NFC的读写实现--高上

NFC简介：

Near Field Communication 近场通信，是一种数据传输技术。

与wifi、蓝牙、红外线等数据传输技术的一个主要差异就是有效距离一般不能超过4cm。

NFC支持3种工作模式：

1.读卡器模式；

2.仿真卡模式；

3.点对点模式；

1.读卡器模式：

通过NFC设备（支持NFC的Android手机）从带有NFC芯片的标签、贴纸、报纸、明信片等媒介读取信息，或将数据写到这些媒介中。

2.仿真卡模式：

是将支持NFC的手机或其他电子设备当成借记卡、信用卡、公交卡、门禁卡等IC卡使用；基本原理是将相应的IC卡中的信息（支付凭证）封装成数据包存储在支持NFC的手机中，在使用时还需要一个NFC射频器（相当于刷传统IC卡时使用的刷卡器），将手机靠近NFC射频器，手机就会收到NFC射频器发过来的信号，在通过一系列复杂的验证后，将IC卡的相应信息传入NFC射频器，最后这些IC卡数据会传入NFC射频器连接的计算机，并进行相应的处理（如电子转账、开门等操作）。

3.点对点模式：

与蓝牙、红外差不多，可以用于不同的NFC设备之间进行数据交换，只是NFC的点对点模式有效距离更短，不能超过4cm；但是如果两个设备使用的都是Android4.2及以上版本，NFC会直接利用蓝牙传输，这种技术被称为Android Beam，所以Android Beam传输数据的两部设备不局限于4cm之内。

基础知识：

1.Android SDK API主要支持NFC论坛标准（Forum Standard），这种标准被称为NDEF（NFC Data Exchange Format，NFC数据交换格式）；

2.Android SDK API支持如下三种NDEF数据的操作：

a.从NFC标签读取NDEF格式的数据；

b.向NFC标签写入NDEF格式的数据；

c.通过Android Beam技术将NDEF数据发送到另一部NFC设备；

3.在一个NFC设备读取NFC标签或另一个NFC设备中的数据之前会在0.1秒的时间之内建立NFC连接，然后数据会自动从被读取一端流向读取数据的一端；数据接收端会根据具体的数据格式和标签类型调用相应的Activity（这种行为也称为Tag Dispatch），这些Activity都需要定义Intent Filter，这些Intent Filter中就会指定不同的过滤机制，分为三个级别，也称为NFC的三重过滤机制。

4.NDEF_DISCOVERED：

只过滤固定格式的NDEF数据。例如：纯文本、指定协议（http、ftp、smb等）的URI等；

  TECH_DISCOVERED：

当ACTION_NDEF_DISCOVERED指定的过滤机制无法匹配Tag时，就会使用这种过滤机制进行匹配，这种过滤机制并不是通过Tag中的数据格式进行匹配的，而是根据Tag支持的数据存储格式进行匹配，因此这种过滤机制的范围更广；

  TAG_DISCOVERED：

如果将NFC过滤机制看成if...else if...else语句的话，那么这种过滤机制就相当于else部分，当前面两种过滤机制都匹配失败后，系统就会利用这种过滤机制来处理，这种过滤机制用来处理未识别的Tag（数据格式不对，而且Tag支持的格式也不匹配）。

5.Android系统会依次匹配NDEF_DISCOVERED、TECH_DISCOVERED和TAG_DISCOVERED；如果通过三重过滤机制仍然无法匹配Tag，则什么都不做；通常在成功匹配Tag后，Android设备会发出比较清脆的声音，而未成功匹配Tag，就会发出比较沉闷的声音。

此过程的处理流程如下图所示：

6.在manifest文件中需要设置的部分有：

设置权限：

限制Android版本：

android:minSdkVersion="14"

限制安装的设备：

设置Activity的Intent Filter，比如设置为三种过滤机制的一种：

    

接下来，我们来第一个例子，这个例子是属于读卡器模式，从NFC芯片中读取和写入数据。

它的manifest文件内容如下：

 xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
 <manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
     package="com.r8c.nfc_demo"
     android:versionCode="110"
     android:versionName="1.1.0" >

     <uses-sdk
         android:minSdkVersion="15"
         android:targetSdkVersion="17" />

     <uses-permission android:name="android.permission.NFC" />

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

     <application
         android:allowBackup="true"
         android:icon="@drawable/ic_launcher"
         android:label="@string/app_name"
         android:theme="@style/AppTheme" >

         <activity
             android:name="com.r8c.nfc_demo.NfcDemoActivity"
             android:configChanges="orientation|keyboardHidden|screenSize"
             android:label="@string/app_name"
             android:launchMode="singleTask">
             <intent-filter>
                 <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                 <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
             intent-filter>

             <intent-filter>
                 <action android:name="android.nfc.action.TECH_DISCOVERED" />
             intent-filter>

             <meta-data
                 android:name="android.nfc.action.TECH_DISCOVERED"
                 android:resource="@xml/nfc_tech_filter" />
         activity>
     application>

 manifest>

它的Activity的内容如下，包括读取、写入、删除三大功能：（其中删除功能是通过写入空值来实现的）

 import java.io.IOException;
 import java.io.UnsupportedEncodingException;
 import java.nio.charset.Charset;

 import android.media.AudioManager;
 import android.media.MediaPlayer;
 import android.media.RingtoneManager;
 import android.net.Uri;
 import android.nfc.FormatException;
 import android.nfc.NdefMessage;
 import android.nfc.NdefRecord;
 import android.nfc.NfcAdapter;
 import android.nfc.Tag;
 import android.nfc.tech.MifareUltralight;
 import android.nfc.tech.Ndef;
 import android.nfc.tech.NfcA;
 import android.os.Bundle;
 import android.app.Activity;
 import android.app.PendingIntent;
 import android.content.Context;
 import android.content.Intent;
 import android.content.IntentFilter;
 import android.graphics.Color;
 import android.util.Log;
 import android.view.Menu;
 import android.view.View;
 import android.view.View.OnClickListener;
 import android.widget.Button;
 import android.widget.TextView;
 import android.widget.Toast;

 public class NfcDemoActivity extends Activity implements OnClickListener {

     // NFC适配器
     private NfcAdapter nfcAdapter = null;
     // 传达意图
     private PendingIntent pi = null;
     // 滤掉组件无法响应和处理的Intent
     private IntentFilter tagDetected = null;
     // 文本控件
     private TextView promt = null;
     // 是否支持NFC功能的标签
     private boolean isNFC_support = false;
     // 读、写、删按钮控件
     private Button readBtn, writeBtn, deleteBtn;

     @Override
     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
         super.onCreate(savedInstanceState);
         setContentView(R.layout.activity_nfc_demo);
         setupViews();
         initNFCData();
     }

     @Override
     protected void onResume() {
         super.onResume();
         if (isNFC_support == false) {
             // 如果设备不支持NFC或者NFC功能没开启，就return掉
             return;
         }
         // 开始监听NFC设备是否连接
         startNFC_Listener();

         if (NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED.equals(this.getIntent()
                 .getAction())) {
             // 注意这个if中的代码几乎不会进来，因为刚刚在上一行代码开启了监听NFC连接，下一行代码马上就收到了NFC连接的intent，这种几率很小
             // 处理该intent
             processIntent(this.getIntent());
         }
     }

     @Override
     protected void onPause() {
         super.onPause();
         if (isNFC_support == true) {
             // 当前Activity如果不在手机的最前端，就停止NFC设备连接的监听
             stopNFC_Listener();
         }
     }

     @Override
     protected void onNewIntent(Intent intent) {
         super.onNewIntent(intent);
         // 当前app正在前端界面运行，这个时候有intent发送过来，那么系统就会调用onNewIntent回调方法，将intent传送过来
         // 我们只需要在这里检验这个intent是否是NFC相关的intent，如果是，就调用处理方法
         if (NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED.equals(intent.getAction())) {
             processIntent(intent);
         }
     }

     @Override
     public void onClick(View v) {

         // 点击读按钮后
         if (v.getId() == R.id.read_btn) {
             try {
                 String content = read(tagFromIntent);
                 if (content != null && !content.equals("")) {
                     promt.setText(promt.getText() + "nfc标签内容：\n" + content
                             + "\n");
                 } else {
                     promt.setText(promt.getText() + "nfc标签内容：\n" + "内容为空\n");
                 }
             } catch (IOException e) {
                 promt.setText(promt.getText() + "错误:" + e.getMessage() + "\n");
                 Log.e("myonclick", "读取nfc异常", e);
             } catch (FormatException e) {
                 promt.setText(promt.getText() + "错误:" + e.getMessage() + "\n");
                 Log.e("myonclick", "读取nfc异常", e);
             }
             // 点击写后写入
         } else if (v.getId() == R.id.write_btn) {
             try {
                 write(tagFromIntent);
             } catch (IOException e) {
                 promt.setText(promt.getText() + "错误:" + e.getMessage() + "\n");
                 Log.e("myonclick", "写nfc异常", e);
             } catch (FormatException e) {
                 promt.setText(promt.getText() + "错误:" + e.getMessage() + "\n");
                 Log.e("myonclick", "写nfc异常", e);
             }
         } else if (v.getId() == R.id.delete_btn) {
             try {
                 delete(tagFromIntent);
             } catch (IOException e) {
                 promt.setText(promt.getText() + "错误:" + e.getMessage() + "\n");
                 Log.e("myonclick", "删除nfc异常", e);
             } catch (FormatException e) {
                 promt.setText(promt.getText() + "错误:" + e.getMessage() + "\n");
                 Log.e("myonclick", "删除nfc异常", e);
             }
         }
     }

     private void setupViews() {
         // 控件的绑定
         promt = (TextView) findViewById(R.id.promt);
         readBtn = (Button) findViewById(R.id.read_btn);
         writeBtn = (Button) findViewById(R.id.write_btn);
         deleteBtn = (Button) findViewById(R.id.delete_btn);
         // 给文本控件赋值初始文本
         promt.setText("等待RFID标签");
         // 监听读、写、删按钮控件
         readBtn.setOnClickListener(this);
         writeBtn.setOnClickListener(this);
         deleteBtn.setOnClickListener(this);
     }

     private void initNFCData() {
         // 初始化设备支持NFC功能
         isNFC_support = true;
         // 得到默认nfc适配器
         nfcAdapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(getApplicationContext());
         // 提示信息定义
         String metaInfo = "";
         // 判定设备是否支持NFC或启动NFC
         if (nfcAdapter == null) {
             metaInfo = "设备不支持NFC！";
             Toast.makeText(this, metaInfo, Toast.LENGTH_SHORT).show();
             isNFC_support = false;
         }
         if (!nfcAdapter.isEnabled()) {
             metaInfo = "请在系统设置中先启用NFC功能！";
             Toast.makeText(this, metaInfo, Toast.LENGTH_SHORT).show();
             isNFC_support = false;
         }

         if (isNFC_support == true) {
             init_NFC();
         } else {
             promt.setTextColor(Color.RED);
             promt.setText(metaInfo);
         }
     }

     @Override
     public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
         // Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.
         getMenuInflater().inflate(R.menu.nfc_demo, menu);
         return true;
     }

     // 字符序列转换为16进制字符串
     private String bytesToHexString(byte[] src) {
         return bytesToHexString(src, true);
     }

     private String bytesToHexString(byte[] src, boolean isPrefix) {
         StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
         if (isPrefix == true) {
             stringBuilder.append("0x");
         }
         if (src == null || src.length <= 0) {
             return null;
         }
         char[] buffer = new char[2];
         for (int i = 0; i < src.length; i++) {
             buffer[0] = Character.toUpperCase(Character.forDigit(
                     (src[i] >>> 4) & 0x0F, 16));
             buffer[1] = Character.toUpperCase(Character.forDigit(src[i] & 0x0F,
                     16));
             System.out.println(buffer);
             stringBuilder.append(buffer);
         }
         return stringBuilder.toString();
     }

     private Tag tagFromIntent;

     /**
      * Parses the NDEF Message from the intent and prints to the TextView
      */
     public void processIntent(Intent intent) {
         if (isNFC_support == false)
             return;

         // 取出封装在intent中的TAG
         tagFromIntent = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG);

         promt.setTextColor(Color.BLUE);
         String metaInfo = "";
         metaInfo += "卡片ID：" + bytesToHexString(tagFromIntent.getId()) + "\n";
         Toast.makeText(this, "找到卡片", Toast.LENGTH_SHORT).show();

         // Tech List
         String prefix = "android.nfc.tech.";
         String[] techList = tagFromIntent.getTechList();

         //分析NFC卡的类型： Mifare Classic/UltraLight Info
         String CardType = "";
         for (int i = 0; i < techList.length; i++) {
             if (techList[i].equals(NfcA.class.getName())) {
                 // 读取TAG
                 NfcA mfc = NfcA.get(tagFromIntent);
                 try {
                     if ("".equals(CardType))
                         CardType = "MifareClassic卡片类型 \n 不支持NDEF消息 \n";
                 } catch (Exception e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             } else if (techList[i].equals(MifareUltralight.class.getName())) {
                 MifareUltralight mifareUlTag = MifareUltralight
                         .get(tagFromIntent);
                 String lightType = "";
                 // Type Info
                 switch (mifareUlTag.getType()) {
                 case MifareUltralight.TYPE_ULTRALIGHT:
                     lightType = "Ultralight";
                     break;
                 case MifareUltralight.TYPE_ULTRALIGHT_C:
                     lightType = "Ultralight C";
                     break;
                 }
                 CardType = lightType + "卡片类型\n";

                 Ndef ndef = Ndef.get(tagFromIntent);
                 CardType += "最大数据尺寸:" + ndef.getMaxSize() + "\n";

             }
         }
         metaInfo += CardType;
         promt.setText(metaInfo);
     }

     // 读取方法
     private String read(Tag tag) throws IOException, FormatException {
         if (tag != null) {
             //解析Tag获取到NDEF实例
             Ndef ndef = Ndef.get(tag);
             //打开连接
             ndef.connect();
             //获取NDEF消息
             NdefMessage message = ndef.getNdefMessage();
             //将消息转换成字节数组
             byte[] data = message.toByteArray();
             //将字节数组转换成字符串
             String str = new String(data, Charset.forName("UTF-8"));
             //关闭连接
             ndef.close();
             return str;
         } else {
             Toast.makeText(NfcDemoActivity.this, "设备与nfc卡连接断开，请重新连接...",
                     Toast.LENGTH_SHORT).show();
         }
         return null;
     }

     // 写入方法
     private void write(Tag tag) throws IOException, FormatException {
         if (tag != null) {
             //新建NdefRecord数组，本例中数组只有一个元素
             NdefRecord[] records = { createRecord() };
             //新建一个NdefMessage实例
             NdefMessage message = new NdefMessage(records);
             // 解析TAG获取到NDEF实例
             Ndef ndef = Ndef.get(tag);
             // 打开连接
             ndef.connect();
             // 写入NDEF信息
             ndef.writeNdefMessage(message);
             // 关闭连接
             ndef.close();
             promt.setText(promt.getText() + "写入数据成功！" + "\n");
         } else {
             Toast.makeText(NfcDemoActivity.this, "设备与nfc卡连接断开，请重新连接...",
                     Toast.LENGTH_SHORT).show();
         }
     }

     // 删除方法
     private void delete(Tag tag) throws IOException, FormatException {
         if (tag != null) {
             //新建一个里面无任何信息的NdefRecord实例
             NdefRecord nullNdefRecord = new NdefRecord(NdefRecord.TNF_MIME_MEDIA,
                     new byte[] {}, new byte[] {}, new byte[] {});
             NdefRecord[] records = { nullNdefRecord };
             NdefMessage message = new NdefMessage(records);
             // 解析TAG获取到NDEF实例
             Ndef ndef = Ndef.get(tag);
             // 打开连接
             ndef.connect();
             // 写入信息
             ndef.writeNdefMessage(message);
             // 关闭连接
             ndef.close();
             promt.setText(promt.getText() + "删除数据成功！" + "\n");
         } else {
             Toast.makeText(NfcDemoActivity.this, "设备与nfc卡连接断开，请重新连接...",
                     Toast.LENGTH_SHORT).show();
         }
     }

     //返回一个NdefRecord实例
     private NdefRecord createRecord() throws UnsupportedEncodingException {
         //组装字符串，准备好你要写入的信息
         String msg = "BEGIN:VCARD\n" + "VERSION:2.1\n" + "中国湖北省武汉市\n"
                 + "武汉大学计算机学院\n" + "END:VCARD";
         //将字符串转换成字节数组
         byte[] textBytes = msg.getBytes();
         //将字节数组封装到一个NdefRecord实例中去
         NdefRecord textRecord = new NdefRecord(NdefRecord.TNF_MIME_MEDIA,
                 "text/x-vCard".getBytes(), new byte[] {}, textBytes);
         return textRecord;
     }

     private MediaPlayer ring() throws Exception, IOException {
         // TODO Auto-generated method stub
         Uri alert = RingtoneManager
                 .getDefaultUri(RingtoneManager.TYPE_NOTIFICATION);
         MediaPlayer player = new MediaPlayer();
         player.setDataSource(this, alert);
         final AudioManager audioManager = (AudioManager) getSystemService(Context.AUDIO_SERVICE);
         if (audioManager.getStreamVolume(AudioManager.STREAM_NOTIFICATION) != 0) {
             player.setAudioStreamType(AudioManager.STREAM_NOTIFICATION);
             player.setLooping(false);
             player.prepare();
             player.start();
         }
         return player;
     }

     private void startNFC_Listener() {
         // 开始监听NFC设备是否连接，如果连接就发pi意图
         nfcAdapter.enableForegroundDispatch(this, pi,
                 new IntentFilter[] { tagDetected }, null);
     }

     private void stopNFC_Listener() {
         // 停止监听NFC设备是否连接
         nfcAdapter.disableForegroundDispatch(this);
     }

     private void init_NFC() {
         // 初始化PendingIntent，当有NFC设备连接上的时候，就交给当前Activity处理
         pi = PendingIntent.getActivity(this, 0, new Intent(this, getClass())
                 .addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP), 0);
         // 新建IntentFilter，使用的是第二种的过滤机制
         tagDetected = new IntentFilter(NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED);
         tagDetected.addCategory(Intent.CATEGORY_DEFAULT);
     }

 }