Android之NFC

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：

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

限制Android版本：

android:minSdkVersion="14"

限制安装的设备：

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

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

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

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-sdkandroid:minSdkVersion="15"android:targetSdkVersion="17" /><!-- NFC权限声明 --><uses-permission android:name="android.permission.NFC" /><uses-featureandroid:name="android.hardware.nfc"android:required="true" /><applicationandroid:allowBackup="true"android:icon="@drawable/ic_launcher"android:label="@string/app_name"android:theme="@style/AppTheme" ><activityandroid: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><!-- TECH_DISCOVERED类型的nfc --><intent-filter><action android:name="android.nfc.action.TECH_DISCOVERED" /></intent-filter><!-- 后设资源  调用自己建立的文件夹xml中的文件 --><meta-dataandroid: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Intentprivate 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;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_nfc_demo);setupViews();initNFCData();}@Overrideprotected 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intentprocessIntent(this.getIntent());}}@Overrideprotected 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();}}@Overrideprotected 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);}}@Overridepublic 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NFCif (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);}}@Overridepublic 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TAGtagFromIntent = 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 ListString prefix = "android.nfc.tech.";String[] techList = tagFromIntent.getTechList();//分析NFC卡的类型： Mifare Classic/UltraLight InfoString CardType = "";for (int i = 0; i < techList.length; i++) {if (techList[i].equals(NfcA.class.getName())) {// 读取TAGNfcA 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 Infoswitch (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 stubUri 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);}}

下面是该示例的完整源码下载链接：

Android NFC Demo1

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