Guía rápida: Escudo NFC/RFID para arduino (PN532) Número de parte: ADA-789

Transcripción

1 Guía rápida: Escudo NFC/RFID para arduino (PN532) Número de parte: ADA-789 1

2 Contenido de la guía Introducción Diagrama esquemático Datos de referencia Acerca de NFC Características Aplicaciones Etiquetas NFC Formato de datos: NFC Data Exchange Format Ejemplo de escritura a una etiqueta de NFC en el IDE de Arduino Introducción El PN532 es un módulo de transmisión integrado para comunicaciones inalámbricas que trabaja en la frecuencia de MHZ que incluye un microcontrolador basado en el núcleo 80C52. El módulo de transmisión utiliza el concepto de modulación y demodulación completamente integrada para las diferentes clases de métodos de comunicación inalámbrica y los protocolos en la banda de MHZ. El PN532 soporta 4 diferentes modos de operación: Lectura/escritura con soporte de ISO 14443A/MIRAFE y el esquema de FeliCa. ISO 14443B solo en modo de lectura/escritura. Modo de interface de tarjeta soportando ISO 14443A/MIFARE y el esquema de FeliCa. Modo NFCIP-1. Activando el modo de lectura/escritura para el lector ISO 14443A/MIRAFE y el modo de lectura/escritura para el modo ISO 14443B, el transmisor interno de PN532 es capaz de manejar una antena de lectura/escritura diseñada para la comunicación con las tarjetas ISO14443A / MIFARE y transpondedores sin la necesidad de circuitería activa adicional. La parte de recepción proporciona una implementación robusta y eficiente de una circuitería de demodulación y decodificación de las señales compatibles de tarjetas y transpondedores ISO / MIFARE e ISO 14443B. La parte digital se encarga de la elaboración de tramas ISO14443A y detección de errores (Paridad y CRC). Activando el modo de lectura/escritura de FeliCa, el módulo de transmisión del PN532 soporta el esquema de comunicaciones de FeliCa. El receptor provee una robusta y eficiente implementación de circuitería de demodulación y decodificado de señales de FeliCa. La parte digital maneja las tramas FeliCa y la detección de errores CRC. El PN532 soporta comunicaciones inalámbricas de velocidades de más de 424 Kbps en ambas direcciones usando el modo de FeliCa. Adicionalmente, el módulo de transmisión del PN532 ofrece la posibilidad de comunicarse directamente con un segundo dispositivo NFCIP-1 con el modo NFCIP-1. El modo NFCIP- 1 ofrece diferentes velocidades de transmisión por encima de los 424 Kbit/s de acuerdo al estándar ECMA 240 NFCIP-1. La parte digital maneja la creación completa de tramas NFCIP-1 y la detección de errores. 2

3 Para el intercambio de datos se implementaron diferentes interfaces: Interface SPI. Interface I2C. Serial UART (similar al RS232 con niveles de voltajes de 0 a PVDD). Diagrama esquemático Datos de referencia Acerca de NFC La tecnología conocida como Near Field Communication o NFC puede considerarse como un avance del RFID o Radio Frequency Identification. Básicamente, NFC permite realizar una comunicación simple, segura e intuitiva entre dispositivos. NFC aparece como una evolución en el uso de aplicaciones dentro del teléfono móvil, pues se presenta como un sistema de comunicación sencilla, una alternativa para el manejo de pagos y una opción para el almacenamiento de datos de forma más segura para los dispositivos electrónicos móviles. La principal característica que hace que la tecnología NFC sea interesante y atractiva, es que complementa a otras tecnologías inalámbricas como el Bluetooth, WiFi y el mismo RFID. La principal diferencia entre NFC y los otros esquemas sin contacto, es que no está pensada para la transmisión masiva de datos, pero sí para un intercambio casi instantáneo de una poca cantidad de información y no necesita de un emparejamiento previo. 3

4 Características El NFC proporciona la comunicación inalámbrica de corto alcance mediante un campo magnético que permite el intercambio de datos, y opera en un ambiente en donde los dispositivos se encuentran separados una distancia de 4 centímetros (NFC) como máximo y si se utilizara en modo RFID el radio de lectura está entre los 10cm y 10m (RFID) dependiendo de la potencia del lector y de la sensibilidad de la etiqueta. El sistema se maneja en la banda de frecuencias no licenciada de fc=13.56 MHz, y un ancho de banda que oscila a 7 khz a cada lado de fc. Las comunicaciones pueden ser half o full dúplex [4][5]. Se utiliza el esquema de modulación Amplitud Shift Keying (ASK) y la codificación Manchester. Se disponen de tres velocidades de transmisión 106, 212 y 404 Kbps que son fijadas por el dispositivo que inicia la conexión. Un dispositivo NFC que comienza la comunicación y controla el intercambio de información es conocido como iniciador (similar al lector RFID), y el que responde al iniciador es conocido como objetivo. La comunicación puede realizarse en modo activo o bien en modo pasivo. Para los dispositivos NFC es posible hacer la comunicación en el aire con otro, actuando como etiqueta o haciendo de lector / escritor. Referente a esto, el NFC Forum define los siguientes modos de operación: Peer to peer: Es utilizado cuando surge la necesidad de transmitir una reducida cantidad de datos (unos pocos kilobytes). Si se desea elevar la cantidad de datos en la transmisión, la tecnología NFC es utilizada para concretar una conexión inalámbrica con el soporte necesario para la comunicación, como por ejemplo Bluetooth. Lectura/escritura: En este modo, se tiene la capacidad de leer y escribir las etiquetas. El dispositivo puede leer cuatro tipos de etiquetas, mismas que fueron definidas en el NFC Forum. Una vez establecida la comunicación es posible el intercambio de texto (en pequeñas cantidades), una dirección de internet o un número de teléfono. Emulación de tarjeta inteligente: Un lector puede identificar a un dispositivo NFC, como si este fuera una etiqueta NFC o una tarjeta inteligente. Este modo puede ser usado para medios de pago, transacciones bancarias, pagos rápidos y control de acceso. Aplicaciones Pagos mediante el móvil Acceso a las instalaciones mediante acreditación Carteles NFC-Publicidad Libros con contenido multimedia Integración en automóviles Etiquetas NFC Constituyen una parte importante de la tecnología NFC, implementan un almacenamiento pasivo en la espera de que algún lector NFC requiera la información que retienen. El NFC Forum ha definido cuatro tipos de etiquetas. 4

5 Formato de datos: NFC Data Exchange Format (NDEF) Se define un formato de encapsulación de mensaje para intercambiar información entre dispositivos NFC, ya sea de un dispositivo a una etiqueta o entre dos dispositivos NFC activos, también se especifican las reglas para construir un mensaje NDEF correcto, así como una cadena ordenada de registros NDEF. NDEF no hace referencia a ningún circuito, ni arquitectura de conexión, ni se debe pensar que especifique el intercambio de información, es solamente un formato de mensaje. Este formato es el mismo para tarjetas, así como para dispositivos NFC, de esto se concluye que la información de NDEF no guarda relación con el tipo de dispositivo que participa en una comunicación. Con este formato pueden transmitirse varios tipos de información, como: Documentos o fragmentos XML, imágenes de diversos formatos y datos encriptados. Cadenas de información encapsulada. Documentos múltiples que guardan alguna relación lógica. Ejemplo de escritura a una etiqueta NFC en el IDE de Arduino #include <PN532.h> #include <SPI.h> #define PN532_CS 10 PN532 nfc(pn532_cs); uint8_t written=0; #define NFC_DEMO_DEBUG 1 void setup(void) Serial.begin(9600); Serial.println("Hola"); nfc.begin(); uint32_t versiondata = nfc.getfirmwareversion(); if (! versiondata) Serial.print("No encontró la tarjeta PN53X"); while (1); Serial.print("Chip PN535 encontrado"); Serial.println((versiondata>>24) & 0xFF, HEX); Serial.print("Firmware ver. "); Serial.print((versiondata>>16) & 0xFF, DEC); Serial.print('.'); Serial.println((versiondata>>8) & 0xFF, DEC); Serial.print("Supports "); Serial.println(versiondata & 0xFF, HEX); nfc.samconfig(); void loop(void) uint32_t id; id = nfc.readpassivetargetid(pn532_mifare_iso14443a); 5

6 if (id!= 0) Serial.print("Read card #"); Serial.println(id); Serial.println(); uint8_t keys[]= 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF ; char writebuffer; writebuffer='escribe_aquí_el_contenido_a_grabar_en_la_etiqueta'; if(nfc.authenticateblock(1, id,0x08,key_a,keys)) if(written == 0) written = nfc.writememoryblock(1,0x04,writebuffer); if(written) Serial.println("Escritura exitosa"); uint8_t block[16]; if(nfc.readmemoryblock(1,0x04,block)) Serial.println("Read block 0x08:"); for(uint8_t i=0;i<16;i++) Serial.print(block[i],HEX); Serial.print(" "); Serial.println(); delay(500); AG Electrónica S.A. de C.V. República del Salvador N 20 Segundo Piso Teléfono: Acotación: Escala Rev 1. 1.ASS Rev 2. BAAB Tolerancia: Descripción: Escudo NFC/RFID para arduino (PN532) Tolerancia: Fecha: 06/05/2015 Número de parte: ADA-789 6