學習筆記-翻譯資料：Android 2.3.3 近場通訊NFC介紹

NFC(近場通訊)

NFC是一套短距離的無線通訊，一般距離是4釐米或更短。NFC工做頻率是13.56M Hz,傳輸速率是106kbit/s 到848kbit/s. NFC老是在一個發起者和一個被動目標之間發生。發起者發出近場無線電波，這個近場能夠給被動目標供電。這些被動的目標包括不須要電源的標籤，卡，也能夠是有電源的設備。

與其餘無線通訊技術比較， 例如藍牙和WiFi， NFC提供更低帶寬和距離，而且低成本，不須要供電，不須要實現匹配，整個通訊過程僅僅是短短的靠近一秒就能完成。

一個帶有NFC支持的android設備一般是一個發起者。也能夠做爲NFC的讀寫設備。他將檢測NFC tags而且打開一個Activity來處理. Android 2.3.3還有支持有限的P2P。

Tags分不少種，其中簡單的只提供讀寫段，有的只能讀。複雜的tags能夠支持一些運算，加密來控制對tags裏數據段的讀寫。甚至一些tags上有簡單的操做系統，容許一些複雜的交互和能夠執行一些代碼。

API概覽

Android.nfc  package包含頂層類用來與本地NFC適配器交互. 這些類能夠表示被檢測到的tags和用NDEF數據格式。

Class	Description
NfcManager	一個NFC adapter的管理器，能夠列出全部此android設備支持的NFC adapter.只不過大部分android 設備只有一個NFC adapter，因此你大部分狀況下能夠直接用靜態方法 getDefaultAdapter(context)來取適配器。
NfcAdapter	表示本設備的NFC adapter,能夠定義Intent來請求將系統檢測到tags的提醒發送到你的Activity.並提供方法去註冊前臺tag提醒發佈和前臺NDEF推送。 前臺NDEF推送是當前android版本惟一支持的p2p NFC通訊方式。
NdefMessage and NdefRecord	NDEF是NFC論壇定義的數據結構，用來有效的存數據到NFC tags.好比文本，URL，和其餘MIME類型。一個NdefMessage扮演一個容器，這個容器存哪些發送和讀到的數據。一個NdefMessage對象包含或多個NdefRecord,每一個NDEF record有一個類型，好比文本，URL，智慧型海報/廣告，或其餘MIME數據。在NDEFMessage裏的第一個NfcRecord的類型用來發送tag到一個android設備上的activity.
Tag	標示一個被動的NFC目標，好比tag，card，鑰匙掛扣，甚至是一個電話模擬的的NFC卡. 當一個tag被檢測到，一個tag對象將被建立而且封裝到一個Intent裏，而後NFC 發佈系統將這個Intent用startActivity發送到註冊了接受這種Intent的activity裏。你能夠用getTechList()方法來獲得這個tag支持的技術細節和建立一個android.nfc.tech提供的相應的TagTechnology對象。

android.nfc.tech package 包含那些對tag查詢屬性和進行I/O操做的類。這些類分別標示一個tag支持的不一樣的NFC技術標準。

Class	Description
TagTechnology	這個接口是下面全部tag technology類必須實現的。
NfcA	支持ISO 14443-3A 標準的操做。Provides access to NFC-A (ISO 14443-3A) properties and I/O operations.
NfcB	Provides access to NFC-B (ISO 14443-3B) properties and I/O operations.
NfcF	Provides access to NFC-F (JIS 6319-4) properties and I/O operations.
NfcV	Provides access to NFC-V (ISO 15693) properties and I/O operations.
IsoDep	Provides access to ISO-DEP (ISO 14443-4) properties and I/O operations.
Ndef	提供對那些被格式化爲NDEF的tag的數據的訪問和其餘操做。 Provides access to NDEF data and operations on NFC tags that have been formatted as NDEF.
NdefFormatable	對那些能夠被格式化成NDEF格式的tag提供一個格式化的操做
MifareClassic	若是android設備支持MIFARE，提供對MIFARE Classic目標的屬性和I/O操做。
MifareUltralight	若是android設備支持MIFARE，提供對MIFARE Ultralight目標的屬性和I/O操做。

聲明Android Manifest.xml的元素

在你能訪問一個設備的NFC硬件和正確的處理NFC的Intent以前，須要在AndroidManifest.xml中先聲明下面的項：

1.     NFC使用 <uses-permission> 元素來訪問NFC硬件:

<uses-permission android:name="android.permission.NFC" />

2.     最小SDK版本須要設置正確，API level 9只包含有限的tag支持,包括：
    .經過ACTION_TAG_DISCOVERED來發布Tag信息
    .只有經過EXTRA_NDEF_MESSAGES擴展來訪問NDEF消息
    .其餘的tag屬性和I/O操做都不支持
因此你可能想要用API level 10來實現對tag的普遍的讀寫支持。

<uses-sdk android:minSdkVersion="10"/>

3.     uses-feature 元素定義：你的程序能夠再android市場裏顯示有NFC硬件。

<uses-feature android:name="android.hardware.nfc" android:required="true" />

4.      NFC intent filter告訴android系統你的activity能處理NFC數據，能夠定義1個或多個intent filter:

<intent-filter>
  <action android:name="android.nfc.action.NDEF_DISCOVERED"/>
  <data android:mimeType="mime/type" />
</intent-filter>

<intent-filter>
  <action android:name="android.nfc.action.TECH_DISCOVERED"/>
  <meta-data android:name="android.nfc.action.TECH_DISCOVERED"
                android:resource="@xml/nfc_tech_filter.xml" />
</intent-filter>

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

上邊3個intent filters 有優先級，更多信息能夠看下面的Tag發佈系統

也能夠看NFCDemo例子的 AndroidManifest.xml來有個更深的理解。

Tag發佈系統

當android設備掃描到一個NFC tag，通用的行爲是自動找最合適的Activity會處理這個tag Intent而不須要用戶來選擇哪一個Activity來處理。由於設備掃描NFC tags是在很短的範圍和時間，若是讓用戶選擇的話，那就有可能須要移動設備，這樣將會打斷這個掃描過程。你應該開發你只處理須要處理的tags的Activity，以防止讓用戶選擇使用哪一個Activity來處理的狀況。Android提供兩個系統來幫助你正確的識別一個NFC tag是不是你的Activity想要處理的：Intent發佈系統和前臺Activity發佈系統。

Intent發佈系統檢查全部Activities的intent filters，找出那些定義了能夠處理此tag的Activity，若是有多個Activity都配置了處理同一個tag Intent，那麼將使用Activity選擇器來讓用戶選擇使用哪一個Activity。用戶選擇以後，將使用選擇的Activity來處理此Intent.

前臺發佈系統容許一個Activity覆蓋掉Intent發佈系統而首先處理此tag Intent，這要求你將要處理Tag Intent的Activity運行在前臺，這樣當一個NFC tag被掃描到，系統先檢測前臺的Activity是否支持處理此Intent，若是支持，即將此Intent傳給此Activity，若是不支持，則轉到Intent發佈系統。

使用Intent發佈系統

Intent發佈系統指定了3個intent有不一樣的優先級。一般當一個tag被檢測到以後，Intent就被啓動（start）了，這個啓動遵循如下行爲:

·         android.nfc.action.NDEF_DISCOVERED: 這個intent是在一個包含NDEF負載的tag被檢測到時啓動，這是最高優先級的intent, android系統不會讓你指定一個Intent能處理全部的NFC數據類型，你必須在AndroidManifest.xml中指定與NFC tag對應的<data>元素，這樣當掃描到的tag傳過來的數據類型與你定義的相匹配時，你的Activity就會被調用。例如想處理一個包含plain text 的 NDEF_DISCOVERED intent ，你要按照以下定義AndroidManifest.xml file:

<intent-filter>
    <action android:name="android.nfc.action.NDEF_DISCOVERED"/>
    <data android:mimeType="text/plain" />
</intent-filter>

若是NDEF_DISCOVERED intent 已經被啓動，TECH_DISCOVERED 和 TAG_DISCOVERED intents 將不會被啓動。假如一個未知的tag或者不包含NDEF負載的tag被檢測到，此Intent就不會被啓動。

·         android.nfc.action.TECH_DISCOVERED: 若是 NDEF_DISCOVERED intent沒啓動或者沒有一個Activity的filter檢測NDEF_DISCOVERED ，而且此tag是已知的，那麼此TECH_DISCOVERED Intent將會啓動. TECH_DISCOVERED intent要求你在一個資源文件裏(xml)裏指定你要支持technologies列表。更多細節請看下面的Specifying tag technologies to handle.

·         android.nfc.action.TAG_DISCOVERED: 若是沒有一個activity處理_DISCOVERED and TECH_DISCOVERED intents或者tag被檢測爲未知的，那麼此Intent將會被啓動。

Specifying tag technologies to handle指定處理的technologies

假如你的Activity在AndroidManifest.xml文件裏聲明瞭處理android.nfc.action.TECH_DISCOVERED intent ，你必須建立一個Xml格式的資源文件，並加上你的activity支持的technologies到tech-list集合裏。這樣你的activity將被認做能處理這些tech-list的處理者，若是tag使用的technology屬於你的定義的list裏，你的Activity將接收此Intent。你能夠用getTechList()來得到tag支持的technologies。

例如：若是一個tag被檢測到支持MifareClassic, NdefFormatable, 和 NfcA，你的tech-list集合必須指定了其中的一項或者多項來保證你的Activity能處理此Intent。

下面是一個資源文件例子，定義了全部的technologies. 你能夠根據須要刪掉不須要的項，將此文件以任意名字+.xml保存到<project-root>/res/xml文件夾.

<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>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>

你也能夠指定多個tech-list集合，每一個集合都認作獨立的。若是任何單個tech-list集合是getTechList()返回的technologies集合的子集，那麼你的Activity將被認爲匹配了。這個還提供’與’和’或’操做。下面的例子表示支持 NfcA和NDef的卡，或者支持NfcB和NDef的卡：

<resources xmlns:xliff="urn:oasis:names:tc:xliff:document:1.2">
    <tech-list>
        <tech>android.nfc.tech.NfcA</tech>        
        <tech>android.nfc.tech.Ndef</tech>
    </tech-list>
</resources>

<resources xmlns:xliff="urn:oasis:names:tc:xliff:document:1.2">
    <tech-list>
        <tech>android.nfc.tech.NfcB</tech>        
        <tech>android.nfc.tech.Ndef</tech>
    </tech-list>
</resources>

在 AndroidManifest.xml 文件中, 指定這個tech-list資源文件的方法是在<activity> 元素中建立<meta-data>元素，例以下面例子:

<activity>
...
<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" />
...
</activity>

使用前臺發佈系統Using the foreground dispatch system

前臺發佈系統容許一個Activity 攔截一個tag Intent 得到最高優先級的處理，這種方式很容易使用和實現：

1.     添加下列代碼到Activity的onCreate() 方法裏

a.     建立一個 PendingIntent 對象, 這樣Android系統就能在一個tag被檢測到時定位到這個對象

PendingIntent pendingIntent = PendingIntent.getActivity(
    this, , new Intent(this, getClass()).addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP), );

b.    在Intent filters裏聲明你想要處理的Intent，一個tag被檢測到時先檢查前臺發佈系統，若是前臺Activity符合Intent filter的要求，那麼前臺的Activity的將處理此Intent。若是不符合，前臺發佈系統將Intent轉到Intent發佈系統。若是指定了null的Intent filters，當任意tag被檢測到時，你將收到TAG_DISCOVERED intent。所以請注意你應該只處理你想要的Intent。

    IntentFilter ndef = new IntentFilter(NfcAdapter.ACTION_NDEF_DISCOVERED);
        try {
            ndef.addDataType("*/*");    /* Handles all MIME based dispatches.
                                           You should specify only the ones that you need. */
        }
        catch (MalformedMimeTypeException e) {
            throw new RuntimeException("fail", e);
        }
        intentFiltersArray = new IntentFilter[] {
                ndef,
        };

c.     設置一個你程序要處理的Tag technologies的列表，調用Object.class.getName() 方法來得到你想要支持處理的technology類。

  techListsArray = new String[][] { new String[] { NfcF.class.getName() } };
 

2.     覆蓋下面的方法來打開或關閉前臺發佈系統。好比onPause()和onResume（）方法。必須在主線程裏調用enableForegroundDispatch(Activity, PendingIntent, IntentFilter[], String[][]) 並且Activity在前臺（能夠在onResume()裏調用來保證這點）。你也要覆蓋onNewIntent回調來處理獲得的NFC tag數據。

public void onPause() {
    super.onPause();
    mAdapter.disableForegroundDispatch(this);
}  

public void onResume() {
    super.onResume();
    mAdapter.enableForegroundDispatch(this, pendingIntent, intentFiltersArray, techListsArray);
}

public void onNewIntent(Intent intent) {
    Tag tagFromIntent = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG);
    //do something with tagFromIntent
}

See the ForegroundDispatch sample from API Demos for the complete sample.

使用NFC tag上的數據

NFC tag上的數據是以字節存放，因此你能夠將其轉換成其餘你想要的格式。當往tag寫東西時，你必須以字節格式來寫。Android提供API來幫助寫符合NDEF標準的信息。使用此標準能保證你的數據在往tag寫時能被全部Android NFC設備支持。然而，不少tag使用他們本身的標準來存儲數據，這些標準也被Android支持。但你必須本身實現協議棧來讀寫這些tag。你能夠在android.nfc.tech裏找到全部支持的technologies，而且能夠在TagTechnology接口裏對technology有個瞭解。這一段是簡單介紹在android系統裏怎樣使用NDEF 消息。這不意味着是一個完整的NDEF功能的介紹。但標出了主要須要注意和使用的東西。

爲了方便使用NDEF消息，android提供NdefRecord 和 NdefMessage來包裝原始字節數據爲NDEF消息。一個NdefMessage是保存個或多個NdefRecords的容器。每一個NdefRecord有本身的惟一類型名字格式，記錄類型和ID來與其餘記錄區分開。你能夠存儲不一樣類型的記錄，不一樣的長度到同一個 NdefMessage。NFC tag容量的限制決定你的NdefMessage的大小。
那些支持Ndef和NdefFormatable技術的tag能夠返回和接受NdefMessage對象爲參數來進行讀寫操做。你須要建立你本身的邏輯來爲其餘在android.nfc.tech的tag技術實現讀寫字節的操做。

你能夠從NFC Forum(http://www.nfc-forum.org/specs/)下載NDEF消息標準的技術文檔，好比純文本和智慧型海報. NFCDemo例子裏聲明瞭純文本和智慧型海報的NDef 消息。

讀一個NFC tag

當一個NFC tag靠近一個NFC設備，一個相應的Intent將在設備上被建立。而後通知合適的程序來處理此Intent。
下面的方法處理TAG_DISCOVERED intent而且使用迭代器來得到包含在NDEF tag負載的數據

NdefMessage[] getNdefMessages(Intent intent) {
    // Parse the intent
    NdefMessage[] msgs = null;
    String action = intent.getAction();
    if (NfcAdapter.ACTION_TAG_DISCOVERED.equals(action)) {
        Parcelable[] rawMsgs = intent.getParcelableArrayExtra(NfcAdapter.EXTRA_NDEF_MESSAGES);
        if (rawMsgs != null) {
            msgs = new NdefMessage[rawMsgs.length];
            for (int i = ; i < rawMsgs.length; i++) {
                msgs[i] = (NdefMessage) rawMsgs[i];
            }
        }
        else {
        // Unknown tag type
            byte[] empty = new byte[] {};
            NdefRecord record = new NdefRecord(NdefRecord.TNF_UNKNOWN, empty, empty, empty);
            NdefMessage msg = new NdefMessage(new NdefRecord[] {record});
            msgs = new NdefMessage[] {msg};
        }
    }        
    else {
        Log.e(TAG, "Unknown intent " + intent);
        finish();
    }
    return msgs;
}

請記住NFC設備讀到的數據是byte類型，因此你可能須要將他轉成其餘格式來呈現給用戶。NFCDemo例子展現了怎樣用com.example.android.nfc.record中的類來解析NDEF消息，好比純文本和智慧型海報。

寫NFC tag

往NFC tag寫東西涉及到構造一個NDEF 消息和使用與tag匹配的Tag技術。下面的代碼展現怎樣寫一個簡單的文本到NdefFormatable tag：

NdefFormatable tag = NdefFormatable.get(t);
Locale locale = Locale.US;
final byte[] langBytes = locale.getLanguage().getBytes(Charsets.US_ASCII);
String text = "Tag, you're it!";
final byte[] textBytes = text.getBytes(Charsets.UTF_8);
final int utfBit = ;
final char status = (char) (utfBit + langBytes.length);
final byte[] data = Bytes.concat(new byte[] {(byte) status}, langBytes, textBytes);
NdefRecord record = NdefRecord(NdefRecord.TNF_WELL_KNOWN, NdefRecord.RTD_TEXT, new byte[], data);
try {
    NdefRecord[] records = {text};
    NdefMessage message = new NdefMessage(records);
    tag.connect();
    tag.format(message);
}
catch (Exception e){
    //do error handling
}

點對點的數據交換

前臺推送技術支持簡單點對點的數據交換，你能夠用enableForegroundNdefPush(Activity, NdefMessage) 方法來打開此功能. 爲了用這個功能：

·         推送數據的Activity必須是前臺Activity。

·         你必須將你要發送的數據封裝到NdefMessage對象裏。

·         接收推送數據的設備必須支持com.android.npp  NDEF推送協議，這個對於Android設備是可選的

假如你的Activity打開了前臺推送功能而且位於前臺，這時標準的Intent發佈系統是禁止的。然而，若是你的Activity容許前臺發佈系統，那麼此時檢測tag的功能仍然是可用的，不過只適用於前臺發佈系統。

要打開前臺推送:

1.     建立一個你要推送給其餘NFC設備的包含NdefRecords的NdefMessage。

2.     在你的Activity裏實現onResume() 和 onPause() 的回調來正確處理前臺推送的生命週期。你必須在你的Activity位於前臺並在主線程裏調用enableForegroundNdefPush(Activity, NdefMessage) （能夠在onResume()裏調用來保證這點）.

public void onResume() {
    super.onResume();
    if (mAdapter != null)
        mAdapter.enableForegroundNdefPush(this, myNdefMessage);
}
public void onPause() {
    super.onPause();
    if (mAdapter != null)
        mAdapter.disableForegroundNdefPush(this);
}

當Activity位於前臺，你能夠靠近另一個NFC設備來推送數據。請參考例子ForegroundNdefPush來了解點對點數據交換。