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：

<?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）

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：
" + content
                            + "
");
                } else {
                    promt.setText(promt.getText() + "nfc标签内容：
" + "内容为空
");
                }
            } catch (IOException e) {
                promt.setText(promt.getText() + "错误:" + e.getMessage() + "
");
                Log.e("myonclick", "读取nfc异常", e);
            } catch (FormatException e) {
                promt.setText(promt.getText() + "错误:" + e.getMessage() + "
");
                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() + "
");
                Log.e("myonclick", "写nfc异常", e);
            } catch (FormatException e) {
                promt.setText(promt.getText() + "错误:" + e.getMessage() + "
");
                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() + "
");
                Log.e("myonclick", "删除nfc异常", e);
            } catch (FormatException e) {
                promt.setText(promt.getText() + "错误:" + e.getMessage() + "
");
                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()) + "
";
        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 
 不支持NDEF消息 
";
                } 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
";

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

            }
        }
        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！" + "
");
        } 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！" + "
");
        } 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
" + "VERSION:2.1
" + "中国湖北省武汉市
"
                + "武汉大学计算机学院
" + "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