Android移動(dòng)平臺(tái)中NDEF標(biāo)簽的掃描應(yīng)用研究

摘 要：近年來(lái)，近場(chǎng)通信（NFC）技術(shù)成為最具競(jìng)爭(zhēng)力的短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)之一。本文簡(jiǎn)要介紹了近場(chǎng)通信的概念和不同應(yīng)用領(lǐng)域中的基本應(yīng)用類(lèi)型。闡述了Android移動(dòng)平臺(tái)下NFC應(yīng)用是讀取NDEF標(biāo)簽和發(fā)送數(shù)據(jù)。并詳細(xì)介紹了Android環(huán)境下對(duì)于NFC標(biāo)簽的調(diào)度與NDEF標(biāo)簽的讀取。

關(guān)鍵詞：NFC，Android移動(dòng)平臺(tái)；NDEF標(biāo)簽；應(yīng)用研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.7

1 NFC與Android平臺(tái)

近場(chǎng)通信（Near Field Communication，NFC），又稱(chēng)近距離無(wú)線(xiàn)通信，是一種基于標(biāo)準(zhǔn)的近距離無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)，能夠在多電子設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單而安全的雙向交互，當(dāng)兩臺(tái)NFC兼容的設(shè)備彼此距離為十幾厘米遠(yuǎn)時(shí)，它們之間就可進(jìn)行通信[1]。這個(gè)技術(shù)由免接觸式射頻識(shí)別（RFID）演變而來(lái)，并向下兼容RFID，最早由Sony和Philips各自開(kāi)發(fā)成功，主要用于手機(jī)等手持設(shè)備中提供M2M（Machine to Machine）的通信。

NFC的數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)，決定了它可以與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)相互融合，促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，甚至給某些應(yīng)用領(lǐng)域帶來(lái)革命。在2011年基于Android操作系統(tǒng)的首款NFC近場(chǎng)通信應(yīng)用就已經(jīng)推出，并獲得好評(píng)，隨后，很多款采用Android系統(tǒng)的高端手機(jī)都將NFC作為標(biāo)配。NFC在Android平臺(tái)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在允許在NFC標(biāo)簽和Android設(shè)備之間或兩個(gè)Android設(shè)備之間共享小的數(shù)據(jù)的負(fù)載。

2 NFC應(yīng)用領(lǐng)域

NFC設(shè)備可以用作非接觸式智能卡、智能卡的讀寫(xiě)器終端以及設(shè)備對(duì)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸鏈路[2]。NFC技術(shù)支持多種應(yīng)用，其主要應(yīng)用可以分為五種基本類(lèi)型。

（1）智能卡片：使用NFC標(biāo)簽來(lái)取代現(xiàn)有的卡，將其貼在終端上，即可完成非接觸卡所能實(shí)現(xiàn)的功能。

（2）掃描碼：用戶(hù)使用帶有NFC讀卡器的移動(dòng)設(shè)備可以讀取帶有NFC標(biāo)簽的海報(bào)信息。較為典型的應(yīng)用是將帶有NFC標(biāo)貼在宣傳海報(bào)上，用戶(hù)可將持有NFC讀卡器的移動(dòng)設(shè)備貼近標(biāo)簽，瞬間完成一系列設(shè)定的功能。

（3）無(wú)接觸支付：由于NFC標(biāo)簽帶有密碼安全認(rèn)證的高安全性，用戶(hù)可以使用帶有NFC標(biāo)簽的移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行移動(dòng)支付等操作。

（4）數(shù)據(jù)傳輸：NFC設(shè)備之間能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)連接和數(shù)據(jù)傳輸，如數(shù)據(jù)文件傳輸、識(shí)別，交換，數(shù)據(jù)處理等操作。

（5）與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)深度融合：NFC通過(guò)與射頻技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合，成為一個(gè)嶄新的開(kāi)放性系統(tǒng)，將會(huì)對(duì)人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生重大影響，將NFC應(yīng)用于現(xiàn)有的消費(fèi)管理系統(tǒng)、商業(yè)促銷(xiāo)系統(tǒng)、物流管理系統(tǒng)等各種系統(tǒng)中，也將會(huì)對(duì)系統(tǒng)的功能產(chǎn)生巨大變革。

3 NDEF標(biāo)簽

簡(jiǎn)單的NFC標(biāo)簽只能提供與讀/寫(xiě)相關(guān)的語(yǔ)法。復(fù)雜的NFC標(biāo)簽不僅能夠執(zhí)行數(shù)學(xué)運(yùn)算和交互代碼，而且還能在訪問(wèn)扇區(qū)時(shí)進(jìn)行加密處理。大多數(shù)的Android框架API都使用基于NDEF的標(biāo)準(zhǔn)格式存儲(chǔ)標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)。

在Android平臺(tái)中對(duì)NFC的應(yīng)用主要是解決從NFC標(biāo)簽中讀取NDEF數(shù)據(jù)和將NDEF消息從一個(gè)設(shè)備發(fā)送給另一個(gè)設(shè)備。除非是在移動(dòng)設(shè)備的設(shè)置菜單中NFC被禁用，否則Android設(shè)備會(huì)在非鎖屏的狀態(tài)下搜索NFC?然后被檢測(cè)到的NFC標(biāo)簽會(huì)由標(biāo)簽調(diào)度系統(tǒng)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理?目標(biāo)應(yīng)用程序需要聲明一個(gè)Intent過(guò)濾器，并且需要發(fā)送處理數(shù)據(jù)的請(qǐng)求，才可以?huà)呙璧絅FC標(biāo)簽。

4 標(biāo)簽調(diào)度

4.1 映射MIME數(shù)據(jù)類(lèi)型和URI

當(dāng)Android設(shè)備掃描到包含NDEF格式數(shù)據(jù)的NFC標(biāo)簽時(shí)，它會(huì)解析數(shù)據(jù)的MIME類(lèi)型或URI標(biāo)識(shí)?系統(tǒng)首先會(huì)讀取消息中的第一條NdefRecord，來(lái)判斷如何解釋整個(gè)NDEF消息?使用TNF和類(lèi)型字段，標(biāo)簽調(diào)度系統(tǒng)試圖讓MIME類(lèi)型或URI映射到NDEF消息標(biāo)簽中。如果成功的話(huà)，它會(huì)把加載信息與實(shí)際的一塊封裝在ACTION_NEDF_DISCOVERED類(lèi)型的Intent中。然而，會(huì)有標(biāo)簽調(diào)度系統(tǒng)不能根據(jù)第一條NDEF記錄的數(shù)據(jù)類(lèi)型來(lái)判斷，所以會(huì)有NDEF數(shù)據(jù)不能被映射到MIME或URI，或NFC標(biāo)簽中不包含NDEF數(shù)據(jù)的情況發(fā)生。

4.2 調(diào)度NFC標(biāo)簽

當(dāng)標(biāo)簽調(diào)度系統(tǒng)創(chuàng)建NFC標(biāo)簽和封裝的Intent對(duì)象時(shí)，如果有多個(gè)應(yīng)用程序能夠處理該Intent對(duì)象，用戶(hù)可以選擇Activity。下面介紹了標(biāo)簽調(diào)度系統(tǒng)定義的三種Intent對(duì)象。

（1）ACTION_NDEF_DISCOVERED：這種Intent用于啟動(dòng)包含NDEF負(fù)載和已知類(lèi)型的標(biāo)簽的Activity。這是最高優(yōu)先級(jí)的Intent，并且標(biāo)簽調(diào)度系統(tǒng)在任何其他Intent之前，都會(huì)盡可能的嘗試使用這種類(lèi)型的Intent來(lái)啟動(dòng)Activity。

（2）ACTION_TECH_DISCOVERED：如果沒(méi)有注冊(cè)處理ACTION_NDEF_DISCOVERED類(lèi)型的Intent的Activity，那么標(biāo)簽調(diào)度系統(tǒng)會(huì)嘗試使用這種類(lèi)型的Intent來(lái)啟動(dòng)應(yīng)用程序。如果被掃描到的標(biāo)簽包含了不能被映射到MIME類(lèi)型或URI的NDEF數(shù)據(jù)，或者沒(méi)有包含NDEF數(shù)據(jù)，但是是已知的標(biāo)簽技術(shù)，那么也會(huì)直接啟動(dòng)這種類(lèi)型的Intent對(duì)象。

（3）ACTION_TAB_DISCOVERED：如果沒(méi)有處理ACTION_NDEF_DISCOVERED或ACTION_TECH_DISCOVERED類(lèi)型的Intent的Activity，就會(huì)啟動(dòng)這種類(lèi)型的Intent。

4.3 設(shè)定訪問(wèn)權(quán)限

在訪問(wèn)設(shè)備的NFC硬件和正確的處理NFC的Intent之前，要在文件中進(jìn)行兩個(gè)方面的聲明。

（1）NFC硬件訪問(wèn)權(quán)限的聲明：。

（2）最小SDK版本的聲明：API Level 9只通過(guò)ACTION_TAG_DISCOVERED來(lái)支持有限的標(biāo)簽調(diào)度，并且只能通過(guò)EXTRA_NDEF_MESSAGES來(lái)訪問(wèn)NDEF消息。API Level 10中包含了廣泛的讀寫(xiě)支持，從而更好的推動(dòng)了NDEF的應(yīng)用前景，并且API Leve 14用Android Beam和額外的方便的創(chuàng)建NDEF記錄的方法，向外提供了更容易的把NDEF消息推送給其他設(shè)備的方法。

5 讀取NDEF類(lèi)型的Intent

在應(yīng)用程序的Android清單中可以針對(duì)一種、兩種或全部三種類(lèi)型的NFC的Intent進(jìn)行過(guò)濾。但是，通常要在應(yīng)用程序啟動(dòng)時(shí)控制最常用的ACTION_NDEF_DISCOVERED類(lèi)型的Intent。

要想從Intent中獲取被掃描到的NFC標(biāo)簽的相關(guān)信息，就需要Intent成功啟動(dòng)一個(gè)Activity。對(duì)掃描到的標(biāo)簽進(jìn)行分析，從而使Intent對(duì)象獲得額外的信息。其中，EXTRA_TAG代表了被掃描到的標(biāo)簽的Tag對(duì)象；EXTRA_NDEF_MESSAGES表示一個(gè)解析來(lái)自標(biāo)簽中的NDEF消息的數(shù)組，這個(gè)附加信息是強(qiáng)制在Intent對(duì)象上的；EXTRA_ID表示標(biāo)簽的低級(jí)ID。檢查ACTION_NDEF_DISCOVERED類(lèi)型的Intent，并從Intent對(duì)象的附加信息中獲取NDEF消息。

6 結(jié)束語(yǔ)

信息時(shí)代的到來(lái)，各大廠家也都在爭(zhēng)用先進(jìn)技術(shù)，但是NFC技術(shù)只是在高端Android手機(jī)上出現(xiàn)，由于設(shè)備的規(guī)則沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，安全系數(shù)不是很高等因素，NFC技術(shù)的發(fā)展之路也不是一帆風(fēng)順。由于基礎(chǔ)設(shè)施等原因?qū)е绿O(píng)果公司也沒(méi)有在iPhone中添加NFC模塊。但是，這并不能說(shuō)明NFC未來(lái)的發(fā)展前景是不好的，它的芯片成本低，很容易將其于貼附于手機(jī)電池外殼上，通過(guò)該技術(shù)，現(xiàn)在風(fēng)傳的手機(jī)支付，手機(jī)公交，手機(jī)門(mén)禁等等，都可以通過(guò)手機(jī)實(shí)現(xiàn)。

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作者簡(jiǎn)介：石韻（1990-），女，河北廊坊人，研究生，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。

作者單位：天津師范大學(xué)，天津 300387