Android之NFC

来源：http://blog.csdn.net/bear_huangzhen/article/details/46333421

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：

1. <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
2. <manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
3. package="com.r8c.nfc_demo"
4. android:versionCode="110"
5. android:versionName="1.1.0" >
6. <uses-sdk
7. android:minSdkVersion="15"
8. android:targetSdkVersion="17" />
9. <!-- NFC权限声明 -->
10. <uses-permission android:name="android.permission.NFC" />
11. <uses-feature
12. android:name="android.hardware.nfc"
13. android:required="true" />
14. <application
15. android:allowBackup="true"
16. android:icon="@drawable/ic_launcher"
17. android:label="@string/app_name"
18. android:theme="@style/AppTheme" >
19. <activity
20. android:name="com.r8c.nfc_demo.NfcDemoActivity"
21. android:configChanges="orientation|keyboardHidden|screenSize"
22. android:label="@string/app_name"
23. android:launchMode="singleTask">
24. <intent-filter>
25. <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
26. <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
27. </intent-filter>
28. <!-- TECH_DISCOVERED类型的nfc -->
29. <intent-filter>
30. <action android:name="android.nfc.action.TECH_DISCOVERED" />
31. </intent-filter>
32. <!-- 后设资源  调用自己建立的文件夹xml中的文件 -->
33. <meta-data
34. android:name="android.nfc.action.TECH_DISCOVERED"
35. android:resource="@xml/nfc_tech_filter" />
36. </activity>
37. </application>
38. </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）

1. import java.io.IOException;
2. import java.io.UnsupportedEncodingException;
3. import java.nio.charset.Charset;
4. import android.media.AudioManager;
5. import android.media.MediaPlayer;
6. import android.media.RingtoneManager;
7. import android.net.Uri;
8. import android.nfc.FormatException;
9. import android.nfc.NdefMessage;
10. import android.nfc.NdefRecord;
11. import android.nfc.NfcAdapter;
12. import android.nfc.Tag;
13. import android.nfc.tech.MifareUltralight;
14. import android.nfc.tech.Ndef;
15. import android.nfc.tech.NfcA;
16. import android.os.Bundle;
17. import android.app.Activity;
18. import android.app.PendingIntent;
19. import android.content.Context;
20. import android.content.Intent;
21. import android.content.IntentFilter;
22. import android.graphics.Color;
23. import android.util.Log;
24. import android.view.Menu;
25. import android.view.View;
26. import android.view.View.OnClickListener;
27. import android.widget.Button;
28. import android.widget.TextView;
29. import android.widget.Toast;
30. public class NfcDemoActivity extends Activity implements OnClickListener {
31. // NFC适配器
32. private NfcAdapter nfcAdapter = null;
33. // 传达意图
34. private PendingIntent pi = null;
35. // 滤掉组件无法响应和处理的Intent
36. private IntentFilter tagDetected = null;
37. // 文本控件
38. private TextView promt = null;
39. // 是否支持NFC功能的标签
40. private boolean isNFC_support = false;
41. // 读、写、删按钮控件
42. private Button readBtn, writeBtn, deleteBtn;
43. @Override
44. protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
45. super.onCreate(savedInstanceState);
46. setContentView(R.layout.activity_nfc_demo);
47. setupViews();
48. initNFCData();
49. }
50. @Override
51. protected void onResume() {
52. super.onResume();
53. if (isNFC_support == false) {
54. // 如果设备不支持NFC或者NFC功能没开启，就return掉
55. return;
56. }
57. // 开始监听NFC设备是否连接
58. startNFC_Listener();
59. if (NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED.equals(this.getIntent()
60. .getAction())) {
61. // 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
62. // 处理该intent
63. processIntent(this.getIntent());
64. }
65. }
66. @Override
67. protected void onPause() {
68. super.onPause();
69. if (isNFC_support == true) {
70. // 当前Activity如果不在手机的最前端，就停止NFC设备连接的监听
71. stopNFC_Listener();
72. }
73. }
74. @Override
75. protected void onNewIntent(Intent intent) {
76. super.onNewIntent(intent);
77. // 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
78. // 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
79. if (NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED.equals(intent.getAction())) {
80. processIntent(intent);
81. }
82. }
83. @Override
84. public void onClick(View v) {
85. // 点击读按钮后
86. if (v.getId() == R.id.read_btn) {
87. try {
88. String content = read(tagFromIntent);
89. if (content != null && !content.equals("")) {
90. promt.setText(promt.getText() + "nfc标签内容：\n" + content
91. + "\n");
92. } else {
93. promt.setText(promt.getText() + "nfc标签内容：\n" + "内容为空\n");
94. }
95. } catch (IOException e) {
96. promt.setText(promt.getText() + "错误:" + e.getMessage() + "\n");
97. Log.e("myonclick", "读取nfc异常", e);
98. } catch (FormatException e) {
99. promt.setText(promt.getText() + "错误:" + e.getMessage() + "\n");
100. Log.e("myonclick", "读取nfc异常", e);
101. }
102. // 点击写后写入
103. } else if (v.getId() == R.id.write_btn) {
104. try {
105. write(tagFromIntent);
106. } catch (IOException e) {
107. promt.setText(promt.getText() + "错误:" + e.getMessage() + "\n");
108. Log.e("myonclick", "写nfc异常", e);
109. } catch (FormatException e) {
110. promt.setText(promt.getText() + "错误:" + e.getMessage() + "\n");
111. Log.e("myonclick", "写nfc异常", e);
112. }
113. } else if (v.getId() == R.id.delete_btn) {
114. try {
115. delete(tagFromIntent);
116. } catch (IOException e) {
117. promt.setText(promt.getText() + "错误:" + e.getMessage() + "\n");
118. Log.e("myonclick", "删除nfc异常", e);
119. } catch (FormatException e) {
120. promt.setText(promt.getText() + "错误:" + e.getMessage() + "\n");
121. Log.e("myonclick", "删除nfc异常", e);
122. }
123. }
124. }
125. private void setupViews() {
126. // 控件的绑定
127. promt = (TextView) findViewById(R.id.promt);
128. readBtn = (Button) findViewById(R.id.read_btn);
129. writeBtn = (Button) findViewById(R.id.write_btn);
130. deleteBtn = (Button) findViewById(R.id.delete_btn);
131. // 给文本控件赋值初始文本
132. promt.setText("等待RFID标签");
133. // 监听读、写、删按钮控件
134. readBtn.setOnClickListener(this);
135. writeBtn.setOnClickListener(this);
136. deleteBtn.setOnClickListener(this);
137. }
138. private void initNFCData() {
139. // 初始化设备支持NFC功能
140. isNFC_support = true;
141. // 得到默认nfc适配器
142. nfcAdapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(getApplicationContext());
143. // 提示信息定义
144. String metaInfo = "";
145. // 判定设备是否支持NFC或启动NFC
146. if (nfcAdapter == null) {
147. metaInfo = "设备不支持NFC！";
148. Toast.makeText(this, metaInfo, Toast.LENGTH_SHORT).show();
149. isNFC_support = false;
150. }
151. if (!nfcAdapter.isEnabled()) {
152. metaInfo = "请在系统设置中先启用NFC功能！";
153. Toast.makeText(this, metaInfo, Toast.LENGTH_SHORT).show();
154. isNFC_support = false;
155. }
156. if (isNFC_support == true) {
157. init_NFC();
158. } else {
159. promt.setTextColor(Color.RED);
160. promt.setText(metaInfo);
161. }
162. }
163. @Override
164. public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
165. // Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.
166. getMenuInflater().inflate(R.menu.nfc_demo, menu);
167. return true;
168. }
169. // 字符序列转换为16进制字符串
170. private String bytesToHexString(byte[] src) {
171. return bytesToHexString(src, true);
172. }
173. private String bytesToHexString(byte[] src, boolean isPrefix) {
174. StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
175. if (isPrefix == true) {
176. stringBuilder.append("0x");
177. }
178. if (src == null || src.length <= 0) {
179. return null;
180. }
181. char[] buffer = new char[2];
182. for (int i = 0; i < src.length; i++) {
183. buffer[0] = Character.toUpperCase(Character.forDigit(
184. (src[i] >>> 4) & 0x0F, 16));
185. buffer[1] = Character.toUpperCase(Character.forDigit(src[i] & 0x0F,
186. 16));
187. System.out.println(buffer);
188. stringBuilder.append(buffer);
189. }
190. return stringBuilder.toString();
191. }
192. private Tag tagFromIntent;
193. /**
194. * Parses the NDEF Message from the intent and prints to the TextView
195. */
196. public void processIntent(Intent intent) {
197. if (isNFC_support == false)
198. return;
199. // 取出封装在intent中的TAG
200. tagFromIntent = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG);
201. promt.setTextColor(Color.BLUE);
202. String metaInfo = "";
203. metaInfo += "卡片ID：" + bytesToHexString(tagFromIntent.getId()) + "\n";
204. Toast.makeText(this, "找到卡片", Toast.LENGTH_SHORT).show();
205. // Tech List
206. String prefix = "android.nfc.tech.";
207. String[] techList = tagFromIntent.getTechList();
208. //分析NFC卡的类型： Mifare Classic/UltraLight Info
209. String CardType = "";
210. for (int i = 0; i < techList.length; i++) {
211. if (techList[i].equals(NfcA.class.getName())) {
212. // 读取TAG
213. NfcA mfc = NfcA.get(tagFromIntent);
214. try {
215. if ("".equals(CardType))
216. CardType = "MifareClassic卡片类型 \n 不支持NDEF消息 \n";
217. } catch (Exception e) {
218. e.printStackTrace();
219. }
220. } else if (techList[i].equals(MifareUltralight.class.getName())) {
221. MifareUltralight mifareUlTag = MifareUltralight
222. .get(tagFromIntent);
223. String lightType = "";
224. // Type Info
225. switch (mifareUlTag.getType()) {
226. case MifareUltralight.TYPE_ULTRALIGHT:
227. lightType = "Ultralight";
228. break;
229. case MifareUltralight.TYPE_ULTRALIGHT_C:
230. lightType = "Ultralight C";
231. break;
232. }
233. CardType = lightType + "卡片类型\n";
234. Ndef ndef = Ndef.get(tagFromIntent);
235. CardType += "最大数据尺寸:" + ndef.getMaxSize() + "\n";
236. }
237. }
238. metaInfo += CardType;
239. promt.setText(metaInfo);
240. }
241. // 读取方法
242. private String read(Tag tag) throws IOException, FormatException {
243. if (tag != null) {
244. //解析Tag获取到NDEF实例
245. Ndef ndef = Ndef.get(tag);
246. //打开连接
247. ndef.connect();
248. //获取NDEF消息
249. NdefMessage message = ndef.getNdefMessage();
250. //将消息转换成字节数组
251. byte[] data = message.toByteArray();
252. //将字节数组转换成字符串
253. String str = new String(data, Charset.forName("UTF-8"));
254. //关闭连接
255. ndef.close();
256. return str;
257. } else {
258. Toast.makeText(NfcDemoActivity.this, "设备与nfc卡连接断开，请重新连接...",
259. Toast.LENGTH_SHORT).show();
260. }
261. return null;
262. }
263. // 写入方法
264. private void write(Tag tag) throws IOException, FormatException {
265. if (tag != null) {
266. //新建NdefRecord数组，本例中数组只有一个元素
267. NdefRecord[] records = { createRecord() };
268. //新建一个NdefMessage实例
269. NdefMessage message = new NdefMessage(records);
270. // 解析TAG获取到NDEF实例
271. Ndef ndef = Ndef.get(tag);
272. // 打开连接
273. ndef.connect();
274. // 写入NDEF信息
275. ndef.writeNdefMessage(message);
276. // 关闭连接
277. ndef.close();
278. promt.setText(promt.getText() + "写入数据成功！" + "\n");
279. } else {
280. Toast.makeText(NfcDemoActivity.this, "设备与nfc卡连接断开，请重新连接...",
281. Toast.LENGTH_SHORT).show();
282. }
283. }
284. // 删除方法
285. private void delete(Tag tag) throws IOException, FormatException {
286. if (tag != null) {
287. //新建一个里面无任何信息的NdefRecord实例
288. NdefRecord nullNdefRecord = new NdefRecord(NdefRecord.TNF_MIME_MEDIA,
289. new byte[] {}, new byte[] {}, new byte[] {});
290. NdefRecord[] records = { nullNdefRecord };
291. NdefMessage message = new NdefMessage(records);
292. // 解析TAG获取到NDEF实例
293. Ndef ndef = Ndef.get(tag);
294. // 打开连接
295. ndef.connect();
296. // 写入信息
297. ndef.writeNdefMessage(message);
298. // 关闭连接
299. ndef.close();
300. promt.setText(promt.getText() + "删除数据成功！" + "\n");
301. } else {
302. Toast.makeText(NfcDemoActivity.this, "设备与nfc卡连接断开，请重新连接...",
303. Toast.LENGTH_SHORT).show();
304. }
305. }
306. //返回一个NdefRecord实例
307. private NdefRecord createRecord() throws UnsupportedEncodingException {
308. //组装字符串，准备好你要写入的信息
309. String msg = "BEGIN:VCARD\n" + "VERSION:2.1\n" + "中国湖北省武汉市\n"
310. + "武汉大学计算机学院\n" + "END:VCARD";
311. //将字符串转换成字节数组
312. byte[] textBytes = msg.getBytes();
313. //将字节数组封装到一个NdefRecord实例中去
314. NdefRecord textRecord = new NdefRecord(NdefRecord.TNF_MIME_MEDIA,
315. "text/x-vCard".getBytes(), new byte[] {}, textBytes);
316. return textRecord;
317. }
318. private MediaPlayer ring() throws Exception, IOException {
319. // TODO Auto-generated method stub
320. Uri alert = RingtoneManager
321. .getDefaultUri(RingtoneManager.TYPE_NOTIFICATION);
322. MediaPlayer player = new MediaPlayer();
323. player.setDataSource(this, alert);
324. final AudioManager audioManager = (AudioManager) getSystemService(Context.AUDIO_SERVICE);
325. if (audioManager.getStreamVolume(AudioManager.STREAM_NOTIFICATION) != 0) {
326. player.setAudioStreamType(AudioManager.STREAM_NOTIFICATION);
327. player.setLooping(false);
328. player.prepare();
329. player.start();
330. }
331. return player;
332. }
333. private void startNFC_Listener() {
334. // 开始监听NFC设备是否连接，如果连接就发pi意图
335. nfcAdapter.enableForegroundDispatch(this, pi,
336. new IntentFilter[] { tagDetected }, null);
337. }
338. private void stopNFC_Listener() {
339. // 停止监听NFC设备是否连接
340. nfcAdapter.disableForegroundDispatch(this);
341. }
342. private void init_NFC() {
343. // 初始化PendingIntent，当有NFC设备连接上的时候，就交给当前Activity处理
344. pi = PendingIntent.getActivity(this, 0, new Intent(this, getClass())
345. .addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP), 0);
346. // 新建IntentFilter，使用的是第二种的过滤机制
347. tagDetected = new IntentFilter(NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED);
348. tagDetected.addCategory(Intent.CATEGORY_DEFAULT);
349. }
350. }

下面是该示例的完整源码下载链接：

Android NFC Demo1