ווי צו מאַכן אַ סמאַרטפאָון מיט NFC פֿעיִקייטן

ווי צו מאַכן אַ סמאַרטפאָון מיט NFC פֿעיִקייטן

NFC (Near Field Communication) איז איינע פון ​​די עיקר אייגנשאפטן פון מאדערנע סמאַרטפאָונז. די טעכנאָלאָגיע ערלויבט דעוויסעס צו קאָמוניקירן איבער קורצע דיסטאַנצן (געוויינטלעך ווייניקער ווי 4 ס״מ) פֿאַר פֿאַרשידענע צוועקן ווי געלטלאָזע צאָלונגען, קאַרטל אויפֿלאָדן, טיר צוטריט, און אפילו פּערינג דעוויסעס ווי אויערפאָונז אָדער ספּיקערז. פילע מענטשן וואונדערן זיך: איז עס מעגלעך צו "מאַכן אַ סמאַרטפאָון מיט NFC"? די ענטפער איז יאָ, אָבער דאָס מיינט נישט אַז מיר דאַרפֿן בויען אַ סמאַרטפאָון פֿון קראַץ ווי אַ גרויסע פֿאַבריק. דער אַרטיקל וועט דיסקוטירן דעם מערסטן רעאַליסטישן און גלייַכגעוויכטיקן וועג צו באַקענען NFC אייגנשאַפֿטן צו אַ "היים-געמאַכטן סמאַרטפאָון" אָדער אַ מאָדיפֿיצירט/אַסעמבלט סמאַרטפאָון מיטל, אַרייַנגערעכנט די פארלאנגטע קאָמפּאָנענטן, אינטעגראַציע סטאַגעס, און די הויפּט טשאַלאַנדזשיז.

1. פֿאַרשטיין NFC און ווי עס אַרבעט

NFC אַרבעט אויף אַ פרעקווענץ פון 13,56 MHz און שטיצט קאָמוניקאַציע מאָדעס ווי:

1. לייענער/שרײַבער מאָדע: דער סמאַרטפאָון אַקט ווי אַן NFC טאַג לייענער (למשל לייענען אַקסעס קאַרדס אָדער קלעפּיק NFC טאַגס).
2. קאַרטל עמולאַציע מאָדע: דער סמאַרטפאָון "עמולירט" אַ קאַרטל, למשל פֿאַר צאָלונגען אָדער צוטריט קאָנטראָל.
3. פּיר-צו-פּיר מאָדע: דאַטן אויסטויש צווישן דעוויסעס (למשל שיקן קאָנטאַקטן אָדער שנעל פּערינג).

אין סמאַרטפאָונז, באשטייט דער NFC מאָדול געוויינטלעך פון:
– NFC קאָנטראָללער/IC (הויפּט טשיפּ פון NFC קאָנטראָללער),
– NFC אַנטענע (שפּול-פאָרמיגע אַנטענע),
– זיכער עלעמענט (SE) אדער אלטערנאטיוון ווי HCE (האוסט קארד עמולאציע) פאר קארד עמולאציע,
– פֿאַרבינדונג צום הויפּט פּראַסעסאָר דורך אַ באַס ווי I2C אָדער SPI, ווי אויך מאַכט קאָנטראָל.

2. באַשטימען דעם צוגאַנג: בויען פֿון קראַץ קעגן מאָדיפֿיצירן דעם מיטל

בויען א סמאַרטפאָון פֿון קראַץ (PCB פּלאַן, אויסקלײַבן אַ SoC, שאַפֿן באַסעבאַנד פֿירמווער, ראַדיאָ סערטיפֿיקאַציע, אאַז"וו) איז גאָר קאָמפּליצירט און כּמעט אוממעגלעך צו סקאַלירן אינדיווידועל אָן אַ גרויסע מאַנשאַפֿט און הוצאה.

א מער רעאליסטישער צוגאַנג:
1. אויסקלייבן אַ סמאַרטפאָון/ברעט וואָס שטיצט שוין NFC אָבער איז נאָך נישט אַקטיוו (געוויסע פֿאַלן אויף דעווייס וועריאַנטן).
2. בויען א סמאַרטפאָון באַזירט אויף אַן איינציק-ברעט קאָמפּיוטער (SBC) + סעלולאַר מאָדול, און דערנאָך צולייגן NFC.
3. שאַפֿן אַ "סמאַרטפאָן-ווי" מיטל (אַנדרויד מיטל) מיט NFC, למשל אַ קיאָסק מיטל, מנהג-געמאַכטע האַנט-געהאלטענע מיטל, אָדער פּראָטאָטיפּ.

פֿאַר דעם אַרטיקל, פֿאָקוסירן מיר זיך אויף די צווייטע און דריטע צוגאַנגען ווײַל זיי מאַכן דעם מערסטן טעכנישן זין און זענען מעגלעך ווי אַ פּראָיעקט פֿאַר אַנטוויקלונג פֿון אַ דעווײַס.

3. פארלאנגטע קאמפאנענטן

דאָ זענען די הויפּט קאָמפּאָנענטן אויב איר ווילט מאַכן אַן אַנדרויד/האַנדכעלד מיטל וואָס האט NFC:

א) קאמפיוטינג פלאטפארמע (דער מוח פון דעם אפאראט)
– SBC (למשל ARM באזירט) וואָס קען לויפן אַנדרויד/לינוקס.
– אַלטערנאַטיוו: אַ מער "גרייט-צו-נוצן" אַנדרויד אַנטוויקלונג ברעט.

וויכטיגע קריטעריעס:
שטיצט I2C/SPI/UART צובינד פֿאַר NFC מאָדול,
– שטיצע פֿאַר מאָדיפיצירבארע דרייווערס און קערנעלס,
– שטאַרק גענוג צו לויפן אַנדרויד.

ב) סעלולאַרער מאָדול (כדי צו זיין ווערט צו ווערן גערופן אַ "סמאַרטפאָן")
אויב איר ווילט אז די דעווייס זאל טאקע קענען רופן/SMS/מאביל דאטא:
– 4G/5G מאָדול (למשל USB אדער M.2 באזירט LTE מאָדעם),
– דרייווער שטיצע און אינטעגראציע אין די אפערירן סיסטעם.

באַמערקונג: דאָס איז אָפט דער קאָמפּליצירטסטער טייל, ווײַל שטימע רופן דאַרפן IMS/VoLTE שטיצע, וואָס איז נישט שטענדיק גרינג.

ג) NFC מאָדול
איר וועט דאַרפֿן אַן NFC מאָדול מיט קלאָרע ספּעציפֿיקאַציעס. דער מאָדול קען זײַן:
– NFC IC + באַזונדער אַנטענע,
– אינטעגראַציע-גרייט מאָדול (קליין ברעט) וואָס גיט I2C/SPI קאַנעקשאַנז און ינטעראַפּט פּינס.

פּאָפּולערע NFC טשיפּס אין דער אינדוסטריע אַרייַננעמען די פון NXP, STMicroelectronics, און אַנדערע. אָבער, טשיפּ סעלעקציע זאָל אויך באַטראַכטן:
– די פאַרפֿיגבאַרקייט פֿון דרייווערס פֿאַר אַנדרויד,
– אינטעגראַציע דאָקומענטאַציע,
– זיכער עלעמענט רעקווייערמענט אויב איר ווילט צאָלונג פֿונקציע.

ד) NFC אַנטענע
אַנטענעס זענען אַ וויכטיקער פאַקטאָר אין פאָרשטעלונג. זאכן צו באַטראַכטן:
– גרייס פון די שפּול,
– פּלאַצירונג (געוויינטלעך לעבן דער הינטערשטער דעקל),
– דיסטאַנץ פֿון מעטאַל/באַטעריע,
– צופּאַסן/אַדזשאַסטירן אימפּעדאַנס צו ענשור סטאַביל לייענען.

ה) זיכער עלעמענט (אפציאנאל אבער וויכטיג פאר צאָלונגען)
אויב די ציל איז נאָר צו לייענען טאַגס (למשל קאָנטראָלירן די באַלאַנס פון אַ באַזונדער קאַרטל, לייענען די UID טאַג, אויטאָמאַציע), קענט איר נוצן רעגולער NFC אָן אַ זיכער עלעמענט.

אָבער, אויב די ציל איז צאַפּ-צו-צאָלן צאָלונגען אָדער זיכערע קאַרטל עמולאַציע:
– זיכער עלעמענט איז פארלאנגט (איינגעבעטן SE, SIM-באזירט SE, אדער עקסטערנאַל SE),
– פּלוס סערטיפיקאַציע און צאָלונג עקאָסיסטעם אינטעגראַציע (זייער שווער פֿאַר DIY פּראָיעקטן).

אדער, שטיצט אנדרויד HCE (האוסט קארד עמולאציע) פאר געוויסע באנוץ פעלער, אבער פאר קאמערציעלע צאָלונגען פארלאנגט עס נאך ​​אלץ זיכערהייט רעקווייערמענץ און קאאפעראציע צווישן פארקויפער און צאָלונג נעטוואָרק.

ו) מאַכט, קעיסינג, באַטאַרייע און פאַרשטעלן
צו מאַכן דעם מיטל טאַקע ווי אַ סמאַרטפאָון:
– עקראַן (LCD/OLED) + טאָוטשסקרין קאָנטראָללער,
– לי-יאָן באַטאַרייע + BMS/טשאַרדזשינג IC,
– מאַכט פאַרוואַלטונג,
– א קעסטל וואָס שטערט נישט די NFC אַנטענע.

מעטאַל אין דעם קעיס קען שטערן NFC, אַזוי פּלאַסטיק מאַטעריאַלן זענען מער NFC-פרייַנדלעך.

4. NFC האַרדווער אינטעגראַציע בינע

שריט 1: דעפינירן דעם אינטערפייס
רובֿ NFC מאָדולן פאַרבינדן זיך צום פּראַסעסאָר דורך:
– I2C (אַלגעמיין),
– SPI (פאַסטער),
– פּלוס אַן IRQ/אינטעראַפּט פּין צו מעלדן דעם סיסטעם ווען אַ טאַג איז פאַראַן.

זייט זיכער אז די מאַדערבאָרד האט פאַראַן פּינס און קאָמפּאַטיבלע וואָולטאַזש לעוועלס (למשל, 1,8V אָדער 3,3V). אויב זיי פּאַסן נישט, ניצט אַ לעוועל שיפטער.

שריט 2: פּלאַנירן די אַנטענע פּלאַצירונג
די אַנטענע זאָל זיין געשטעלט:
– אַזוי נאָענט ווי מעגלעך צום אויסערן ייבערפֿלאַך (הינטערשטן דעקל),
– ווייט פון גרויסע באַטעריעס אדער מעטאַלענע שילדן,
– נישט באדעקט מיט שטערנדיקע מעטאַל סטיקערז אָדער מאַגנעטישע רינגען.

מעטאַל ראַמען אָדער מאַגנעטישע מאַונטס קענען דראַסטיש רעדוצירן NFC קייט.

שריט 3: צופּאַסן און טונען די אַנטענע
אין אינדוסטריעלע דיזיינס, ווערן NFC אַנטענעס איינגעשטעלט מיט אַ צופּאַסנדיקן קרייז (קאַפּאַציטאָר/אינדוקטאָר) צו דערגרייכן רעזאָנאַנץ ביי 13,56 MHz. אויב איר ניצט אַן אָפן-דער-שעלוו מאָדול, איז דאָס געוויינטלעך פאַר-איינגעשטעלט, אָבער עס קען דאַרפן אַדזשאַסטמענט דיפּענדינג אויף דעם קעסטל און פּאָזיציע.

שריט 4: גרונטלעכע קאָמוניקאַציע טעסט
דורכפירן ערשטע טעסטינג:
– צי דער מאָדול ווערט דעטעקטירט דורך דער סיסטעם (I2C דעווייס איז קענטיק),
– קען דער מאָדול דעטעקטירן טאַגס,
– איז די קאַווערידזש סטאַביל.

גרונטלעכע מכשירים אין לינוקס קענען העלפן קאָנטראָלירן דעם I2C בוס, בשעת אין אַנדרויד וועט איר טעסטן דורך לאָגקאַט און NFC טעסט אַפּליקאַציעס.

5. ווייכווארג אינטעגראציע: דרייווער, קערנעל, און אַנדרויד פרэйמווערק

כּדי NFC זאָל אַרבעטן אויף אַנדרויד, איז עס נישט גענוג נאָר צו אינסטאַלירן די האַרדווער. איר דאַרפֿט ווייכווארג לייַערס:

א) קערנעל דרייווער
– דער NFC מאָדול מוז דערקענט ווערן דורך דעם קערנעל דורך דעם פּאַסיקן דרייווער.
– איר זאלט ​​אפשר דארפן אקטיוויזירן קערנעל קאנפיגוראציע אדער צולייגן דרייווערס.

ב) HAL (האַרדווער אַבסטראַקציע שיכט)
אַנדרויד ניצט די HAL צו פאַרבינדן די פריימווערק מיט די האַרדווער. פֿאַר NFC, מוז די HAL זיין קאָמפּאַטיבל מיטן טשיפּ וואָס ווערט גענוצט.

ג) סיסטעם קאָנפיגוראַציע און פּערמישאַנז
אויף אַנדרויד, דאַרפֿסטו:
– אַקטיווירן NFC פֿונקציע אויף בויען (פֿונקציע פֿלאַגן),
– זיכער מאַכן אַז דער NFC סערוויס אַרבעט,
– צוגעגעבן פארקויפער קאנפיגוראציע טעקעס שייך צו NFC טשיפס,
– זיכער מאַכן אַז פּערמישאַנז און SELinux פּאָליטיקס בלאָקירן נישט צוטריט.

ד) אַפּליקאַציע און טעסטינג
אַמאָל NFC איז אַקטיוו:
– NDEF טאַג לייענען טעסט,
– לייענער/שרײַבער מאָדע טעסט,
– אַנדרויד בים טעסט (אַלטע פֿונקציע) אָדער באַטייַטיק דאַטן וועקסל,
– קאָמפּאַטאַביליטי טעסטינג מיט MIFARE/NTAG טאַגס ווי נויטיק.

6. גרויסע שוועריקייטן: צאָלונג און סערטיפיקאַציע

אסאך מענטשן נעמען אן אז "האבן NFC" מיינט אז מען קען עס גלייך נוצן פאר צאָלונגען. אין פאַקט, NFC צאָלונגען אַרייַננעמען:
– זיכער עלעמענט אדער עקוויוואַלענטע זיכערהייט סכעמע,
– זיכערהייט סערטיפיקאציע,
– באַשטעטיקונג פֿון צאָלונג נעטוואָרקס און באַנקן,
– אינטעגראַציע מיט סערוויסעס ווי גוגל וואַללעט אדער לאקאלע צאָלונג סכעמעס.

פֿאַר פּערזענלעכע פּראָיעקטן, איז די מערסט רעאַליסטישע:
– לייענען NFC טאַגס,
– צוטריט סיסטעמען (למשל פֿאַר טירן),
– אויטאמאציע מיט NFC טאַגס,
– מיטגלידערשאַפט קאַרטל, קיאָסק, אָדער אינערלעכע אַפּליקאַציע.

שאַפֿן אַ "זעלבסט-געמאַכט" מיטל וואָס קען געניצט ווערן פֿאַר עפֿנטלעכע צאָלונג סיסטעמען איז כּמעט נישט רעאַליסטיש אָן אָפֿיציעלע אינדוסטריע קאַנאַלן.

7. פּראַקטישע עצות פֿאַר פּראָיעקט הצלחה

1. אָנהייבן מיט אַ פּשוטער ציל: פאָקוסירן ערשט אויף לייענען טאַגס און שרייבן NDEF.
2. ניצט א געמיינזאמען NFC מאדול: קלייבט אויס איינעם מיט פולשטענדיגע דאקומענטאציע און אינטעגראציע ביישפילן.
3. באַטראַכט דעם פאַל פֿון אָנהייב: מעטאַלענע קעסטלעך און מאַגנעטן זענען די שונאים פֿון NFC.
4. לאָזט צייט פֿאַר ווייכווארג דיבאַגינג: דרייווער קאָנפליקטן, SELinux, סיסטעם פּערמישאַנז, און אַנדרויד קאָמפּאַטאַבילאַטי נעמען אָפט צייט.
5. מעסטן מאַכט קאַנסאַמשאַן: NFC קען פאַרגרעסערן ליידיק מאַכט אויב נישט קאַנפיגיערד ריכטיק.
6. דאקומענטירן די אויסשטעל און וויירינג: א קליינע טעות אין די IRQ אדער ריסעט פּין קען מאכן NFC אומסטאביל.

8. קעסימפולאַן

בויען אן NFC-פארמעגלעכן סמארטפאן איז נישט נאר וועגן אנקלעבן אן NFC מאדול אויפן אפאראט און עס ענדיגן. דער רעאליסטישער פראצעס באשטייט פון בויען אדער מאדיפיצירן אן אנדרויד/האנטכעלד אפאראט באזירט אויף א ברעט וואס שטיצט NFC אינטעגראציע, דערנאך צולייגן דעם NFC מאדול, די צוגעפאסטע אנטענע, און אויפשטעלן די ווייכווארג שטיצע (דרייווערס, HAL, און אנדרויד קאנפיגוראציע). פאר אפליקאציעס ווי טעג לייענען, אויטאמאטיזאציע, צוטריט קאנטראל, אדער אינערליכע אפליקאציעס, איז דאס פראיעקט זיכער מעגליך. אבער, פאר העכערע-לעוועל אייגנשאפטן ווי קאנטאקטלאזע צאלונגען, וועט איר זיך אפגעבן מיט קאמפליצירטע זיכערע עלעמענטן, סערטיפיקאציעס, און אינדוסטריע רעקווייערמענטס.

אויב איר ווילט, קען איך צופּאַסן דעם אַרטיקל צו זיין מער טעכניש (למשל מיט ביישפילן פון אַנדרויד NFC סטעק אַרכיטעקטור, I2C + IRQ + ריסעט וויירינג סכעמאַטיקס, אָדער AOSP בויען טריט), אָדער מער פּראַקטיש (גרינג צו געפֿינען קאָמפּאָנענט ליסטעס און טעסט טריט).