NFC විශේෂාංග සහිත ස්මාර්ට් ජංගම දුරකතනයක් සාදා ගන්නේ කෙසේද?

NFC විශේෂාංග සහිත ස්මාර්ට් ජංගම දුරකතනයක් සාදා ගන්නේ කෙසේද?

NFC (Near Field Communication) යනු නවීන ස්මාර්ට්ෆෝන් වල අත්‍යවශ්‍ය අංගයකි. මෙම තාක්ෂණය මඟින් උපාංගවලට මුදල් රහිත ගෙවීම්, කාඩ්පත් ටොප්-අප්, දොර ප්‍රවේශය සහ ඉයර්ෆෝන් හෝ ස්පීකර් වැනි උපාංග යුගල කිරීම වැනි විවිධ අරමුණු සඳහා කෙටි දුරක් (සාමාන්‍යයෙන් සෙ.මී. 4 ට අඩු) හරහා සන්නිවේදනය කිරීමට ඉඩ සලසයි. බොහෝ අය කල්පනා කරන්නේ: "NFC සමඟ ස්මාර්ට් ජංගම දුරකතනයක් සෑදිය හැකිද"? පිළිතුර ඔව්, නමුත් එයින් අදහස් කරන්නේ අපට විශාල කර්මාන්ත ශාලාවක් මෙන් මුල සිටම ස්මාර්ට් ජංගම දුරකතනයක් ගොඩනගා ගත යුතු බව නොවේ. අවශ්‍ය සංරචක, ඒකාබද්ධ කිරීමේ අදියර සහ ප්‍රධාන අභියෝග ඇතුළුව "ගෙදර හැදූ ස්මාර්ට් ජංගම දුරකතනයකට" හෝ නවීකරණය කරන ලද/එකලස් කරන ලද ස්මාර්ට්ෆෝන් උපාංගයකට NFC විශේෂාංග හඳුන්වා දීමේ වඩාත්ම යථාර්ථවාදී සහ සාධාරණ ක්‍රමය මෙම ලිපියෙන් සාකච්ඡා කෙරේ.

1. NFC සහ එය ක්‍රියා කරන ආකාරය තේරුම් ගන්න

NFC 13,56 MHz සංඛ්‍යාතයකින් ක්‍රියා කරන අතර පහත සඳහන් සන්නිවේදන ක්‍රම සඳහා සහය දක්වයි:

1. කියවන්නා/ලේඛක මාදිලිය: ස්මාර්ට් ජංගම දුරකථනය NFC ටැග් කියවනයක් ලෙස ක්‍රියා කරයි (උදා: කියවීමේ ප්‍රවේශ කාඩ්පත් හෝ ඇලෙන සුළු NFC ටැග්).
2. කාඩ් අනුකරණ මාදිලිය: ස්මාර්ට් ජංගම දුරකථනය කාඩ්පතක් "අනුකරණය කරයි", උදාහරණයක් ලෙස ගෙවීම් හෝ ප්‍රවේශ පාලනය සඳහා.
3. සම වයසේ මිතුරන් අතර ප්‍රකාරය: උපාංග අතර දත්ත හුවමාරුව (උදා: සම්බන්ධතා යැවීම හෝ වේගවත් යුගලනය).

ස්මාර්ට්ෆෝන් වල, NFC මොඩියුලය සාමාන්‍යයෙන් සමන්විත වන්නේ:
– NFC පාලකය/IC (NFC පාලකයේ ප්‍රධාන චිපය),
– NFC ඇන්ටනාව (දඟර හැඩැති ඇන්ටනාව),
- ආරක්ෂිත මූලද්‍රව්‍ය (SE) හෝ කාඩ්පත් අනුකරණය සඳහා HCE (Host Card Emulation) වැනි විකල්ප,
- I2C හෝ SPI වැනි බස් රථයක් හරහා ප්‍රධාන සකසනයට සම්බන්ධ වීම මෙන්ම බල පාලනය.

2. ප්‍රවේශය තීරණය කරන්න: සීරීම් වලින් ගොඩනැගීම එදිරිව උපාංගය වෙනස් කරන්න

මුල සිටම ස්මාර්ට් ජංගම දුරකතනයක් ගොඩනැගීම (PCB නිර්මාණය, SoC එකක් තෝරා ගැනීම, බේස්බෑන්ඩ් ස්ථිරාංග නිර්මාණය කිරීම, රේඩියෝ සහතික කිරීම යනාදිය) අතිශයින් සංකීර්ණ වන අතර විශාල කණ්ඩායමක් සහ වියදමක් නොමැතිව තනි තනිව පරිමාණය කිරීම පාහේ කළ නොහැක්කකි.

වඩාත් යථාර්ථවාදී ප්‍රවේශයක්:
1. දැනටමත් NFC සඳහා සහය දක්වන නමුත් තවමත් සක්‍රිය නොවන ස්මාර්ට් ජංගම දුරකතනයක්/පුවරුවක් තෝරන්න (උපාංග ප්‍රභේදවල ඇතැම් අවස්ථා).
2. තනි පුවරු පරිගණකයක් (SBC) + සෙලියුලර් මොඩියුලයක් මත පදනම්ව ස්මාර්ට් ජංගම දුරකතනයක් සාදන්න, ඉන්පසු NFC එක් කරන්න.
3. NFC සමඟින් "ස්මාර්ට්ෆෝන් වැනි" උපාංගයක් (Android උපාංගයක්) සාදන්න, උදාහරණයක් ලෙස කියෝස්ක් උපාංගයක්, අභිරුචි අතේ ගෙන යා හැකි හෝ මූලාකෘතියක්.

මෙම ලිපිය සඳහා, අපි 2 වන සහ 3 වන ප්‍රවේශයන් කෙරෙහි අවධානය යොමු කරන්නේ ඒවා වඩාත්ම තාක්ෂණික අර්ථයක් ඇති නිසා සහ උපාංග සංවර්ධන ව්‍යාපෘතියක් ලෙස කළ හැකි බැවිනි.

3. අවශ්‍ය සංරචක

ඔබට NFC සහිත Android/අතින් ගෙන යා හැකි උපාංගයක් සෑදීමට අවශ්‍ය නම්, ප්‍රධාන සංරචක මෙන්න:

අ) පරිගණක වේදිකාව (උපාංගයේ මොළය)
– Android/Linux ධාවනය කළ හැකි SBC (උදා: ARM පාදක).
- විකල්පය: වඩාත් "භාවිතයට සූදානම්" Android සංවර්ධන මණ්ඩලයක්.

වැදගත් නිර්ණායක:
– NFC මොඩියුලය සඳහා I2C/SPI/UART අතුරුමුහුණත සඳහා සහය දක්වයි,
- වෙනස් කළ හැකි ධාවක සහ කර්නල් සඳහා සහාය,
– Android ධාවනය කිරීමට තරම් බලවත්.

ආ) සෛලීය මොඩියුලය ("ස්මාර්ට්ෆෝන්" ලෙස හැඳින්වීමට සුදුසු වීමට)
ඔබට උපාංගයට ඇමතුම්/කෙටි පණිවුඩ/ජංගම දත්ත සැබවින්ම ලබා ගැනීමට අවශ්‍ය නම්:
– 4G/5G මොඩියුලය (උදා: USB හෝ M.2 පාදක LTE මොඩමය),
- ධාවක සහාය සහ මෙහෙයුම් පද්ධතියට ඒකාබද්ධ කිරීම.

සටහන: මෙය බොහෝ විට වඩාත්ම සංකීර්ණ කොටසයි, මන්ද හඬ ඇමතුම් සඳහා IMS/VoLTE සහාය අවශ්‍ය වන අතර එය සැමවිටම පහසු නොවේ.

ඇ) NFC මොඩියුලය
ඔබට පැහැදිලි පිරිවිතරයන් සහිත NFC මොඩියුලයක් අවශ්‍ය වනු ඇත. මෙම මොඩියුලය විය හැක්කේ:
– NFC IC + වෙනම ඇන්ටනාව,
– I2C/SPI සම්බන්ධතා සහ බාධා කරන අල්ෙපෙනති සපයන ඒකාබද්ධ කිරීමට සූදානම් මොඩියුලය (කුඩා පුවරුව).

කර්මාන්තයේ ජනප්‍රිය NFC චිප් අතරට NXP, STMicroelectronics සහ වෙනත් සමාගම්වල චිප් ඇතුළත් වේ. කෙසේ වෙතත්, චිප් තෝරාගැනීමේදී පහත සඳහන් දෑ ද සලකා බැලිය යුතුය:
- ඇන්ඩ්‍රොයිඩ් සඳහා ධාවක ලබා ගැනීමේ හැකියාව,
- ඒකාබද්ධ කිරීමේ ලියකියවිලි,
- ඔබට ගෙවීම් විශේෂාංගය අවශ්‍ය නම් ආරක්ෂිත අංග අවශ්‍යතාවය.

ඈ) NFC ඇන්ටෙනාව
ඇන්ටනා කාර්ය සාධනය සඳහා ප්‍රධාන සාධකයකි. සලකා බැලිය යුතු කරුණු:
- දඟර ප්‍රමාණය,
– ස්ථානගත කිරීම (සාමාන්‍යයෙන් පිටුපස කවරය අසල),
- ලෝහ/බැටරි වලින් දුර,
- ස්ථාවර කියවීම සහතික කිරීම සඳහා සම්බාධනය ගැලපීම/ගැලපීම.

e) ආරක්ෂිත මූලද්‍රව්‍යය (විකල්ප නමුත් ගෙවීම් සඳහා අත්‍යවශ්‍ය)
ඉලක්කය ටැග් කියවීම පමණක් නම් (උදා: විශේෂිත කාඩ්පතක ශේෂය පරීක්ෂා කිරීම, UID ටැගය කියවීම, ස්වයංක්‍රීයකරණය), ඔබට ආරක්ෂිත අංගයක් නොමැතිව සාමාන්‍ය NFC භාවිතා කළ හැකිය.

කෙසේ වෙතත්, ඉලක්කය ගෙවීමට තට්ටු කිරීමේ ගෙවීම් හෝ ආරක්ෂිත කාඩ්පත් අනුකරණය නම්:
– ආරක්ෂිත මූලද්‍රව්‍යය අවශ්‍යයි (එම්බෙඩ් කළ SE, සිම්-පාදක SE, හෝ බාහිර SE),
– ඊට අමතරව සහතික කිරීම සහ ගෙවීම් පරිසර පද්ධති ඒකාබද්ධ කිරීම (DIY ව්‍යාපෘති සඳහා ඉතා අපහසුයි).

විකල්පයක් ලෙස, සමහර භාවිත අවස්ථා සඳහා Android HCE (Host Card Emulation) සඳහා සහය දක්වයි, නමුත් වාණිජ ගෙවීම් සඳහා එයට තවමත් ආරක්ෂක අවශ්‍යතා සහ වෙළෙන්දා/ගෙවීම් ජාල සහයෝගීතාවය අවශ්‍ය වේ.

f) බලය, ආවරණය, බැටරිය සහ තිරය
උපාංගය සැබවින්ම ස්මාර්ට් ජංගම දුරකතනයක් මෙන් කිරීමට:
– තිරය (LCD/OLED) + ස්පර්ශ තිර පාලකය,
– Li-ion බැටරි + BMS/ආරෝපණ IC,
- බල කළමනාකරණය,
– NFC ඇන්ටෙනාවට බාධා නොකරන නඩුවක්.

නඩුවේ ඇති ලෝහ NFC වලට බාධා කළ හැකි බැවින්, ප්ලාස්ටික් ද්‍රව්‍ය NFC-හිතකාමී වේ.

4. NFC දෘඩාංග ඒකාබද්ධ කිරීමේ අදියර

පියවර 1: අතුරුමුහුණත නිර්වචනය කරන්න
බොහෝ NFC මොඩියුල සකසනයට සම්බන්ධ වන්නේ:
– I2C (සාමාන්‍ය),
– SPI (වේගවත්),
– ටැගයක් ඇති විට පද්ධතියට දැනුම් දීම සඳහා IRQ/Interrupt පින් එකක් එකතු කරන්න.

මවු පුවරුවේ අල්ෙපෙනති සහ අනුකූල වෝල්ටීයතා මට්ටම් (උදා: 1,8V හෝ 3,3V) ඇති බවට වග බලා ගන්න. ඒවා නොගැලපේ නම්, මට්ටම් මාරු කරන්නෙකු භාවිතා කරන්න.

පියවර 2: ඇන්ටෙනා ස්ථානගත කිරීම සැලසුම් කරන්න
ඇන්ටෙනාව තැබිය යුත්තේ:
– පිටත පෘෂ්ඨයට හැකි තරම් සමීපව (පසුපස කවරය),
- විශාල බැටරි හෝ ලෝහ ආවරණ වලින් ඈත්ව,
- කරදරකාරී ලෝහ ස්ටිකර් හෝ චුම්බක මුදු වලින් ආවරණය නොවේ.

ලෝහ රාමු හෝ චුම්බක සවි කිරීම් මඟින් NFC පරාසය විශාල ලෙස අඩු කළ හැකිය.

පියවර 3: ඇන්ටෙනාව ගැලපීම සහ සුසර කිරීම
කාර්මික සැලසුම් වලදී, 13,56 MHz හි අනුනාදයක් ලබා ගැනීම සඳහා NFC ඇන්ටනා ගැළපෙන පරිපථයක් (ධාරිත්‍රකය/ප්‍රේරකය) භාවිතයෙන් සුසර කරනු ලැබේ. ඔබ රාක්කයෙන් පිටත මොඩියුලයක් භාවිතා කරන්නේ නම්, මෙය සාමාන්‍යයෙන් පෙර-සුසර කර ඇත, නමුත් එයට නඩුව සහ ස්ථානය අනුව ගැලපීම් අවශ්‍ය විය හැකිය.

පියවර 4: මූලික සන්නිවේදන පරීක්ෂණය
මූලික පරීක්ෂණ සිදු කරන්න:
– මොඩියුලය පද්ධතිය මගින් අනාවරණය කර ගන්නේද යන්න (I2C උපාංගය දෘශ්‍යමාන වේ),
- මොඩියුලයට ටැග් හඳුනාගත හැකිද,
- ආවරණය ස්ථායීද?

Linux හි මූලික මෙවලම් I2C බස් රථය පරීක්ෂා කිරීමට උපකාරී විය හැකි අතර, Android හි ඔබ logcat සහ NFC පරීක්ෂණ යෙදුම් හරහා පරීක්ෂා කරනු ඇත.

5. මෘදුකාංග ඒකාබද්ධ කිරීම: ධාවක, කර්නලය සහ ඇන්ඩ්‍රොයිඩ් රාමුව

NFC ඇන්ඩ්‍රොයිඩ් මත ක්‍රියා කිරීමට, දෘඩාංග ස්ථාපනය කිරීම පමණක් ප්‍රමාණවත් නොවේ. ඔබට මෘදුකාංග ස්ථර අවශ්‍ය වේ:

a) කර්නල් ධාවකය
– NFC මොඩියුලය සුදුසු ධාවකය හරහා කර්නලය විසින් හඳුනාගත යුතුය.
– ඔබට කර්නල් වින්‍යාසය සක්‍රීය කිරීමට හෝ ධාවක එක් කිරීමට අවශ්‍ය විය හැකිය.

b) HAL (දෘඩාංග වියුක්ත ස්ථරය)
දෘඪාංග සමඟ රාමුව සම්බන්ධ කිරීමට Android HAL භාවිතා කරයි. NFC සඳහා, HAL භාවිතා කරන චිපය සමඟ අනුකූල විය යුතුය.

ඇ) පද්ධති වින්‍යාසය සහ අවසර
Android හි, ඔබට අවශ්‍ය වන්නේ:
- ගොඩනැගීමේදී NFC විශේෂාංගය සක්‍රීය කරන්න (විශේෂාංග සලකුණු),
– NFC සේවාව ක්‍රියාත්මක වන බව සහතික කර ගන්න,
- NFC චිප් වලට අදාළ විකුණුම්කරු වින්‍යාස ගොනු එකතු කරන ලදී,
– අවසර සහ SELinux ප්‍රතිපත්ති ප්‍රවේශය අවහිර නොකරන බවට වග බලා ගන්න.

ඈ) යෙදීම සහ පරීක්ෂා කිරීම
NFC සක්‍රිය වූ පසු:
- NDEF ටැග් කියවීමේ පරීක්ෂණය,
- පාඨක/ලේඛක මාදිලියේ පරීක්ෂණය,
- Android Beam පරීක්ෂණය (පැරණි විශේෂාංගය) හෝ අදාළ දත්ත හුවමාරුව,
- අවශ්‍ය පරිදි MIFARE/NTAG ටැග් සමඟ අනුකූලතා පරීක්ෂාව.

6. විශාල අභියෝග: ගෙවීම් සහ සහතික කිරීම

බොහෝ අය උපකල්පනය කරන්නේ "NFC තිබීම" යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ ඔබට එය වහාම ගෙවීම් සඳහා භාවිතා කළ හැකි බවයි. යථාර්ථයේ දී, NFC ගෙවීම්වලට ඇතුළත් වන්නේ:
- ආරක්ෂිත මූලද්‍රව්‍යය හෝ ඊට සමාන ආරක්ෂක යෝජනා ක්‍රමය,
- ආරක්ෂක සහතික කිරීම,
- ගෙවීම් ජාල සහ බැංකු වලින් අනුමැතිය,
- ගූගල් පසුම්බිය හෝ දේශීය ගෙවීම් යෝජනා ක්‍රම වැනි සේවාවන් සමඟ ඒකාබද්ධ වීම.

පුද්ගලික ව්‍යාපෘති සඳහා, වඩාත්ම යථාර්ථවාදී වන්නේ:
- NFC ටැග් කියවන්න,
- ප්‍රවේශ පද්ධති (උදා: දොරවල් සඳහා),
- NFC ටැග් සමඟ ස්වයංක්‍රීයකරණය,
- සාමාජික කාඩ්පත, කියෝස්ක් හෝ අභ්‍යන්තර යෙදුම.

නිල කර්මාන්ත නාලිකා නොමැතිව පොදු ගෙවීම් පද්ධති සඳහා භාවිතා කළ හැකි DIY උපාංගයක් නිර්මාණය කිරීම පාහේ යථාර්ථවාදී නොවේ.

7. ව්‍යාපෘති සාර්ථකත්වය සඳහා ප්‍රායෝගික උපදෙස්

1. සරල ඉලක්කයකින් පටන් ගන්න: පළමුව ටැග් කියවීම සහ NDEF ලිවීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කරන්න.
2. පොදු NFC මොඩියුලයක් භාවිතා කරන්න: සම්පූර්ණ ලියකියවිලි සහ ඒකාබද්ධ කිරීමේ උදාහරණ සහිත එකක් තෝරන්න.
3. ආරම්භයේ සිටම සිද්ධිය සලකා බලන්න: ලෝහ ආවරණ සහ චුම්බක NFC හි සතුරන් වේ.
4. මෘදුකාංග නිදොස්කරණය සඳහා කාලය ලබා දෙන්න: ධාවක ගැටුම්, SELinux, පද්ධති අවසර සහ Android අනුකූලතාව සඳහා බොහෝ විට කාලය ගතවේ.
5. බල පරිභෝජනය මැනීම: නිසි ලෙස වින්‍යාස කර නොමැති නම් NFC මඟින් අක්‍රිය බලය වැඩි කළ හැක.
6. පිරිසැලසුම සහ රැහැන් ඇදීම ලේඛනගත කරන්න: IRQ හෝ යළි පිහිටුවීමේ පින් එකේ කුඩා දෝෂයක් NFC අස්ථායී කළ හැකිය.

8 කෙසිම්පුලන්

NFC-සක්‍රීය ස්මාර්ට් ජංගම දුරකතනයක් ගොඩනැගීම යනු උපාංගයේ NFC මොඩියුලයක් ඇලවීම සහ එය දිනයක් ලෙස හැඳින්වීම පමණක් නොවේ. යථාර්ථවාදී ක්‍රියාවලියකට NFC ඒකාබද්ධ කිරීමට සහය දක්වන පුවරු මත පදනම් වූ Android/අතින් ගෙන යා හැකි උපාංගයක් ගොඩනැගීම හෝ වෙනස් කිරීම, පසුව NFC මොඩියුලය, සුදුසු ඇන්ටනාව එකතු කිරීම සහ මෘදුකාංග සහාය (ධාවක, HAL සහ Android වින්‍යාසය) සැකසීම ඇතුළත් වේ. ටැග් කියවීම, ස්වයංක්‍රීයකරණය, ප්‍රවේශ පාලනය හෝ අභ්‍යන්තර යෙදුම් වැනි යෙදුම් සඳහා, මෙම ව්‍යාපෘතිය නිසැකවම කළ හැකි ය. කෙසේ වෙතත්, සම්බන්ධතා රහිත ගෙවීම් වැනි ඉහළ මට්ටමේ විශේෂාංග සඳහා, ඔබ සංකීර්ණ ආරක්ෂිත අංග, සහතික කිරීම් සහ කර්මාන්ත අවශ්‍යතා සමඟ කටයුතු කරනු ඇත.

ඔබ කැමති නම්, මට මෙම ලිපිය වඩාත් තාක්ෂණික (උදා: Android NFC ස්ටැක් ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පය, I2C + IRQ + යළි පිහිටුවීමේ රැහැන් යෝජනා ක්‍රම, හෝ AOSP ගොඩනැගීමේ පියවර) හෝ වඩාත් ප්‍රායෝගික (පහසුවෙන් සොයාගත හැකි සංරචක ලැයිස්තු සහ පරීක්ෂණ පියවර) ලෙස සකස් කළ හැකිය.