Android NFC开发详细总结

Android NFC开发

Near Field Communication (NFC) 为一短距离无线通信技术，通常有效通讯距离为4厘米以内。NFC工作频率为13.65 兆赫兹，通信速率为106 kbit/秒到 848kbit/秒。NFC手机相比普通手机来说，

短范围无线技术。

1.NFC基础

用NDEF消息格式来发送和接收NFC数据,

从NFC标签中读取NDEF数据是用标签调度系统来处理的,它会分析被发现的NFC标签,对数据进行适当的分类,并启动对该类数据感兴趣的应用程序｡想要处理被扫描到NFC标签的应用程序会声明一个Intent过滤器,并请求处理数据｡

 Android Beam™ 功能允许设备把一个NDEF消息推送到物理/硬件上相互监听的另一个设备上｡这种交互提供了比其他无线技术(如蓝牙)更容易的发送数据的方法｡因为NFC不需要手动的设备发现或配对要求，两个设备在接近到一定范围时会自动的连接｡Android Beam通过一组NFC API来使用,以便应用程序能够在设备之间来传输信息｡例如,通信录､浏览器以及YouTube等应用程序都使用Android Beam来跟其他设备共享通信录､网页和视频｡

 

1.1 NFC标签调度系统 （The Tag Dispatch System）

通常是在设备的设置菜单中NFC被禁用,否则Android设备会在非锁屏的状态下搜索NFC｡当Android设备发现NFC标签时,期望的行为是用最合适的Activity来处理该Intent,而不是询问用户使用什么应用程序｡因为设备只能在很短的范围内扫描到NFC标签,强制的让用户手动的选择一个Activity,会导致设备离开NFC标签,从而中断该连接｡你应该开发你自己的Activity来处理你所关心的NFC标签,从而阻止 选择器的操作｡

为了帮助你达到这个目标,Android提供了特殊的标签调度系统,来分析扫描到的NFC标签,通过解析数据,在被扫描到的数据中尝试找到感兴趣的应用程序,具体做法如下:

1.解析NFC标签并搞清楚标签中标识数据负载的MIME类型或URI;

2.把MIME类型或URI以及数据负载封装到一个Intent中｡

3.基于Intent来启动Activity｡

1.1.1 怎样把NFC标签映射到MIME类型和URI

开始编写NFC应用程序之前,重要的是要理解不同类型的NFC标签､标签调度系统是如何解析NFC标签的､以及在检测到NDEF消息时,标签调度系统所做的特定的工作等｡

NDEF数据格式：

NFC Data Exchange Format : NFC数据交换格式，NFC组织约定的NFC tag中的数据格式。

NDEF是轻量级的紧凑的二进制格式，可带有URL、vCard和NFC定义的各种数据类型。

NDEF的由各种数据记录组成，而各个记录由报头(Header)和有效载荷(Payload)组成，其中NDEF记录的数据类型和大小由记录载荷的报头注明，这里的报头包含3部分，分别为Length、Type和Identifier.。

NDEF数据被封装在一个消息(NdefMessage)中,该消息中包含了一条或多条记录(NdefRecord)｡每个NDEF记录必须具有良好的你想要创建的记录类型的规范的格式｡Android也支持其他的不包含NDEF数据类型的标签,你能够使用android.nfc.tech包中的类来工作｡要使用其他类型标签来工作,涉及到编写自己的跟该标签通信的协议栈,因此我们建议你尽可能的使用NDEF,以便减少开发难度,并且最大化的支持Android设备｡

注意:要下载完整的NDEF规范,请去“NFC论坛规范下载”网址来下载｡

接下来要详细的介绍Android是如何处理NDEF格式的标签的｡当Android设备扫描到包含NDEF格式数据的NFC标签时,它会解析该消息,并尝试搞清楚数据的MIME类型或URI标识｡首先系统会读取消息(NdefMessage)中的第一条NdefRecord,来判断如何解释整个NDEF消息(一个NDEF消息能够有多条NDEF记录)｡ 在格式良好的NDEF消息中,第一条NdefRecord包含以下字段信息:

1)3-bit TNF(类型名称格式)  指示如何解释可变长度类型字段,在下表1中介绍有效值｡

2)可变长度类型  说明记录的类型,如果使用TNF_WELL_KNOWN,那么则使用这个字段来指定记录的类型定义(RTD)｡在下表2中定义了有效的RTD值｡

3)可变长度ID    唯一标识该记录｡这个字段不经常使用,但是,如果需要唯一的标识一个标记,那么就可以为该字段创建一个ID｡

4)可变长度负载  你想读/写的实际的数据负载｡一个NDEF消息能够包含多个NDEF记录,因此不要以为在NDEF消息的第一条NDEF记录中包含了所有的负载｡

标签调度系统使用TNF和类型字段来尝试把MIME类型或URI映射到NDEF消息中｡如果成功,它会把信息跟实际的负载一起封装到ACTION_NEDF_DISCOVERED类型的Intent中｡但是,会有标签调度系统不能根据第一条NDEF记录来判断数据类型的情况,这样就会有NDEF数据不能被映射到MIME类型或URI,或者是NFC标签没有包含NDEF开始数据的情况发生｡在这种情况下,就会用一个标签技术信息相关的Tag对象和封装在ACTION_TECH_DISCOVERED类型Intent对象内部的负载来代替｡

表1.介绍标签调度系统映射如何把TNF和类型字段映射到MIME型或URI上｡同时也介绍了那种类型的TNF不能被映射到MIME类型或URI上｡这种情况下,标签调度系统会退化到ACTION_TECH_DISCOVERED类型的Intent对象｡

例如,如果标签调度系统遇到一个TNF_ABSOLUTE_URI类型的记录,它会把这个记录的可变长度类型字段映射到一个URI中｡标签调度系统会把这个URI跟其他相关的标签的信息(如数据负载)一起封装到ACTION_NDEF_DISCOVERED的Intent对象中｡在另一方面,如果遇到了TNF_UNKNOWN类型,它会创建一个封装了标签技术信息的Intent对象来代替｡

有以下3个附加功能： 
1.可以当成POS机来用，也就是“读取”模式  
2.可以当成一张卡来刷，也就是NFC技术最核心的移动支付功能 
3.可以像蓝牙、Wi-Fi一样做点对点通信 

NFC通信总是由一个发起者 (initiator)和一个接受者(target)组成。通常initiator 主动发送电磁场(RF)可以为被动式接受者(passive target)提供电源。其工作的基本原理和收音机类似。正是由于被动式接受者可以通过发起者提供电源，因此target 可以有非常简单的形式,比如标签，卡，sticker 的形式。

NFC 也支持点到点的通信(peer to peer) 此时参与通信的双方都有电源支持。

和其它无线通信方式如Bluetooth相比，NFC 支持的通信带宽和距离要小的多，但是它成本低，如价格标签可能只有几分钱，也不需要配对，搜寻设备等，通信双方可以在靠近的瞬间完成交互。

在Android NFC 应用中，Android手机通常是作为通信中的发起者，也就是作为NFC的读写器。Android手机也可以模拟作为NFC通信的接受者且从Android 2.3.3起也支持P2P通信。

Android对NFC的支持主要在 android.nfc 和android.nfc.tech 两个包中。

android.nfc 包中主要类如下：

· NfcManager 可以用来管理Android设备中指出的所有NFC Adapter，但由于大部分Android设备只支持一个NFC Adapter，可以直接使用getDefaultAapater 来获取系统支持的Adapter。

· NfcAdapter 为一NFC Adapter 对象，可以用来定义一个Intent使系统在检测到NFC Tag时通知你定义的Activity，并提供用来注册forground tag 消息发送的方法等。

· NdefMessage 和NdefRecord NDEF 为NFC forum 定义的数据格式。

Tag 代表一个被动式Tag对象，可以代表一个标签，卡片，钥匙扣等。当Android设备检测到一个Tag时，会创建一个Tag对象，将其放在Intent对象，然后发送到相应的Activity。

android.nfc.tech 中则定义了可以对Tag进行的读写操作的类，这些类按照其使用的技术类型可以分成不同的类如：NfcA, NfcB, NfcF,以及MifareClassic 等。

 

Android应用程序框架

 

Android系统架构

 

Android Intent-Filter

Android NFC开发环境

硬件环境：

 

软件环境：

 

-

Android NFC API

Android.nfc主要类和主要接口：

 

Android.nfc.tech 主要类和主要接口

 

Android NFC 框架

 

 

 

 

 

Android系统中集成NFC硬件方法

 

 

 

 

 

NFC开发的基础

NFC开发的步骤：

Android NFC API 使用第一步

 

 

一、在清单文件配置以下三个重要的配置

1. <uses-permission android:name="android.permission.NFC"/>
 
 2.<uses-feature android:name="android.hardware.nfc"
     android:required="true"
     />

3.支持的最小的sdk: minSdkConfig 10 .

二、NFCAdapter获取：

private NfcAdapter mNfcAdapter =null;//1.声明一个nfc的Adapter
  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
      super.onCreate(savedInstanceState);
      setContentView(R.layout.activity_main);
  }
//2.检测NFC的检测函数
  private void NfcCheck(){
      mNfcAdapter= NfcAdapter.getDefaultAdapter(this);//3.获取nfc适配器
  if(mNfcAdapter==null){
      return; //3.如果获取的mNfcAdapter=null，则说明该手机不支持nfc功能
  }else{//4.如果手机有nfc功能，进一步判断nfc是否打开
      //5.假如手机的nfc功能没有被打开。则跳到打开nfc功能的界面
      if(!mNfcAdapter.isEnabled()){
      Intent setNfc= new Intent(Settings.ACTION_NFC_SETTINGS);
       startActivity(setNfc);
      }
  }

三、NFC标签调用系统

NFC前台调度系统：是一种用于在运行的程序中，来处理NFC tag的技术。就是允许在用户手机最前端的Activity中来拦截系统发送的Intent对象。

包括两个API：

EnableForegroundDispatch:一般放在Activity的on Resume()方法里，呈现在用户界面的最前面。

disableForegroundDispatch：一般放在Activity的on Pause()方法里，

NFC标签调度系统

NFC Intent 过滤器

Android AAR