Android NFC开发（一）

       前段时间由于工作需要，对NFC做了一些学习以及项目上的应用，最近工作不是很忙，给大家更新一下NFC连载篇，大家可以共同学习进步！

NFC开发 —————实现NFC手机做门禁卡的方法（二）
NFC开发 —————ID卡、IC卡（M1卡、CPU卡）的区别（三）
NFC开发 —————实用工具以及开发文档（四）

NFC(Near field communication)

       简介：即近距离无线通讯技术。这个技术由免接触式射频识别（RFID）演变而来，由飞利浦半导体（现恩智浦半导体）、诺基亚和索尼共同研制开发，其基础是RFID及互连技术。近场通信是一种短距高频的无线电技术，在13.56MHz频率运行于20厘米距离内。其传输速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者424 Kbit/秒三种。目前近场通信已通过成为ISO/IEC IS 18092国际标准、EMCA-340标准与ETSI TS 102 190标准。

NFC三种设计模式

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。

NFC、蓝牙和红外之间的差异：

卡片的分类

后期会专门出一篇文章对卡片分类做一些讲解（ID卡、IC卡（M1卡、CPU卡）的区别）

卡模拟模式可实现的应用
1、基于HCE应用
1、）公交卡（虚拟卡）
软件厂家与交通部等联合推出的交通联合标准的公交云卡。如：福建出行助手。
2、）银行卡（虚拟卡）
各银行APP开通的云闪付，联机闪付。如：银行APP的云闪付。
2、基于NFC-SWP应用（电信钱包/移动和包/联通沃钱包）
1、）公交卡（实体异形卡）
当地运营商与各城市一卡通公司合作开通的NFC公交应用。如：成都电信的手机天府通。
2、)银行卡(实体异形卡，已没落。）
运营商与各银行或银联开通的银行卡应用。如：电子借记卡/贷记卡，联机闪付；电子现金卡，脱机闪付。
3、）门禁卡/消费卡（实体异形卡）
运营商与各学校或企业合作开通的手机一卡通，直接用NFC手机代替校园卡或企业卡等。如：电信的校园翼机通。
3、基于eSE应用
1、）公交卡（实体异形卡）
手机厂家与部分城市一卡通合作开通的公交卡。如：Mi Pay、Huawei Pay等支持开通部分城市公交卡。
2、）银行卡（虚拟卡）
手机厂家与银联及银行合作开通的银行卡。如：Apple Pay、Sumsung Pay、huawei Pay、Mi Pay等绑定银行卡开通的虚拟卡，联机闪付。

读写模式可实现的应用(常用)
1、）都都宝手机客户端
天府通卡的电子钱包充值。
2、）卡卡联手机客户端
可为银行闪付卡(金融IC卡)的电子现金账户充值（圈存）。
3、）银联钱包的‘生活’中‘拍拍卡’
可为银行闪付卡(金融IC卡)的电子现金账户充值（圈存）。

非主流卡模拟应用（基于NFC-SD应用）
1、）公交手环或手表，如刷刷手环、怡康(Walker)手环等。
2、）银行手环或手表，如兴动力手环等。
3、）公交及银行手环或手表，如拉卡拉手环或手表。


Android的NFC标签调度系统

当手机发现外部NFC的标签（指含有NFC功能的设备）时，Android系统会寻找可以处理这个标签的Activity，那怎么知道哪个Activity能处理这条NFC消息呢？答案是清单文件，我们需要在清单文件中设置intent-filter。系统会分发NFC消息到设置intent-filter的Activity中，当然，接收NFC消息也有优先级之分，也是通过设置intent-filter来设置接收NFC消息的优先级的。

NFC的标签调度系统绑定了3中intent，按优先级的高低列出，如下

1. ACTION_NDEF_DISCOVERED：如果扫描到包含此Intent的Activity，并且可识别其类型，则使用此 Intent
   启动 Activity。这是优先级最高的 Intent，NFC标签调度系统会尽可能尝试使用此 Intent 启动
   Activity，在找不到这个Intent时才会尝试使用其他 Intent。
2. ACTION_TECH_DISCOVERED：如果没有登记要处理 ACTION_NDEF_DISCOVERED Intent 的
   Activity，则标签调度系统会尝试使用此 Intent 来启动应用。此外，如果扫描到的标签包含无法映射到 MIME 类型或 URI
   的 NDEF 数据，或者该标签不包含 NDEF 数据，但它使用了已知的标签技术，那么也会直接启动此 Intent（无需先启动
   ACTION_NDEF_DISCOVERED）。
3. ACTION_TAG_DISCOVERED：如果没有处理 ACTION_NDEF_DISCOVERED 或者
   ACTION_TECH_DISCOVERED Intent 的 Activity，则使用此 Intent 启动 Activity。

Tag支持的技术标准

1. 卡片常用的数据格式：
   MifareClassic数据格式就是NfcA。
   IsoDep：各种公交卡。
   NfcB：二代身份证。
   NfcF：Felica。
   NfcV：德州仪器的VicinityCard
   Ndef：安卓主流的传输数据格式。

2. 跟NFC有关的常见的ISO标准有：
   

最后这里简单的教大家如何使用NFC
NFC集成以及配置

清单文件里面的配置：

    <uses-permission android:name="android.permission.NFC" /> <!-- 当前设备必须要有NFC芯片 -->
    <uses-feature
        android:name="android.hardware.nfc"
        android:required="true" />
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对执行读取设备数据的activity配置：

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

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

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources xmlns:xliff="urn:oasis:names:tc:xliff:document:1.2">

    <!-- Android支持的NFC类型 -->
    <tech-list>
        <tech>android.nfc.tech.IsoDep</tech>
    </tech-list>
    <tech-list>
        <tech>android.nfc.tech.NfcA</tech>
    </tech-list>
    <tech-list>
        <tech>android.nfc.tech.NfcB</tech>
    </tech-list>
    <tech-list>
        <tech>android.nfc.tech.NfcF</tech>
    </tech-list>
    <tech-list>
        <tech>android.nfc.tech.NfcV</tech>
    </tech-list>
    <tech-list>
        <tech>android.nfc.tech.Ndef</tech>
    </tech-list>
    <tech-list>
        <tech>android.nfc.tech.NdefFormatable</tech>
    </tech-list>
    <tech-list>
        <tech>android.nfc.tech.MifareUltralight</tech>
    </tech-list>
    <tech-list>
        <tech>android.nfc.tech.MifareClassic</tech>
    </tech-list>
</resources>
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我在做NFC的时候，对其抽了一个基类：

/**
 * @author Martin-harry
 * @date 2021/11/11
 * @address
 * @Desc 子类在onNewIntent方法中进行NFC标签相关操作。
 * 在onNewIntent方法中执行intent传递过来的Tag数据
 */
public abstract class BaseNfcActivity extends FragmentActivity {
    protected NfcAdapter mNfcAdapter;
    private PendingIntent mPendingIntent;

    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(createViews());//初始化视图
        initView();//初始化控件
        initData();//初始化数据
    }

    protected abstract void initView();

    protected abstract void initData();

    protected abstract int createViews();

    /**
     * onCreat->onStart->onResume->onPause->onStop->onDestroy
     * 启动Activity，界面可见时.
     */
    @Override
    protected void onStart() {
        super.onStart();
        //此处adapter需要重新获取，否则无法获取message
        mNfcAdapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this);
        //一旦截获NFC消息，就会通过PendingIntent调用窗口
        mPendingIntent = PendingIntent.getActivity(this, 0,
                new Intent(this, getClass()).addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP), 0);
    }

    /**
     * 获得焦点，按钮可以点击
     */
    @Override
    public void onResume() {
        super.onResume();
        //设置处理优于所有其他NFC的处理
        if (mNfcAdapter != null)
            mNfcAdapter.enableForegroundDispatch(this, mPendingIntent, null, null);
    }

    /**
     * 暂停Activity，界面获取焦点，按钮可以点击
     */
    @Override
    public void onPause() {
        super.onPause();
        //恢复默认状态
        if (mNfcAdapter != null)
            mNfcAdapter.disableForegroundDispatch(this);
    }
}
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对用户是否已经开启NFC权限处理

/**
 * @author Martin-harry
 * @date 2021/11/11
 * @address
 * @Desc WelcomeActivity
 */
public class WelcomeActivity extends BaseActivity implements View.OnClickListener {

    private ImageView nfc;
    private NfcAdapter mNfcAdapter;

    @Override
    protected void initView() {
        nfc = findViewById(R.id.nfc);
        nfc.setOnClickListener(this);
    }

    @Override
    protected void initData() {
        mNfcAdapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this);
    }

    @Override
    protected int createViews() {
        return R.layout.activity_welcome;
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        switch (v.getId()) {
            case R.id.nfc:
                if (!ifNFCUse()) {
                    Intent setNfc = new Intent(Settings.ACTION_NFC_SETTINGS);
                    startActivity(setNfc);
                } else {
                   startActivity(new Intent(this, ReadNfcActivity.class));
                }
                break;
        }
    }

    /**
     * 检测工作,判断设备的NFC支持情况
     *
     * @return
     */
    protected Boolean ifNFCUse() {
        if (mNfcAdapter == null) {
            Toast.makeText(this, "当前设备不支持NFC！", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            return false;
        }
        if (mNfcAdapter != null && !mNfcAdapter.isEnabled()) {
            Toast.makeText(this, "请在系统设置中先启用NFC功能！", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            return false;
        }
        return true;
    }
}
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下面就是读取NFC设备数据的操作：

/**
 * @author Martin-harry
 * @date 2021/11/11
 * @address
 * @Desc NFC读取
 */
public class ReadNfcActivity extends BaseNfcActivity implements View.OnClickListener {

    private TextView mNfcText;
    private ImageView back;
    private LinearLayout linTxt;
    private ImageView readPic;
    private TextView systemTime;
    private Button bt;
    private LinearLayout linBt;
    private String currentTime;

    private Tag mTag;

    @Override
    protected void initView() {
        back = findViewById(R.id.back);
        readPic = findViewById(R.id.readPic);
        linTxt = findViewById(R.id.linTxt);
        mNfcText = findViewById(R.id.nfcTxt);       
        systemTime = findViewById(R.id.systemTime);
        linBt = findViewById(R.id.linBt);
        bt = findViewById(R.id.bt);
        back.setOnClickListener(this);
        bt.setOnClickListener(this);

        resolveIntent(getIntent());
    }

    @Override
    public void onNewIntent(Intent intent) {
        if (mNfcAdapter != null) {
            if (mNfcAdapter.isEnabled()) {
                resolveIntent(getIntent());
            }
        }
    }

    /**
     * 初次判断卡片的类型
     *
     * @param intent
     */
    private void resolveIntent(Intent intent) {
        NdefMessage[] msgs = NfcUtil.getNdefMsg(intent); //解析nfc标签中的数据

        if (msgs == null) {
            Toast.makeText(ReadNfcActivity.this, "非NFC启动", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        } else {
            String id = NfcUtil.readNFCId(NfcUtil.getNFCTag(intent));
            Log.e("读取数据 >>>", "nfcID:" + id);
            setNFCMsgView(id, msgs);
        }
    }

    /**
     * 显示扫描后的信息
     *
     * @param ndefMessages ndef数据
     */
    @SuppressLint("SetTextI18n")
    private void setNFCMsgView(String tag, NdefMessage[] ndefMessages) {
        if (ndefMessages == null || ndefMessages.length == 0) {
            return;
        }

//        mNfcText.setText("Payload:" + new String(ndefMessages[0].getRecords()[0].getPayload()) + "\n");
        Log.e("ndef数据 >>>>", "setNFCMsgView ndefMessages:  " + ndefMessages.length  );
        Log.e("ndef数据 >>>>", "setNFCMsgView Payload:  " + new String(ndefMessages[0].getRecords()[0].getPayload()) );
        readPic.setVisibility(View.GONE);
        linTxt.setVisibility(View.VISIBLE);
        linBt.setVisibility(View.VISIBLE);

        //将数据信息存储到本地
        try {
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(getExternalFilesDir(null) + "/NFC读取.txt", true);
            OutputStreamWriter ost = new OutputStreamWriter(fos);

            NdefMessage msg = ndefMessages[0];
            List<ParsedNdefRecord> records = NdefMessageParser.parse(msg);
            final int size = records.size();
            Log.e("ndef数据 >>>>", "setNFCMsgView records:  " + size );
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                ParsedNdefRecord record = records.get(i);
                String math = record.toString();
                Log.e("ndef数据 >>>>", "setNFCMsgView: math" + math );
                String viewText = record.getViewText();
                String TagStr = "55AA" + viewText;
                mNfcText.setText("Tag ID (hex): " + tag + "\n"
                        + "message：" + TagStr);
                        
                currentTime = TimeFormatUtils.getCurrentTime();
                systemTime.setText("当前系统时间：" + currentTime);
                Log.e("扫描后的数据信息 >>>>", "setNFCMsgView: " + record.getViewText());

                ost.write("Tag ID(hex)：" + record.getViewText());
                ost.write("当前系统时间：" + currentTime);
                ost.write("\n");
                ost.close();
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //字符序列转换为16进制字符串
    private static String bytesToHexString(byte[] src) {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("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.forDigit((src[i] >>> 4) & 0x0F, 16);
            buffer[1] = Character.forDigit(src[i] & 0x0F, 16);
            stringBuilder.append(buffer);
        }
        return stringBuilder.toString();
    }

    @Override
    protected void initData() {

    }

    @Override
    protected int createViews() {
        return R.layout.activity_read_nfc;
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        switch (v.getId()) {
            case R.id.back:
                finish();
                break;
            case R.id.bt:
                mNfcText.setText("");
                systemTime.setText("");
                finish();
                break;
        }
    }
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