nfc近场通信

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：

[html]  view plain copy <?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" />       <!-- NFC权限声明 -->       <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>               <!-- 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-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）

[java]  view plain copy 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);       }      }  

下面是该示例的完整源码下载链接：

Android NFC Demo1

相关资源：PN532-NFC 近场通信模块，附STM32代码讲解等_相关数据手册和参考文献.zip