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1 引言

NFC是近场通信（near field communication）的缩写。NFC技术是一种新兴的技术，使用了NFC技术的设备（比如手机）可以在彼此靠近的情况下（一般小于10cm）进行数据交换，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。

2 NFC技术

2.1 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。

2.2 重要参数

1. 有效传输范围<=10cm
2. 传输速度有三种：106kbps; 212kbps; 424kbps
3. 建立连接时间<1s
4. NFC工作频率为13.65兆赫兹

3 开发流程

3.1 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" />
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3.2 添加识别NFC标签

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。配置Activity的launchMode的属性为singleTop，并添加 类型支持信息。

<activity
        android:name=".MainActivity"
        android:launchMode="singleTop"
        android:screenOrientation="portrait">
        <intent-filter>
            <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
            <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
        </intent-filter>
        <meta-data android:name="android.nfc.action.TECH_DISCOVERED"
                android:resource="@xml/filter_nfc"></meta-data>

 </activity>
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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> --------------------------------A组
        <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>-----------------------------------------B组
        <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>
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3.3 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();
        }
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3.4 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);
    }
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3.5 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");
                }
            }
        }
    }
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3.6 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);
}
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3.7 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);
}
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4 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。

公众号：程序员喵大人（专注于Android各类学习笔记、面试题以及IT类资讯的分享。）