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COMM
NFC/RFID
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- ELETTRONICA OGGI 450 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2015
Lettori e tag: gli elementi base di NFC/RFID
NFC/RFID è una tecnologia di comunicazione wireless
a corto raggio basata su uno standard che consente la
comunicazione tra dispositivi in contatto o posti a bre-
ve distanza gli uni dagli altri. Essa lavora a una distanza
compresa tra pochi centimetri fino a 1 metro e utilizza
l’accoppiamento induttivo, un processo che prevede il
trasferimento di energia attraverso un campo magnetico
condiviso tra i due dispositivi coinvolti. Il concetto è del
tutto analogo a quello di un trasformatore in aria (ovve-
ro senza nucleo), dove la bobina dell’antenna del lettore
rappresenta il primario e la bobina dell’antenna del tag
rappresenta il secondario. Il lettore utilizza l’induzione
magnetica per generare un campo di onde radio che vie-
ne rilevato dal tag. Di conseguenza, quando un tag è po-
sizionato in prossimità del lettore, il campo proveniente
dalla bobina dell’antenna del lettore si accoppierà con la
bobina dell’antenna del tag.
In questo modo nel tag vie-
ne indotta una tensione che
viene rettificata e utilizzata
per alimentare il circuito in-
terno del tag.
La modalità utilizzata dal
lettore per modulare il cam-
po al fine di comunicare i
dati con il tag è schematiz-
zata in figura 1. Per trasfe-
rire i dati dal tag al lettore
il circuito del tag modifica
il carico sulla sua bobina,
mentre il lettore trasmette
una portante non modu-
lata. Questa viene rilevata
dal lettore come risultato
del mutuo accoppiamento.
Questo schema di variazio-
ne del carico è denominato
modulazione del carico (load modulation). La tecnologia
NFC/RFID opera a una frequenza portante di 13,56 MHz
(frequenza di banda ISM libera in tutto il mondo) e deve
risultare conforme alle specifiche definite da alcuni stan-
dard tra cui ISO/IEC 14443 Tipi A&B e ISO/IEC 15693(2).
In questo esempio, MAX66242 è essenzialmente un inte-
grato passivo, un tag passivo che non richiede una sor-
gente di energia esterna per funzionare. Un tag passivo
sfrutta l’energia derivante dal campo elettromagnetico
del lettore. Tra le applicazioni tipiche della tecnologia
NFC/RFID si possono segnalare il controllo degli accessi,
poster “smart”, coupon e carte fedeltà, pagamenti in mo-
bilità (carte di credito contactless), biglietteria e riscos-
sione pedaggi.
Oltra a ciò, grazie all’autenticazione, i progettisti possono
raccogliere e scambiare in modo sicuro dati di calibrazio-
ne/configurazione con i loro dispostivi elettronici portatili
anche quando questi ultimi non sono in funzione o sono
scarichi. La soluzione schematizzata in figura 1 consente
a un dispositivo elettronico embedded di interfacciarsi in
modalità wireless con qualsiasi dispositivo e rete circo-
stante mediante un’interfaccia I
2
C.
Sicurezza avanzata
Nelle applicazioni NFC/RFID è richiesta la presenza di nu-
merose funzionalità tra cui: sicurezza avanzata integrata
nell’autenticatore (Fig. 2), che abbina un’interfaccia NFC/
RFID wireless con un’interfaccia I
2
C; modalità di prote-
zione dei dati; elevata velocità di trasferimento dei dati
e funzione di energy harvesting (accumulo e riutilizzo
dell’energia). MAX66242 prevede un engine di cifratura
SHA-256 che garantisce una autenticazione di tipo chal-
lenge/response simmetrica basata su una chiave segreta
condivisa. Un buffer SRAM da 32 byte semplifica il tra-
sferimento di dati ad alta velocità mediante l’interfaccia
I
2
C. Il pin V
OUT
per l’energy-harvesting sul tag permette
di utilizzare l’antenna per accumulare energia dal campo
HF del lettore.
La sicurezza garantita dalla standard SHA-256, l’eleva-
ta velocità di trasferimento dati e la funzione di ener-
gy harvesting — ovvero le caratteristiche distintive di
Fig. 2 – Schema a blocchi funzionale del tag passivo MAX66342