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高级 NFC 概览

本文介绍了各种高级 NFC 主题,例如如何使用各种标签技术、如何写入 NFC 标签以及如何执行前台调度(借助前台调度,在前台运行的应用即使在其他应用过滤某些 Intent 时也能优先处理这些 Intent)。

使用支持的标签技术

将 NFC 标签与 Android 设备结合使用时,用于读取和写入标签数据的主要格式是 NDEF。当设备扫描具有 NDEF 数据的标签时,Android 会尽可能在解析消息和通过 NdefMessage 传递该消息方面提供支持。不过,在某些情况下,您扫描的标签可能不包含 NDEF 数据,或者 NDEF 数据无法映射为 MIME 类型或 URI。在这些情况下,您需要直接开启与标签的通信,并使用自己的协议(以原始字节形式)对标签执行读写操作。Android 通过 android.nfc.tech 软件包对这些用例提供一般性支持,如表 1 所述。您可以使用 getTechList() 方法确定标签支持的技术,还可以使用 android.nfc.tech 提供的一个类来创建相应的 TagTechnology 对象。

表 1. 支持的标签技术

说明
TagTechnology 这是所有标签技术类都必须实现的接口。
NfcA 提供对 NFC-A (ISO 14443-3A) 属性和 I/O 操作的访问权限。
NfcB 提供对 NFC-B (ISO 14443-3B) 属性和 I/O 操作的访问权限。
NfcF 提供对 NFC-F (JIS 6319-4) 属性和 I/O 操作的访问权限。
NfcV 提供对 NFC-V (ISO 15693) 属性和 I/O 操作的访问权限。
IsoDep 提供对 ISO-DEP (ISO 14443-4) 属性和 I/O 操作的访问权限。
Ndef 提供对 NDEF 格式的 NFC 标签上的 NDEF 数据和操作的访问权限。
NdefFormatable 为可设置为 NDEF 格式的标签提供格式化操作。

Android 设备还可以选择支持以下标签技术。

表 2. 可选择支持的标签技术

说明
MifareClassic 提供对 MIFARE Classic 属性和 I/O 操作的访问权限(如果此 Android 设备支持 MIFARE)。
MifareUltralight 提供对 MIFARE Ultralight 属性和 I/O 操作的访问权限(如果此 Android 设备支持 MIFARE)。

将标签技术和 ACTION_TECH_DISCOVERED Intent 结合使用

当设备扫描包含 NDEF 数据但无法映射为 MIME 或 URI 的标签时,标签调度系统会尝试使用 ACTION_TECH_DISCOVERED Intent 来启动 Activity。在扫描到包含非 NDEF 数据的标签时,也会使用 ACTION_TECH_DISCOVERED。如果标签调度系统无法解析标签数据,此回退功能可让您直接处理标签数据。使用标签技术的基本步骤如下:

  1. 过滤一个 ACTION_TECH_DISCOVERED Intent,指定您要处理的标签技术。如需了解详情,请参阅过滤 NFC Intent。通常,如果 NDEF 消息无法映射为 MIME 类型或 URI,或者扫描到的标签不包含 NDEF 数据,那么标签调度系统会尝试启动 ACTION_TECH_DISCOVERED Intent。如需详细了解具体的确定方式,请参阅标签调度系统
  2. 应用收到 Intent 时,会从该 Intent 获取 Tag 对象:

    Kotlin

        var tagFromIntent: Tag = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG)
        

    Java

        Tag tagFromIntent = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG);
        
  3. 通过调用 android.nfc.tech 软件包中类的 get 工厂方法,获取 TagTechnology 的实例。您可以枚举支持的标签技术,只需在调用 get 工厂方法之前调用 getTechList() 即可。例如,要从 Tag 获取 MifareUltralight 的实例,请执行以下操作:

    Kotlin

        MifareUltralight.get(intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG))
        

    Java

        MifareUltralight.get(intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG));
        

对标签执行读写操作

对 NFC 标签执行读写操作涉及从 Intent 获取标签以及开启与标签的通信。您必须定义自己的协议栈才能读写标签数据。不过,请注意,在直接处理标签时,您仍然可以读写 NDEF 数据,具体取决于您要如何设计其结构。下面的示例展示了如何使用 MIFARE Ultralight 标签。

Kotlin

    package com.example.android.nfc
    import android.nfc.Tag
    import android.nfc.tech.MifareUltralight
    import java.io.IOException
    import java.nio.charset.Charset

    class MifareUltralightTagTester {

        fun writeTag(tag: Tag, tagText: String) {
            MifareUltralight.get(tag)?.use { ultralight ->
                ultralight.connect()
                Charset.forName("US-ASCII").also { usAscii ->
                    ultralight.writePage(4, "abcd".toByteArray(usAscii))
                    ultralight.writePage(5, "efgh".toByteArray(usAscii))
                    ultralight.writePage(6, "ijkl".toByteArray(usAscii))
                    ultralight.writePage(7, "mnop".toByteArray(usAscii))
                }
            }

            fun readTag(tag: Tag): String? {
                return MifareUltralight.get(tag)?.use { mifare ->
                    mifare.connect()
                    val payload = mifare.readPages(4)
                    String(payload, Charset.forName("US-ASCII"))
                }
            }
        }
    }
    

Java

    package com.example.android.nfc;

    import android.nfc.Tag;
    import android.nfc.tech.MifareUltralight;
    import android.util.Log;
    import java.io.IOException;
    import java.nio.charset.Charset;

    public class MifareUltralightTagTester {

        private static final String TAG = MifareUltralightTagTester.class.getSimpleName();

        public void writeTag(Tag tag, String tagText) {
            MifareUltralight ultralight = MifareUltralight.get(tag);
            try {
                ultralight.connect();
                ultralight.writePage(4, "abcd".getBytes(Charset.forName("US-ASCII")));
                ultralight.writePage(5, "efgh".getBytes(Charset.forName("US-ASCII")));
                ultralight.writePage(6, "ijkl".getBytes(Charset.forName("US-ASCII")));
                ultralight.writePage(7, "mnop".getBytes(Charset.forName("US-ASCII")));
            } catch (IOException e) {
                Log.e(TAG, "IOException while writing MifareUltralight...", e);
            } finally {
                try {
                    ultralight.close();
                } catch (IOException e) {
                    Log.e(TAG, "IOException while closing MifareUltralight...", e);
                }
            }
        }

        public String readTag(Tag tag) {
            MifareUltralight mifare = MifareUltralight.get(tag);
            try {
                mifare.connect();
                byte[] payload = mifare.readPages(4);
                return new String(payload, Charset.forName("US-ASCII"));
            } catch (IOException e) {
                Log.e(TAG, "IOException while reading MifareUltralight message...", e);
            } finally {
                if (mifare != null) {
                   try {
                       mifare.close();
                   }
                   catch (IOException e) {
                       Log.e(TAG, "Error closing tag...", e);
                   }
                }
            }
            return null;
        }
    }
    

使用前台调度系统

借助前台调度系统,Activity 可以拦截 Intent 并声明自己可优先于其他 Activity 处理同一 Intent。使用此系统涉及为 Android 系统构造一些数据结构,以便将合适的 Intent 发送到您的应用。要启用前台调度系统,请执行以下操作:

  1. 在 Activity 的 onCreate() 方法中添加以下代码:
    1. 创建一个 PendingIntent 对象,这样 Android 系统会使用扫描到的标签的详情对其进行填充。

      Kotlin

          val intent = Intent(this, javaClass).apply {
              addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP)
          }
          var pendingIntent: PendingIntent = PendingIntent.getActivity(this, 0, intent, 0)
          

      Java

          PendingIntent pendingIntent = PendingIntent.getActivity(
              this, 0, new Intent(this, getClass()).addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP), 0);
          
    2. 声明 Intent 过滤器,以处理您要拦截的 Intent。前台调度系统会对照设备扫描标签时所获得的 Intent 来检查所指定的 Intent 过滤器。如果匹配,那么应用会处理该 Intent。如果不匹配,那么前台调度系统会回退到 Intent 调度系统。指定 Intent 过滤器和技术过滤器的 null 数组,以指明要过滤所有回退到 TAG_DISCOVERED Intent 的标签。以下代码段会处理 NDEF_DISCOVERED 的所有 MIME 类型。您应只处理需要的内容。

      Kotlin

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

      Java

          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, };
          
    3. 设置应用要处理的一组标签技术。调用 Object.class.getName() 方法以获取要支持的技术的类。

      Kotlin

          techListsArray = arrayOf(arrayOf<String>(NfcF::class.java.name))
          

      Java

          techListsArray = new String[][] { new String[] { NfcF.class.getName() } };
          
  2. 替换以下 Activity 生命周期回调,并添加相应逻辑,以分别在 Activity 失去 (onPause()) 焦点和重新获得 (onResume()) 焦点时启用和停用前台调度。enableForegroundDispatch() 必须从主线程调用,并且只能在 Activity 在前台运行时调用(在 onResume() 中调用可确保这一点)。您还需要实现 onNewIntent 回调以处理扫描到的 NFC 标签中的数据。
  3. Kotlin

        public override fun onPause() {
            super.onPause()
            adapter.disableForegroundDispatch(this)
        }
    
        public override fun onResume() {
            super.onResume()
            adapter.enableForegroundDispatch(this, pendingIntent, intentFiltersArray, techListsArray)
        }
    
        public override fun onNewIntent(intent: Intent) {
            val tagFromIntent: Tag = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG)
            //do something with tagFromIntent
        }
        

    Java

        public void onPause() {
            super.onPause();
            adapter.disableForegroundDispatch(this);
        }
    
        public void onResume() {
            super.onResume();
            adapter.enableForegroundDispatch(this, pendingIntent, intentFiltersArray, techListsArray);
        }
    
        public void onNewIntent(Intent intent) {
            Tag tagFromIntent = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG);
            //do something with tagFromIntent
        }
        

如需查看完整示例,请参阅 API 演示中的 ForegroundDispatch 示例。