использует частоту 13,56 МГц. Среди трех рабочих частот RFID она совпадает с частотой HF RFID. NFC является расширением стандарта ISO 14443, согласно которому устройства, поддерживающие технологию, работают на одной частоте (13,56 МГц) в качестве считывателей и меток HF RFID. RFID и NFC очень похожи, но они также отличаются друг от друга. RFID – это общий термин для бесконтактного обмена данными, а NFC – это одно из его семейств RFID. RFID – это метод, позволяющий осуществлять бесконтактную одностороннюю связь на различных расстояниях. NFC обычно требует действий пользователя. Технология позволяет осуществлять двустороннюю связь, поскольку это очень безопасно. Однако имеются следующие более очевидные различия.

RFID может работать на больших расстояниях, но NFC поддерживает только услугу "точка-точка" на коротких расстояниях. RFID-метка может работать в дальности считывания до 100 метров, и считывающему устройству не нужно видеть ее для того, чтобы считывать. RFID также может считывать большое количество меток одновременно. NFC требует наличия двух коммуникационных устройств на расстоянии нескольких сантиметров друг от друга и прямой линии связи с объектом считывания. NFC может считывать только одну метку единожды. RFID технология поддерживает только для односторонней связи. Так как считыватель получает радиоволны от метки для считывания данных. Благодаря электромагнитной индукции, создаваемой обоими, пассивная RFID-метка получает от нее энергию и активирует микрочип внутри. Микрочип активируется и посылает радиоволны на считыватель, который получает и считывает данные. После электромагнитной индукции между ними активная метка RFID будет активно посылать радиоволны считывателю. NFC – может предоставлять как одностороннюю, так и двустороннюю связь. Он может использоваться как считывающее устройство или как метка. Он может поддерживать два более сложных режима взаимодействия, включая эмуляция карты и одноранговый (P2P) обмен данными. RFID поддерживает работу на нескольких различных частотах: низкие частоты диапазона LF (125–134 кГц), высокие частоты диапазона HF (13,56 МГц) и сверхвысокая частота диапазона UHF (860–960 МГц). Частотный диапазон LF – RFID обычно составляет от 30 кГц до 300 кГц. Он имеет диапазон чтения около 10 см. Скорость чтения ниже, чем у других технологий, они хорошо адаптированы к металлическим или жидким средам. Обычно он используется для некоторых приложений с коротким диапазоном чтения. Частотный диапазон высокочастотной радиометки находится в пределах 3МГц – 30МГц. Он может считывать данные на расстоянии от 10 см до 1 м. В основном, данный технологический метод хорошо подходит для платежей, продажи билетов и передачи данных. Диапазон частот UHF RFID составляет от 300 МГц до 3 ГГц. Он может достигать расстояния чтения до 12 м. В некоторых особых случаях может быть увеличено даже до 100 м. Его скорость передачи данных относительно выше. Поскольку стоимость производства UHF-меток невелика, они в основном используются в розничной торговле и других отраслях с высоким спросом. NFC-технология работает только на одной частоте – 13,56 МГц. Из-за ослабления сигнала в NFC, его дальность передачи составляет всего несколько сантиметров. Поговорим о защищенности передаваемой информации. Расстояние значительное оказывает влияние на безопасность данных. RFID может использоваться во многих различных частотных диапазонах. У нее очень большая дальность считывания – до 100 м. Это означает, что хакеры могут легко уловить и украсть информацию, а расстояние передачи данных NFC составляет всего несколько сантиметров. Отмеченное нами может показаться недостатком, однако возможно также и преимуществом. Данная технология может обеспечить более высокий уровень безопасности кредитных карт. Кража информации с карт NFC намного сложнее, чем кража данных с кредитных карт RFID. В настоящее время несколько крупных платежных платформ используют технологию NFC. RFID обычно применяется для отслеживания. Это технологическое средство используется для приложений, которые требуют чтения на относительно больших расстояниях. Отслеживание физических активов: 1) Управление запасами; 2) Отслеживание посылок; 3) Хронометраж различных соревнований на месте; 4) Отслеживание быстро движущихся транспортных средств.

NFC обычно используется для связи. Он подходит только для двухточечных приложений близости. Такие приложения проявляются в: 1) Опыте послепродажного обслуживания; 2) Регистрации в магазине; 3) Простом сопряжении устройств; 4) Мобильных платежах (бесконтактные платежи); 5) Обмене информацией передача данных. NFC – идеальное подходит для предприятий. Большинство смартфонов сегодня оснащены функцией NFC. Она может использоваться различными способами. Например, сотрудники могут свободно проносить устройства NFC на парковку и обратно. Они могут пользоваться кафетерием для работников и оплачивать свои блюда напрямую. Слушатели могут поднести своё совместимое с телефоном устройство перед меткой NFC, чтобы перевести его в беззвучный режим перед участием в собрании. Преимущества и недостатки RFID. 1) Высокая скорость считывания и передачи данных. Считыватель автоматически считывает десятки устройств в секунду, что значительно упрощает процесс сбора информации. Технология RFID позволяет перезаписывать и вносить дополнительную информацию. Однако RFID-метки зависимы от приборов, создающих электромагнитные помехи, и недоступны для считывания в поврежденном виде. Также не все метки читаются с большого расстояния и подвержены негативному воздействию влаги. 2) Снижение влияния человеческого фактора. Автоматическое сканирование и запись данных без вмешательства человека в процессе. 3) Быстрый поиск меток без прямой видимости. Диапазон чтения радио тега составляет 10 метров и более, что исключает необходимость в прямой видимости транспондера. Возможно скрытое размещение устройства и ее чтение через упаковку. 4) Безопасность и конфиденциальность сведений. Отсутствие подделок, т.к. чип имеет уникальный ID и записываемые сведения могут быть засекречены. 5) Устойчивость к агрессивным средам. RFID метки используются даже в агрессивных средах: распознаются через пар, воду, слой грязи, краски, масла. Информация перекачивается при любых условиях: в жару, холод, дождь, а также при коррозии и загрязнении химическими веществами. Устойчивость к высоким давлениям и температурам 6) Альтернатива другим видам маркировок.

Главные недостатки гравировки – запись информации один раз и физическая деформация поверхности объекта. Недостатки штрих-кода запись информации не более 50 знаков, незащищенность данных, подверженность воздействию окружающей среды и работа только в пределах прямой видимости. RFID использует простую концепцию, когда считыватель извлекает информацию из метки. Считыватель должен обнаруживать радиоволны от меток для захвата данных. RFID идеальный выбор, если вы хотите отслеживать свои активы или управлять своими запасами. RFID-метки будут посылать сигналы считывателю, позволяя вам получить информацию о вашем целевом активе за считанные минуты.  Для полноценного использования технологий потребуется приобрести все компоненты RFID независимо, в отличие от NFC, который интегрирован в современные устройства. Преимущества и недостатки NFC. 1) NFC-технология не невозможно использовать между устройствами, расположенными на расстоянии больше 10 см. Однако близкий контакт имеет и плюсы: затрудняет перехват конфиденциальной информации и не потребляет много энергии. Также к ограничениям NFC относят невысокую скорость передачи – около 400 кбит/с. 2) Она не подходит для быстрой передачи файлов большого размера, как Bluetooth или Wi-fi, зато справляется с обменом короткими сигналами, что позволяет использовать ее в сфере быстрых бесконтактных платежей с помощью мобильного телефона. Импульс, который телефон посылает терминалу, длится 0,1 с, что ускоряет процесс оплаты. 3) NFC – более сложная технология, позволяющая выполнять операции чтения / записи. Эта функция превращает ваш телефон в цифровой, обеспечивая безупречное общение между пользователями.  4) NFC – превосходная технология, если нужна сложная система, которая обеспечивает одно ранговый обмен, чтение карт и чтение смарт-плакатов. 5) Однако эта технология работает на малых расстояниях, и для ее эффективной работы устройства должны находиться поблизости. 

В заключение отметим, что в целом RFID, и NFC имеют свои преимущества и ценность. Хотя RFID может считывать несколько меток на большом расстоянии, считыватели RFID стоят дорого. NFC встраивается непосредственно в смартфон, что не требует дорогостоящего оборудования. RFID не требует прямой видимости для считывания меток, но NFC часто может хранить более сложные данные.  RFID – более зрелая технология по сравнению с NFC. Однако NFC имеет огромный мир развития.

Список литературы:

1. Аскероватамилла А., Ганбарова С.И. Применение технология радиочастотной идентификации (rfid) в современной системе образования // Colloquium-journal. 2023. №3 (162). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-tehnologiya-radiochastotnoy-identifikatsii-rfid-v-sovremennoy-sisteme-obrazovaniya (дата обращения: 11.01.2024).
2. Бельский В.С., Грибоедова Е.С., Царегородцев К.Д., Чичаева А.А. Безопасность Rfid-Систем // International Journal of Open Information Technologies. 2021. №9. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/bezopasnost-rfid-sistem (дата обращения: 10.01.2024).
3. Боброва Е.И. Программное и техническое обеспечение проекта Библиотека нового поколения творческого вуза в кемеровском государственном институте культуры // Библиосфера. 2022. № 3. С. 49-56. 
4. Брагин Д.С., Поспелова И.В., Черепанова И.В., Серебрякова В.Н. Радиочастотные технологии локального позиционирования в здравоохранении // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2020. № 23  (3). С. 62-79.
5. Галимарданов Ф.Р. Технология nfc в смартфонах и ее практическое использование // Вестник Московского государственного университета печати. 2015. №5. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tehnologiya-nfc-v-smartfonah-i-ee-prakticheskoe-ispolzovanie (дата обращения: 04.01.2024).
6. Карякин А.Т., Жантуева А.В. Особенности использования в складской логистике RFID-технологий // Московский экономический журнал. 2021. №4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-ispolzovaniya-v-skladskoy-logistike-rfid-tehnologiy (дата обращения: 07.01.2024).
7. Матвеев Е.А., Золотухин В.В. Перспективы развития технологи NFC //  Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2019. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/perspektivy-razvitiya-tehnologii-nfc (дата обращения: 05.01.2024).
8. Минуллина Л.А. Сложности внедрения системы RFID в розничной торговле // Проблемы науки. 2019. №5 (41). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/slozhnosti-vnedreniya-sistemy-rfid-v-roznichnoy-torgovle (дата обращения: 11.01.2024).
9. Постников Р.С., Сидоров П.А. Технология nfc в современном мире // StudNet 2020. №6. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tehnologiya-nfc-v-sovremennom-mire (дата обращения: 20.01.2024).
10. Потапова К.А. Идентификация данных с помощью RFID-Меток // Вестник науки. 2023. №10 (67). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/identifikatsiya-dannyh-s-pomoschyu-rfid-metok (дата обращения: 09.01.2024).
11. Хамзаев Д.И. Абдурахмонов С.М. Хамзаев И.Х. О Процессе Маркировки Мешков Готовой Продукции На Предприятие АО “Farg’onaazot” //  Universum: технические науки. 2023. №7-1 (112). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/o-protsesse-markirovki-meshkov-gotovoy-produktsii-na-predpriyatie-ao-farg-onaazot (дата обращения: 10.01.2024).
12. Хамзаев Д.И. Абдурахмонов С.М. Хамзаев И.Х. О современных системах учета и маркировки продукции // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2023. 12 (117). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/16467 (дата обращения: 21.01.2024).