近场通信（Near Field Communication，NFC）是一种短距离（最多20cm）、高频率的无线通信技术。它是一个标准，通过把智能卡和阅读器接口集成到单个设备中，扩展了无线电频率识别（RFID）标准。该标准最初是为了在手机上使用，因此吸引了很多对非接触式数据传输感兴趣的供应商（例如信用卡销售商）。该标准使得NFC有以下3种具体应用方式：
智能卡仿真
设备是非接触式智能卡（因此其他阅读器可以读取）。
读卡器模式
设备可以读取RFID标签。
P2P模式
两个设备可以来回沟通并交换数据。
在Android 2.3(API level 9)中，Google引入了NFC功能中的读卡器模式。从Android 2.3.3(API level 10)开始，还可以将数据写到NFC标签并通过P2P模式交换。
NFC标签中包含的是使用NFC数据交换格式编码的数据，其消息格式遵循的协议是：NFC Forum Type 2 Specification。每条NDEF消息包含一条或多条NDEF记录。关于NFC的官方技术说明书可以在http://www.nfc-forum.org/获取。为了开发和测试NFC应用，强烈建议获取NFC兼容的设备（例如Nexus S，在http://www.google.com/phone/detail/nexus-s）和NFC兼容的标签。
为了在应用中使用NFC功能，需要在清单文件中声明以下许可权限：
<uses-permission android:name="android.permission.NFC" />
为了把应用限制为使用NFC的设备，需要在manifest文件中添加以下代码：
<uses-feature android:name="android.hardware.nfc" />
读标签
当扫描RFID/NFC标签时，读卡器模式会接收通知。在Android 2.3（API level 9）中，实现这一点的唯一方式是创建一个Activity，它监听android.nfc.action.TAG_DISCOVERED intent，当读取一个标签时会广播该intent。Android 2.3.3(API level 10)提供了更全面的方式来接收该通知，其遵循如图17-2所示的过程。
图17-2：Android 2.3.3（API level 10）中的NFC标记流
在Android 2.3.3（API level 10）以及更新的版本中，当发现NFC标签时，在Intent中会放置一个标签对象（Parcelable）作为EXTRA_TAG。然后，系统开始跟从逻辑流，确定要发送Intent的最佳Activity。在设计上，它优先把标签分发给正确的活动，而不需要向用户弹出活动选择器对话框（即在透明模式下），以避免在标签和设备之间的连接被不必要的用户交互干扰。首先要检查的是在前端是否存在Activity，其调用了enableForegroundDispatch方法。如果该Activity存在，intent就会传递给该Activity并结束；如果不存在，系统会检查标签数据的第一条NdefMessage。如果NdefRecord是URI、Smart Poster或MIME数据，系统会检查注册了ACTION_NDEF_DISCOVEREDintent并包含这种类型数据的Activity（android.nfc.action.NDEF_DISCOVERED）。如果存在该Activity，该匹配的Activity（匹配越接近越好）会接收intent。如果不存在匹配的Activity，系统会查找注册了ACTION_TECH_DISCOVERED的活动，并且匹配特定的标签技术集（再次强调，匹配越接近越好）。如果存在匹配的活动，intent会传递给该活动。然而，如果在前面的检查中都没有找到匹配的活动，intent会最终作为ACTION_TAG_DISCOVERED传递，这和Android 2.3（API level 9）处理标签的方式类似。
为了把前端的Activity设置为第一个接收标签的Activity，必须检索NFC设备适配器，并调用Activity的context引用的enableForegroundDispatch方法。实际的NFC设备适配器是由类NfcAdapter表示的。为了检索该设备的适配器，启动Android 2.3（API level 9）中的getDefaultAdapter方法或Android 2.3.3（API level 10）中的getDefaultAdapter(context)方法：
NfcAdapter adapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter;
// --- for API 10 only
// NfcAdapter adapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(context);
if(adapter != null) {
// true if enabled, false if not
boolean enabled = adapter.isEnabled;
}
一旦检索到NFC设备适配器，构建PendingIntent对象，并把它传递给enableForegroundDispatch方法。该方法必须从主线程中调用，而且Activity必须正在前端运行（调用了onResume方法）：
PendingIntent intent =
PendingIntent.getActivity(this, 0,
new Intent(this, getClass).addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP),
0);
NfcAdapter.getDefaultAdapter(this).enableForegroundDispatch(this, intent,
null, null);
当Activity离开前端（调用了onPause方法）后，必须调用disableForeground-Dispatch方法：
@Override
protected void onPause {
super.onPause;
if(NfcAdapter.getDefaultAdapter(this) != null)
NfcAdapter.getDefaultAdapter(this).disableForegroundDispatch(this);
}
}
如果一个Activity注册了ACTION_NDEF_DISCOVERED，那么这个Activity必须把android.nfc.action.NDEF_DISCOVERED作为intent-filter，并在manifest文件中将其指定为专用的数据过滤器：
<activity android:name=".NFC233">
<!-- listen for android.nfc.action.NDEF_DISCOVERED -->
<intent-filter>
<action android:name="android.nfc.action.NDEF_DISCOVERED"/>
<data android:mimeType="text/*" />
</intent-filter>
</activity>
这也适合TECH_DISCOVERED的情况（以下示例也包含描述特定技术的元数据资源，它保存在NFC标签中，如NDEF内容）：
<activity android:name=".NFC233">
<intent-filter>
<action android:name="android.nfc.action.TECH_DISCOVERED" />
</intent-filter>
<meta-data android:name="android.nfc.action.TECH_DISCOVERED"
android:resource="@xml/nfcfilter"
/>
</activity>
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!-- capture anything using NfcF or with NDEF payloads-->
<resources xmlns:xliff="urn:oasis:names:tc:xliff:document:1.2">
<tech-list>
<tech>android.nfc.tech.NfcF</tech>
</tech-list>
<tech-list>
<tech>android.nfc.tech.NfcA</tech>
<tech>android.nfc.tech.MifareClassic</tech>
<tech>android.nfc.tech.Ndef</tech>
</tech-list>
</resources>
注册ACTION_TAG_DISCOVERED intent的示例manifest文件的内容如下所示：
<!-- this will show up as a dialog when the nfc tag is scanned -->
<activity android:name=".NFC" android:theme="@android:style/Theme.Dialog">
<intent-filter>
<action android:name="android.nfc.action.TAG_DISCOVERED"/>
<category android:name="android.intent.category.DEFAULT"/>
</intent-filter>
</activity>
当读取一个标签时，系统会把有效负荷作为关联数据广播intent。在Android 2.3.3（API level 10）中，Tag对象也作为EXTRA_TAG包含进来。该Tag对象提供检索特定的TagTechnology的方式，并能够执行高级操作（如I/O）。注意，该类传递和返回数组时没有使用clone方式，所以注意不要修改它们：
Tag tag = (Tag) intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG);
在Android 2.3（API level 9）及更新的版本中，该标签的ID作为字节数组封装在intent中，其key是“android.nfc.extra.ID”（NfcAdapter.EXTRA_ID）：
byte byte_id = intent.getByteArrayExtra(NfcAdapter.EXTRA_ID);
该数据是作为Parcelable对象（NdefMessage）数组打包的，其key是“android.nfc.extra.NDEF_MESSAGES”(NfcAdapter.EXTRA_NDEF_MESSAGES)：
Parcelable msgs =
intent.getParcelableArrayExtra(NfcAdapter.EXTRA_NDEF_MESSAGES);
NdefMessage nmsgs = new NdefMessage[msgs.length];
for(int i=0;i<msgs.length;i++) {
nmsgs[i] = (NdefMessage) msgs[i];
}
每个NdefMessage对象内部都有一个NdefRecord数组。该记录总是包含3比特的TNF(类型名称格式，type name format)、记录类型、唯一ID以及有效负荷。关于这方面的具体信息，可查看NdefRecord文档(http://developer.android.com/reference/android/nfc/NdefRecord.html)。现在，已经存在一些已知的类型，这里将探讨4种最常见的：TEXT、URI、SMART_POSTER和ABSOLUTE_URI：
// enum of types we are interested in
private static enum NFCType {
UNKNOWN, TEXT, URI, SMART_POSTER, ABSOLUTE_URI
}
private NFCType getTagType(final NdefMessage msg) {
if(msg == null) return null;
// we are only grabbing the first recognizable item
for (NdefRecord record : msg.getRecords) {
if(record.getTnf == NdefRecord.TNF_WELL_KNOWN) {
if(Arrays.equals(record.getType, NdefRecord.RTD_TEXT)) {
return NFCType.TEXT;
}
if(Arrays.equals(record.getType, NdefRecord.RTD_URI)) {
return NFCType.URI;
}
if(Arrays.equals(record.getType, NdefRecord.RTD_SMART_POSTER)) {
return NFCType.SMART_POSTER;
}
} else if(record.getTnf == NdefRecord.TNF_ABSOLUTE_URI) {
return NFCType.ABSOLUTE_URI;
}
}
return null;
}
NdefRecord.RTD_TEXT类型的有效载荷，其第一个字节会定义状态，这种类型还会对有效载荷中的文本进行编码：
/*
* the First Byte of the payload contains the "Status Byte Encodings" field,
* per the NFC Forum "Text Record Type Definition" section 3.2.1.
*
* Bit_7 is the Text Encoding Field.
* * if Bit_7 == 0 the the text is encoded in UTF-8
* * else if Bit_7 == 1 then the text is encoded in UTF16
* Bit_6 is currently always 0 (reserved for future use)
* Bits 5 to 0 are the length of the IANA language code.
*/
private String getText(final byte payload) {
if(payload == null) return null;
try {
String textEncoding = ((payload[0] & 0200) == 0) ? "UTF-8" : "UTF-16";
int languageCodeLength = payload[0] & 0077;
return new String(payload, languageCodeLength + 1,
payload.length - languageCodeLength - 1, textEncoding);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace;
}
return null;
}
标准URI类型（NdefRecord.RTD_URI）的有效载荷，其第一个字节定义URI的前缀：
/**
* NFC Forum "URI Record Type Definition"
*
* Conversion of prefix based on section 3.2.2 of the NFC Forum URI Record
* Type Definition document.
*/
private String convertUriPrefix(final byte prefix) {
if(prefix == (byte) 0x00) return "";
else if(prefix == (byte) 0x01) return "http://www.";
else if(prefix == (byte) 0x02) return "https://www.";
else if(prefix == (byte) 0x03) return "http://";
else if(prefix == (byte) 0x04) return "https://";
else if(prefix == (byte) 0x05) return "tel:";
else if(prefix == (byte) 0x06) return "mailto:";
else if(prefix == (byte) 0x07) return "ftp://anonymous:anonymous@";
else if(prefix == (byte) 0x08) return "ftp://ftp.";
else if(prefix == (byte) 0x09) return "ftps://";
else if(prefix == (byte) 0x0A) return "sftp://";
else if(prefix == (byte) 0x0B) return "smb://";
else if(prefix == (byte) 0x0C) return "nfs://";
else if(prefix == (byte) 0x0D) return "ftp://";
else if(prefix == (byte) 0x0E) return "dav://";
else if(prefix == (byte) 0x0F) return "news:";
else if(prefix == (byte) 0x10) return "telnet://";
else if(prefix == (byte) 0x11) return "imap:";
else if(prefix == (byte) 0x12) return "rtsp://";
else if(prefix == (byte) 0x13) return "urn:";
else if(prefix == (byte) 0x14) return "pop:";
else if(prefix == (byte) 0x15) return "sip:";
else if(prefix == (byte) 0x16) return "sips:";
else if(prefix == (byte) 0x17) return "tftp:";
else if(prefix == (byte) 0x18) return "btspp://";
else if(prefix == (byte) 0x19) return "btl2cap://";
else if(prefix == (byte) 0x1A) return "btgoep://";
else if(prefix == (byte) 0x1B) return "tcpobex://";
else if(prefix == (byte) 0x1C) return "irdaobex://";
else if(prefix == (byte) 0x1D) return "file://";
else if(prefix == (byte) 0x1E) return "urn:epc:id:";
else if(prefix == (byte) 0x1F) return "urn:epc:tag:";
else if(prefix == (byte) 0x20) return "urn:epc:pat:";
else if(prefix == (byte) 0x21) return "urn:epc:raw:";
else if(prefix == (byte) 0x22) return "urn:epc:";
else if(prefix == (byte) 0x23) return "urn:nfc:";
return null;
}
在绝对URI（NdefRecord.TNF_ABSOLUTE_URI）类型中，整个有效负荷是以UTF-8编码并组成URI：
if(record.getTnf == NdefRecord.TNF_ABSOLUTE_URI) {
String uri = new String(record.getPayload, Charset.forName("UTF-8");
}
特殊的Smart Poster（NdefRecord.RTD_SMART_POSTER）类型包含多条文本子记录或URI（或绝对URI）数据：
private void getTagData(final NdefMessage msg) {
if(Arrays.equals(record.getType, NdefRecord.RTD_SMART_POSTER)) {
try {
// break out the subrecords
NdefMessage subrecords = new NdefMessage(record.getPayload);
// get the subrecords
String fulldata = getSubRecordData(subrecords);
System.out.println("SmartPoster: "+fulldata);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace;
}
}
}
// method to get subrecord data
private String getSubRecordData(final NdefRecord records) {
if(records == null || records.length < 1) return null;
String data = "";
for(NdefRecord record : records) {
if(record.getTnf == NdefRecord.TNF_WELL_KNOWN) {
if(Arrays.equals(record.getType, NdefRecord.RTD_TEXT)) {
data += getText(record.getPayload) + "\n";
}
if(Arrays.equals(record.getType, NdefRecord.RTD_URI)) {
data += getURI(record.getPayload) + "\n";
} else {
data += "OTHER KNOWN DATA\n";
}
} else if(record.getTnf == NdefRecord.TNF_ABSOLUTE_URI) {
data += getAbsoluteURI(record.getPayload) + "\n";
} else data += "OTHER UNKNOWN DATA\n";
}
return data;
}
写入Tag对象
Android 2.3.3（API level 10）提供了把数据写入Tag对象的功能。为了实现此功能，必须使用Tag对象获取该标签内合适的TagTechnology。NFC标签基于很多独立的技术，提供了很多功能。TagTechnology实现了基于这些技术的各种功能。因此，需要使用NDEF技术来检索和修改标签中的NdefRecords和NdefMessages：
// get the tag from the Intent Tag mytag = (Tag) intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG); // get the Ndef (TagTechnology) from the tag Ndef ndefref = Ndef.get(mytag);
注意，当使用TagTechnology执行I/O操作时需要注意如下几点：
·在使用其他I/O操作前必须调用connect方法。
·I/O操作可能是阻塞式的，而且在应用的main线程中永远都不应该调用它。
·一次只能连接一个TagTechnology。后续的connect调用会返回IOException。
·在通过TagTechnology完成I/O操作后，必须调用close方法，该方法会通过IOException撤销所有在其他线程（包括connect方法）中执行的阻塞式的I/O操作。
因此，要把数据写到tag中，会在独立于main线程的线程中调用connect方法。一旦完成该操作，会检查isConnected方法，来验证连接是否已经建立。如果连接已经建立，则会调用包含构造的NdefMessage（至少包含一条记录）的writeNdefMessage方法。写入数据之后，接下来会调用close方法来清理进程。
使用NDEF TagTechnology引用，把文本记录写入到tag中的完整代码如下：
// pass in the Ndef TagTechnology reference and the text we wish to encode
private void writeTag(final Ndef ndefref, final String text) {
if(ndefref == null || text == null || !ndefref.isWritable) {
return;
}
(new Thread {
public void run {
try {
Message.obtain(mgsToaster, 0,
"Tag writing attempt started").sendToTarget;
int count = 0;
if(!ndefref.isConnected) {
ndefref.connect;
}
while(!ndefref.isConnected) {
if(count > 6000) {
throw new Exception("Unable to connect to tag");
}
count++;
sleep(10);
}
ndefref.writeNdefMessage(msg);
Message.obtain(mgsToaster, 0,
"Tag write successful!").sendToTarget;
} catch (Exception t) {
t.printStackTrace;
Message.obtain(mgsToaster, 0,
"Tag writing failed! - "+t.getMessage).sendToTarget;
} finally {
// ignore close failure...
try { ndefref.close; }
catch (IOException e) { }
}
}
}).start;
}
// create a new NdefRecord
private NdefRecord newTextRecord(String text) {
byte langBytes = Locale.ENGLISH.
getLanguage.
getBytes(Charset.forName("US-ASCII"));
byte textBytes = text.getBytes(Charset.forName("UTF-8"));
char status = (char) (langBytes.length);
byte data = new byte[1 + langBytes.length + textBytes.length];
data[0] = (byte) status;
System.arraycopy(langBytes, 0, data, 1, langBytes.length);
System.arraycopy(textBytes, 0, data, 1 + langBytes.length, textBytes.length);
return new NdefRecord(NdefRecord.TNF_WELL_KNOWN,
NdefRecord.RTD_TEXT,
new byte[0],
data);
}
P2P模式和Beam
在Android 2.3.3(API level 10)中，当一个设备被设置为通过NFC把数据传输到另一个NFC数据接收设备上时，会启用P2P模式。发送数据的设备可能也会接收到数据接收设备所发送的数据，因此会出现对等（P2P）通信。在API 10中，这是通过前置推送方式来完成的，但是该方法在后期的API发布（API 14+，Android 4.0+）中被废弃了，取而代之的是一个新的推送API，称为Beam。在这一节中，我们将描述这两个方法。
API 10-13
在API 10中，NfcAdapter类的enableForegroundNdePush方法会完成P2P NFC消息交换。因此，当Activity处于活动状态（在前台运行）时，会向另一台支持com.android.npp NDEF推送协议的设备发送一条NdefMessage消息。enableForegroundNdefPush方法必须在主线程中、在通信开始之前调用（正如其onResume方法），当Activity在后台运行（在onPause方法）时，应该取消该方法。
@Override
public void onResume {
super.onResume;
NdefRecord rec = new NdefRecord[1];
rec[0] = newTextRecord("NFC Foreground Push Message");
NdefMessage msg = new NdefMessage(rec);
NfcAdapter.getDefaultAdapter(this).enableForegroundNdefPush(this, msg);
}
// create a new NdefRecord
private NdefRecord newTextRecord(String text) {
byte langBytes = Locale.ENGLISH.
getLanguage.
getBytes(Charset.forName("US-ASCII"));
byte textBytes = text.getBytes(Charset.forName("UTF-8"));
char status = (char) (langBytes.length);
byte data = new byte[1 + langBytes.length + textBytes.length];
data[0] = (byte) status;
System.arraycopy(langBytes, 0, data, 1, langBytes.length);
System.arraycopy(textBytes, 0, data, 1 + langBytes.length, textBytes.length);
return new NdefRecord(NdefRecord.TNF_WELL_KNOWN,
NdefRecord.RTD_TEXT,
new byte[0],
data);
}
当enableForegroundNdefPush方法处在活跃状态时，标准的tag分发方式会被禁用。只有前端的活动可能会通过enableForegroundDispatch方法接收到标签发现（tag-discovered）请求。通过这种方式，可以确保其他活动和服务不会拦截正在扫描的NFC标签，从而保证正在运行的活动接收到数据。
当Activity不再在前端（调用完onPause方法后）时，注意必须调用disableFore-groundNdefPush方法：
@Override
protected void onPause {
super.onPause;
if(NfcAdapter.getDefaultAdapter(this) != null) {
NfcAdapter.getDefaultAdapter(this).disableForegroundNdefPush(this);
}
}
Beam：API 14+
要使用Android Beam，其设备必须取消锁定屏幕，初始化该beam的设备必须正在运行相应的Activity。
在API 14以及更新版本中，Android Beam功能是通过NfcAdapter的两个方法来实现的：setNdefPushMessage和setNdefPushMessageCallback。setNdefPushMessage方法接收参数NdefMessage，并且会立即发送一条消息，而setNdefPushMessageCallback是异步执行的，并提供了接口NfcAdapter.CreateNdefMessageCallback。当一台设备在另一台设备的NFC通信范围内，会调用该接口的CreateNdefMessage方法。如果调用两个pushMessage方法，会先执行setNdefPushMessageCallback方法。
// here we use the callback to push a message via the NfcAdapter
NfcAdapter nfcadapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this);
// here a callback is generated
CreateNdefMessageCallback nfccallback = new CreateNdefMessageCallback {
@Override
public NdefMessage createNdefMessage(NfcEvent event) {
String text = "Beaming via callback";
byte mimeBytes = "application/com.oreilly.demo.android.pa.sensordemo".
getBytes(Charset.forName("US-ASCII"));NdefRecord mimeRecord = new Ndef
Record(NdefRecord.TNF_MIME_MEDIA, mimeBytes, new byte[0], text.getBytes);
NdefMessage msg = new NdefMessage(new NdefRecord {mimeRecord});
return msg;
}
};
nfcadapter.setNdefPushMessageCallback(nfccallback, this);
// here we just push a message directly
String directtext = "Beaming Directly";
byte directMimeBytes = "application/com.oreilly.demo.android.pa.sensordemo".
getBytes(Charset.forName("US-ASCII"));NdefRecord directMimeRecord = new NdefRecord
(NdefRecord.TNF_MIME_MEDIA, directMimeBytes, new byte[0], directtext.getBytes);
NdefMessage directmsg = new NdefMessage(new NdefRecord {directMimeRecord});
nfcadapter.setNdefPushMessage(directmsg, this);
在前面的例子中，没有使用Android Application Record（AAR），因此在manifest文件中，关于该活动的定义会包含如下intent过滤器：
<activity android:name=".NFC40">
<intent-filter>
<action android:name="android.nfc.action.NDEF_DISCOVERED"/>
<category android:name="android.intent.category.DEFAULT"/>
<data android:mimeType="application/com.oreilly.demo.android.pa.sensordemo"/>
</intent-filter>
</activity>
如果你想在应用层处理NFC操作，强烈建议你使用AAR，而不是intent过滤器（由于包名约束，AAR在活动级别不可用），因此其他应用不能干预特定的NFC操作的处理。
// generate the NdefMessage with an AAR
NdefMessage msg = new NdefMessage(new NdefRecord {mimeRecord,
NdefRecord.createApplicationRecord("com.oreilly.demo.android.pa.sensordemo")});
nfcadapter.setNdefPushMessage(msg, this);