引言
NFC，即Near Field Communication，近距离无线通讯技术，是一种短距离的（通常<=4cm或更短）高频（13.56M Hz）无线通信技术，它提供了一种简单、触控式的解决方案，可以让消费者简单直观地交换信息、访问内容与服务。NFC技术是由非接触式射频识别(RFID)及互连互通技术整合演变而来，通过在单一芯片上集成感应式读卡器、感应式卡片和点对点通信的功能，利用移动终端实现移动支付、电子票务、门禁、移动身份识别、防伪等应用。
NFC技术
工作模式
NFC根据业务模式不同大概分为三种模式。
（1）读卡器模式
数据在NFC芯片中，可以简单理解成“刷标签”。本质上就是通过支持NFC的手机或其它电子设备从带有NFC芯片的标签、贴纸、名片等媒介中读写信息。通常NFC标签是不需要外部供电的。当支持NFC的外设向NFC读写数据时，它会发送某种磁场，而这个磁场会自动的向NFC标签供电。
（2）仿真卡模式
数据在支持NFC的手机或其它电子设备中，可以简单理解成“刷手机”。本质上就是将支持NFC的手机或其它电子设备当成借记卡、公交卡、门禁卡等IC卡使用。基本原理是将相应IC卡中的信息凭证封装成数据包存储在支持NFC的外设中 。
在使用时还需要一个NFC射频器（相当于刷卡器）。将手机靠近NFC射频器，手机就会接收到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射频器连接的电脑，并进行相应的处理（如电子转帐、开门等操作）。
（3）点对点模式
该模式与蓝牙、红外差不多，用于不同NFC设备之间进行数据交换，不过这个模式已经没有有“刷”的感觉了。其有效距离一般不能超过4厘米，但传输建立速度要比红外和蓝牙技术快很多，传输速度比红外块得多，如过双方都使用Android4.2，NFC会直接利用蓝牙传输。这种技术被称为Android Beam。所以使用Android Beam传输数据的两部设备不再限于4厘米之内。
点对点模式的典型应用是两部支持NFC的手机或平板电脑实现数据的点对点传输，例如，交换图片或同步设备联系人。因此，通过NFC，多个设备如数字相机，计算机，手机之间，都可以快速连接，并交换资料或者服务。
重要参数
- 有效传输范围<=4cm
- 传输速度有三种：106kbps; 212kbps; 424kbps
- 建立连接时间<1s
- NFC工作频率为13.65兆赫兹
开发流程
NFC标签的复杂度不一。简单的标签仅能够提供读写语义，有时编程域是一次性的，写完卡片就变成只读。更复杂一点的tag能够提供数学运算，拥有加密硬件保护区块的访问。最最复杂的tag包含操作环境，允许tag上执行的代码进行交互。我们还能够以各种格式来向tag中写入存储数据，但很多Android的API框架都是基于NFC论坛制定的NDEF标准。
添加NFC权限
首先，在AndroidManifests.xml中声明NFC和添加相应的权限。
<uses-feature android:name="android.hardware.nfc"
android:required="true" />
<uses-permission android:name="android.permission.NFC" />
添加识别NFC标签
NFC有三种过滤器分别是ACTION_NDEF_DISCOVERED，ACTION_TECH_DISCOVERED，ACTION_TAG_DISCOVERED。
- ACTION_NDEF_DISCOVERED
当扫描到的tag中包含有NDEF载荷且为已知类型，该intent将用来启动Activity。该intent的优先级最高，tag分发系统总是先于其他intent用该intent来启动Activity。
- ACTION_TECH_DISCOVERED
如果manifest中没有注册处理ACTION_NDEF_DISCOVERED类型的intent，该intent将被用以启动Activity。如果tag中没有包含可以映射到MIME或者URI类型的数据，或者虽然没有包含NDEF数据，但是已知的tag技术，则该intent也会被直接启用。
- ACTION_TAG_DISCOVERED
如果没有上述两个intent，那么该intent就会启动。
当android设备扫描到一个NFC标签时，会自动寻找最适合的Activity来处理这个Tag。在Activity中添加intent-filter标签，当扫描到NFC设备时系统会打开此Activity。
1.ACTION_NDEF_DISCOVERED过滤器定义如下：
<intent-filter>
<action android:name="android.nfc.action.NDEF_DISCOVERED" />
<category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
<data android:mimeType="text/plain" />
</intent-filter>
2.ACTION_TECH_DISCOVERED过滤器定义如下：
<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" />
filter_nfc.xml文件
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<resources xmlns:xliff="urn:oasis:names:tc:xliff:document:1.2">
<tech-list>
<tech>android.nfc.tech.IsoDep</tech>
<tech>android.nfc.tech.NfcA</tech>
<tech>android.nfc.tech.NfcB</tech>
<tech>android.nfc.tech.NfcF</tech>
</tech-list>
<tech-list>
<tech>android.nfc.tech.NfcV</tech>
<tech>android.nfc.tech.Ndef</tech>
<tech>android.nfc.tech.NdefFormatable</tech>
<tech>android.nfc.tech.MifareClassic</tech>
<tech>android.nfc.tech.MifareUltralight</tech>
</tech-list>
</resources>
MIFARE Classic数据格式就是NfcA，MIFARE DESFire数据格式是IsoDep(交通卡)，NfcB（身份证）,Felica用的就是NfcF,德州仪器的VicinityCard卡用的是NfcV,而Android分享文件就是实用的Ndef格式传输数据。
3.ACTION_TAG_DISCOVERED过滤器定义如下：
<intent-filter>
<action android:name="android.nfc.action.TAG_DISCOVERED"/>
</intent-filter>
初始化适配器
NFC开发需要使用安卓系统提供的NfcAdapter对象，使用该对象管理NFC设备。
//获取NfcAdapter对象，此方法与获取蓝牙适配器对象类似
mNfcAdapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(getApplicationContext());
if (mNfcAdapter == null) {
Toast.makeText(this, "该设备不支持nfc", Toast.LENGTH_SHORT).show();
finish();
return;
}
if (!mNfcAdapter.isEnabled()) {
startActivity(new Intent("android.settings.NFC_SETTINGS"));
Toast.makeText(this, "设备未开启nfc", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
启用NFC前台调度
在Activity的onResume方法中打开前台调度。
@Override
protected void onResume() {
super.onResume();
//一旦截获NFC消息，就会通过PendingIntent调用窗口
PendingIntent pendingIntent = PendingIntent.getActivity(this, 0, new Intent(this,getClass()).addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP), 0);
IntentFilter[] intentFilters = new IntentFilter[]{};
//用于打开前台调度（拥有最高的权限），当这个Activity位于前台（前台进程），即可调用这个方法开启前台调度
mNfcAdapter.enableForegroundDispatch(this, pendingIntent, intentFilters, null);
}
接收数据
当手机端检测接收到NFC设备数据时，在onNewIntent方法中即可接受到数据。在onNewIntent方法参数intent对象中获取数据。
@Override
protected void onNewIntent(Intent intent) {
super.onNewIntent(intent);
if (NfcAdapter.ACTION_NDEF_DISCOVERED.equals(intent.getAction())
|| NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED.equals(intent.getAction())
|| NfcAdapter.ACTION_TAG_DISCOVERED.equals(intent.getAction())) {
Tag tag = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG);
//读取NFC的id
String id = ByteArrayToHexString(tag.getId());
//获取tag中的数据信息
String[] tagTechList = tag.getTechList();
if (tagTechList != null) {
for (int i = 0; i < tagTechList.length; i++) {
stringBuilder.append("*").append(tagTechList[i]).append("*").append("\n");
stringBuilder.append(readTech(tag, tagTechList[i],intent));
}
}
Parcelable[] rawArray = intent.getParcelableArrayExtra(NfcAdapter.EXTRA_NDEF_MESSAGES);
if (rawArray != null) {
//获取NDEF描述信息
NdefMessage mNdefMsg = (NdefMessage) rawArray[0];
//获取NDEF记录信息
NdefRecord mNdefRecord = mNdefMsg.getRecords()[0];
if (mNdefRecord != null) {
String readResult = new String(mNdefRecord.getPayload(), "UTF-8");
}
}
}
}
发送数据
* 向NFC发送数据
* data要发送的数据
* intent onNewIntent方法回调的Intent对象
public static void writeNFCToTag(String data, Intent intent) throws IOException, FormatException {
//获取Tag对象
Tag tag = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG);
Ndef ndef = Ndef.get(tag);
//连接
ndef.connect();
NdefRecord ndefRecord = null;
if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= android.os.Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP) {
ndefRecord = NdefRecord.createTextRecord(null, data);
}
//数据格式打包
NdefRecord[] records = {ndefRecord};
NdefMessage ndefMessage = new NdefMessage(records);
//发送数据
ndef.writeNdefMessage(ndefMessage);
}
关闭NFC前台调度
之前在Activity的onResume方法中启用NFC的前台调度，相应的，在onPuse方法中关闭NFC的前台调度。
//调用disableForegroundDispatch方法关闭前台调度
if(mNfcAdapter != null){
mNfcAdapter.disableForegroundDispatch(this);
}
总结
NFC技术作为一种新兴技术在世界范围内受到了广泛关注，尤其是手机的广泛应用，为NFC技术的长足发展提供了前提。NFC技术原理简单，因此成本相对低廉，除此之外NFC通信的带宽高、能耗低等特点也是促进NFC技术发展的一大优势。
