Как проверить технологию nfc метки android studio

Разработка NFC приложений для Android

NFC (near field communication) – стандартизированная технология обмена данными на короткие расстояния, позволяющая осуществлять взаимодействия между двумя электронными устройствами простым и интуитивно понятным способом. Например, с помощью оснащенного NFC смартфона вы можете делать покупки, раздавать визитные карты, скачивать купоны на скидки и так далее. Множество новых применений для NFC будет найдено в ближайшее время.
Эта статья описывает технологии, использующие NFC и способы их применения на сегодняшний день. Также показано, как использовать NFC в Android приложениях и, наконец, приведены два примера NFC приложений с исходными кодами.

Архитектура технологии NFC

NFC основана на RFID технологии с частотой 13.56 МГц и рабочей дистанцией до 10 см. Скорость обмена данными составляет до 424 кб/сек. По сравнению с другими коммуникационными технологиями, основным преимуществом NFC является быстрота и простота использования. На рисунке ниже видно расположение NFC среди других коммуникационных технологий.

Технология NFC имеет три режима: эмуляция NFC-карты, пиринговый режим и режим чтения/записи.

В режиме эмуляции карты NFC представляет собой аналог чипованной RFID карты со своим модулем безопасности, позволяющим защищать процесс покупки. В пиринговом режиме вы можете делиться информацией, например визитной карточкой, с другими NFC устройствами. В также можете устанавливать WiFi или Bluetooth соединения посредством NFC для передачи больших объемов данных. Режим чтения/записи предназначен для чтения или изменения NFC меток с помощью NFC устройств.
Каждый режим более подробно описан ниже.

Режим эмуляции NFC карты

NFC модуль обычно состоит из двух частей: NFC контроллера и элемента безопасности (ЭБ). NFC контроллер отвечает за коммуникации, ЭБ – за шифрацию и дешифрацию чувствительной к взлому информации.

ЭБ подключается к NFC контроллеру посредством шины SWP (Single Wire Protocol) или DCLB (Digital Contactless Bridge). Стандарты NFC определяют логический интерфейс между хостом и контроллером, позволяя им взаимодействовать через RF-поле. ЭБ реализуется с помощью встроенного приложения или компонента ОС.

Существует три варианта реализации ЭБ: можно встроить его в SIM-карту, SD-карту или в NFC чип.

Операторы связи, такие как CMCC (China Mobile Communication Corporation), Vodafone или AT&T обычно используют решение на SIM-карте, поощряя своих абонентов бесплатной заменой старых SIM-карт на новые, оснащенные NFC.

Пиринговый режим

Два NFC устройства могут легко взаимодействовать друг с другом напрямую, обмениваясь небольшими файлами. Для установления Bluetooth/WiFi соединения необходимо обменяться XML файлом специального формата. В этом режиме ЭБ не используется.

Режим записи/чтения

В данном режиме NFC устройство может читать и записывать NFC метки. Хорошим примером применения является чтение информации с оснащенных NFC «умных» постеров.

Введение в разработку NFC под Android

Android поддерживает NFC с помощью двух пакетов: android.nfc и android.nfc.tech.
Основными классами в android.nfc являются:
NfcManager: Устройства под Android могут быть использованы для управления любыми обнаруженными NFC адаптерами, но поскольку большинство Android устройств поддерживают только один NFC адаптер, NfcManager обычно вызывается с getDefaultAdapter для доступа к конкретному адаптеру.
NfcAdapter работает как NFC агент, подобно сетевому адаптеру на ПК. С его помощью телефон получает доступ к аппаратной части NFC для инициализации NFC соединения.
NDEF: Стандарты NFC определяют общий формат данных, называемый NFC Data Exchange Format (NDEF), способный хранить и передавать различные типы объектов, начиная с MIME и заканчивая ультра-короткими RTD-документами, такими как URL. NdefMessage и NdefRecord – два типа NDEF для определенных NFC форумом форматов данных, которые будут использоваться в коде-примере.
Tag: Когда устройство Android обнаруживает пассивный объект типа ярлыка, карты и т.д., он создает объект типа «метка», помещая его далее в целевой объект и в заключении пересылая в соответствующий процесс.
Пакет android.nfc.tech также содержит множество важных подклассов. Эти подклассы обеспечивают доступ к функциям работы с метками, включающими в себя операции чтения и записи. В зависимости от используемого типа технологий, эти классы разбиты на различные категории, такие как NfcA, NfcB, NfcF, MifareClassic и так далее.
Когда телефон со включенным NFC обнаруживает метку, система доставки автоматически создает пакет целевой информации. Если в телефоне имеется несколько приложений, способных работать с этой целевой информаций, пользователю будет показано окно с предложением выбрать одно из списка. Система доставки меток определяет три типа целевой информации, в порядке убывания приоритета: NDEF_DISCOVERED, TECH_DISCOVERED, TAG_DISCOVERED.
Здесь мы используем целевой фильтр для работы со всеми типами информации начиная с TECH_DISCOVERED до ACTION_TECH_DISCOVERED. Файл nfc_tech_filter.xml используется для всех типов, определенных в метке. Подробности можно найти в документации Android. Рисунок ниже показывает схему действий при обнаружении метки.

Пример 1. Разработка NFC приложения для чтения/записи меток.

Следующий пример показывает функции чтения/записи NFC метки. Для того, чтобы получить доступ к аппаратной части NFC и корректно обрабатывать NFC информацию, объявите эти позиции в файле AndroidManifest.xml.

Минимальную версию SDK, которую должно поддерживать ваше приложение — 10, объявите об этом в файле AndroidManifest.xml

 In the onCreate function，you can apply the NfcAdapter： public void onCreate(Bundle savedInstanceState)

Следующий целевой вызов демонстрирует функцию чтения. Если широковещательное сообщение системы равняется NfcAdapter.ACTION_TAG_DISCOVERED, тогда вы можете считать информацию и показать ее.

@Override protected void onNewIntent(Intent intent) < if(NfcAdapter.ACTION_TAG_DISCOVERED.equals(intent.getAction()))< mytag = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG); // get the detected tag Parcelable[] msgs = intent.getParcelableArrayExtra(NfcAdapter.EXTRA_NDEF_MESSAGES); NdefRecord firstRecord = ((NdefMessage)msgs[0]).getRecords()[0]; byte[] payload = firstRecord.getPayload(); int payloadLength = payload.length; int langLength = payload[0]; int textLength = payloadLength - langLength - 1; byte[] text = new byte[textLength]; System.arraycopy(payload, 1+langLength, text, 0, textLength); Toast.makeText(this, this.getString(R.string.ok_detection)+new String(text), Toast.LENGTH_LONG).show(); >>

Следующий код демонстрирует функцию записи. Перед тем, как определить значение mytag, вы должны убедиться, что метка определена и только потом вписать в нее свои данные.

 If (mytag==Null) < …… >else < …… write(message.getText().toString(),mytag); …… >private void write(String text, Tag tag) throws IOException, FormatException < NdefRecord[] records = < createRecord(text) >; NdefMessage message = new NdefMessage(records); // Get an instance of Ndef for the tag. Ndef ndef = Ndef.get(tag); // Enable I/O ndef.connect(); // Write the message ndef.writeNdefMessage(message); // Close the connection ndef.close(); >

В зависимости от прочитанной информации вы можете выполнить дополнительные действия, такие как запуск какого-либо задания, переход по ссылке и т.д.

Пример 2. Разработка NFC-приложения, использующего карты MifareClassic

В этом примере для чтения мы будем использовать карты MifareClassic и соответствующий им тип метки. Карты MifareClassic широко используются для различных нужд, таких как идентификация человека, автобусный билет и т.д. В традиционной карте MifareClassic область хранения разбита на 16 зон, в каждой зоне 4 блока, и каждый блок может хранить 16 байт данных.
Последний блок в зоне называется трейлером и используется обычно для хранения локального ключа чтения/записи. Он содержит два ключа, А и В, 6 байт длиной каждый, по умолчанию забитые 00 или FF, в зависимости от значения MifareClassic.KEY_DEFAULT.
Для записи на карту Mifare вы, прежде всего, должны иметь корректное значение ключа (что играет защитную роль), а также успешно пройти аутентификацию.

   android.nfc.tech.MifareClassic  

Пример того, как читать карту MifareClassic:

 private void processIntent(Intent intent) < Tag tagFromIntent = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG); for (String tech : tagFromIntent.getTechList()) < System.out.println(tech); >boolean auth = false; MifareClassic mfc = MifareClassic.get(tagFromIntent); try < String metaInfo = ""; //Enable I/O operations to the tag from this TagTechnology object. mfc.connect(); int type = mfc.getType(); int sectorCount = mfc.getSectorCount(); String typeS = ""; switch (type) < case MifareClassic.TYPE_CLASSIC: typeS = "TYPE_CLASSIC"; break; case MifareClassic.TYPE_PLUS: typeS = "TYPE_PLUS"; break; case MifareClassic.TYPE_PRO: typeS = "TYPE_PRO"; break; case MifareClassic.TYPE_UNKNOWN: typeS = "TYPE_UNKNOWN"; break; >metaInfo += "Card type：" + typeS + "n with" + sectorCount + " Sectorsn, " + mfc.getBlockCount() + " BlocksnStorage Space: " + mfc.getSize() + "Bn"; for (int j = 0; j < sectorCount; j++) < //Authenticate a sector with key A. auth = mfc.authenticateSectorWithKeyA(j, MifareClassic.KEY_DEFAULT); int bCount; int bIndex; if (auth) < metaInfo += "Sector " + j + ": Verified successfullyn"; bCount = mfc.getBlockCountInSector(j); bIndex = mfc.sectorToBlock(j); for (int i = 0; i < bCount; i++) < byte[] data = mfc.readBlock(bIndex); metaInfo += "Block " + bIndex + " : " + bytesToHexString(data) + "n"; bIndex++; >> else < metaInfo += "Sector " + j + ": Verified failuren"; >> promt.setText(metaInfo); > catch (Exception e) < e.printStackTrace(); >>

Об авторах

Songyue Wang и Liang Zhang — инженеры в Intel Software and Service Group, разрабатывающие мобильные приложения, в том числе и для Android, и оптимизирующие их под платформу х86.

• nfc
• android development

• Блог компании Intel
• Разработка под Android

Как проверить технологию nfc метки android studio

Полный текст статьи и исходники программы доступны только зарегистрированным участникам сайта.

Прочитайте внимательно условия! В начале каждой статьи указывается, к какому курсу относится данная статья. Например, если статья из 4 курса, значит нужно заплатить за все курсы по четвёртый включительно.

Стоимость регистрации — символические 360 рублей. После регистрации у вас будет доступ ко второму курсу.

Для регистрации сначала необходимо пополнить ЮMoney 410011383280263 на указанную сумму или QIWI (перевод по никнейму), а затем прислать письмо на адрес [email protected] с указанием, на какой кошелёк вы делали оплату и реквизиты, по которым можно вас определить (не прикрепляйте к письму картинки или файлы, пишите в письме). Учитывайте комиссию при переводах.

По поводу перевода на ЮMoney. Если делать перевод по указанной ссылке, то к сумме нужно прибавить 3% самостоятельно. Если вы знаете, как переводить по номеру кошелька 410011383280263 без указанной ссылки, то по идее ваш банк сам рассчитает комиссию. Эти новые правила стали применяться в октябре 2022, возможно вам придётся доплачивать, когда я увижу точную сумму прихода.

Не присылайте в письме мои номера кошельков — поверьте, я их знаю и без вас.

В ответном письме вы получите учётные данные для чтения статей из закрытой зоны за второй курс.

Доступ к третьему курсу обучения доступен только после оплаты второго курса и составляет 360 руб.

Доступ к четвёртому курсу обучения доступен после оплаты третьего курса и составляет 360 руб. и т.д.

При оплате сразу всех курсов одновременно (2-10) цена составит 3200 руб.

Доступ даётся как минимум на один год. Для тех, кто оплатил третий и другие курсы, сроки доступа увеличиваются.

Также возможен приём на PayPal (только для зарубежных пользователей). Обратите внимание, что в этом случае стоимость одного курса составляет 7$.

На данный момент PayPal не доступен в России.

Webmoney тоже не особо доступен в России, но по запросу можно отправить на Z-кошелёк (7S), если вдруг кому-то удобно из других стран.

Бесконтакт: что такое NFC и как программисту с ним работать

Сейчас почти у каждого есть карты с поддержкой NFC, которыми можно оплатить покупку в одно касание, а ещё лучше это сделать смартфоном или даже умными часами ? Есть карты, которыми можно оплатить проезд, а также пополнить баланс с телефона (жаль вот только ввели такую систему не во всех городах, а в некоторых предпочли «изобрести велосипед» и использовали карты, которые несовместимы с NFC). А ещё можно просто прикоснуться телефоном к наушникам, и они сами образуют пару с вашим телефоном и в некоторых случаях даже включают Bluetooth.

NFC упростила жизнь в некоторых аспектах, а может упростить в ещё больших, если владеть магией программирования. В этой статье мы изучим принцип работы NFC, разберёмся, что такое NDEF и как с ними работать.

О чём точно стоит знать: NFC базируется на RFID. Зачастую эти две технологии ошибочно объединяют в одну, но они не являются одним и тем же. Хотя NFC-считыватели могут распознавать и перезаписывать некоторые RFID-метки, технология NFC даёт гораздо больше возможностей, чем RFID. NFC можно считать надстройкой над RFID, созданной для расширения платформы обмена данными.

Итак, разберёмся в механике работы RFID и NFC и в том, чем они отличаются.

RFID

Представьте, что Иван сидит ночью на крылечке своего дома. Иван включил светильник на крыльце и теперь может увидеть своего соседа, когда тот проходит мимо, потому что свет отражается от него и попадает Ивану на сетчатку глаза. Это пассивный RFID. Радиосигнал от пассивного RFID-считывателя достигает метки, которая поглощает его и отражает обратно свой идентификатор.

Теперь представьте, что Иван включил светильник, а его сосед, который сидит у себя дома, видит это и кратковременно включает светильник на своём крыльце, как будто передаёт Ивану «привет» со своего крыльца. Это активный RFID, он может работать на более длинные дистанции, так как приёмник имеет свой собственный источник питания и, более того, может генерировать собственный радиосигнал, не полагаясь на энергию, которую он поглотил от источника.

RFID — это два таких крылечка. Иван и его сосед знают друг друга в лицо, но больше ничего не могут узнать друг о друге. Они не обмениваются какой-либо весомой информацией. RFID был создан для идентификации, а не коммуникации, поэтому RFID-метки содержат небольшой объём информации, порядка тысячи байт или меньше, которые можно считывать или перезаписывать с RFID-считывателей.

NFC

Теперь представьте, что другой сосед Ивана проходит поблизости от крыльца, и когда Иван его видит, то приглашает присесть с ним на крылечко и пообщаться. Сосед соглашается, они садятся вместе, и, обмениваясь шуточными рассказами, налаживают отношения. Они разговаривают в течение пары минут. Это NFC.

NFC разработали, основываясь на RFID, но для более сложного обмена данными между участниками. По-прежнему можно считывать пассивные RFID-метки с помощью NFC-считывателя и записать новые данные в их ограниченную память. Также NFC позволяет записывать информацию в определённый тип RFID-меток, используя стандартный формат, независимый от типа меток. Ещё можно взаимодействовать с другими NFC-устройствами дуплексным или двусторонним обменом. NFC-устройства могут обмениваться информацией о своих возможностях, делиться записями или устанавливать более длительное взаимодействие посредством других технологий.

Например, можно прикоснуться телефоном с NFC к стереоустройству, у которого тоже есть NFC, и они опознают друг друга, узнают, что у обоих есть Wi-Fi модуль, и обменяются данными для последующего взаимодействия через Wi-Fi. После этого телефон начнёт трансляцию музыки на стереоустройство с помощью Wi-Fi. Телефон не будет транслировать музыку с помощью NFC по двум причинам:

• Во-первых, потому что у NFC малый радиус действия, порядка десяти сантиметров, что позволяет уменьшить энергопотребление и избежать установления связи с другими устройствами, использующими ту же технологию передачи данных.
• Во-вторых, скорость передачи данных с помощью NFC ощутимо меньше в сравнении с другими технологиями (Wi-Fi, Bluetooth и т.д.). NFC не был создан для длительных высокоскоростных коммуникаций, а для обмена короткими сообщениями, мандатами (учётными записями с параметрами доступа пользователя, сформированными после его успешной аутентификации) и инициирования связи. Если вернуться к аналогии с крылечком, то NFC позволит вам начать общение с соседом или обменяться мнениями о погоде, но для более длительного разговора вы пригласите соседа на чай — это уже Wi-Fi, Bluetooth и другие расширенные протоколы обмена данными.

NFC позволяет сделать некоторый сложный обмен данными или инструкциями без преград в виде обмена паролями, сопряжением или любыми другими запутанными путями, которые присущи другим протоколам обмена данными. Это означает, что для того, чтобы обменяться адресной информацией со своим другом, вам достаточно лишь соприкоснуться телефонами. Или, когда вы хотите оплатить покупку бесконтактной банковской картой, вам достаточно лишь поднести её к терминалу.

Устройство не позволяет считать абсолютно всю свою память при использовании NFC, оно лишь даёт доступ к небольшому кусочку информации, необходимому для обмена. Пользователь может проконтролировать, какую информацию он передаёт и кому.

Типы NFC-меток

Существует четыре типа меток, описанных NFC-форумом, все они базируются на RFID-протоколах. Это делает NFC метки частично совместимыми со многими уже существующими RFID системами (например, Mifare и FeliCa). Хотя эти более старые системы не поддерживают NDEF, они, однако, могут опознавать NFC метки, которые совместимы с ними. Например, считыватель RFID, который предназначен для работы с метками Mifare Ultralight, может считать идентификационный номер метки NFC 2 типа, хоть и не может прочитать закодированную NDEF информацию. Есть также пятый тип, который совместим с технологией, но при этом не является частью NFC-спецификации.

Типы 1, 2 и 4 основаны на ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A (состоит из четырёх частей: 1, 2, 3, 4), тип 3 — на ГОСТ Р ИСО/МЭК 18092. Более подробно про каждый из типов можно прочитать под спойлером.

• Основан на ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A;
• Может быть как только для чтения, так и для чтения/записи;
• Содержит от 96 байт до 2 кбайт памяти;
• Нет защиты данных от коллизий (прим. — коллизии могут возникнуть; когда два активных источника передают данные одновременно);
• Примеры: Innovision Topaz, Broadcom BCM20203.

• Аналогично типу 1 основан на NXP/PhilipsMifareUltralight метках (ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A);
• Может быть как только для чтения, так и для чтения/записи;
• Содержит от 96 байт до 2 кбайт памяти;
• Скорость взаимодействия 106 кбит/с;
• Поддержка анти-коллизий;
• Пример: NXP Mifare Ultralight.

• Основан на метках SonyFeliCa (ГОСТ Р ИСО/МЭК 18092 и JIS-X-6319-4) без поддержки шифрования и аутентификации, которая предоставлена спецификацией FeliCa;
• Может быть либо только для чтения, либо для чтения/записи;
• Скорость взаимодействия 212 или 424 кбит/с;
• Поддержка анти-коллизий;
• Пример: Sony FeliCa.

• Аналогично типу 1, тип 4 основан на ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A;
• Может быть либо только для чтения, либо для чтения/записи;
• 2, 4 или 8 кбайт памяти;
• Скорость взаимодействия 106, 212 или 424 кбит/с;
• Поддержка анти-коллизий;
• Пример: NXP DESFire, SmartMX-JCOP.

Пятый тип является собственностью NXPSemiconductors и, вероятно, самым распространённым на сегодняшний день MifareClassictag (ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A):

• Память: 192, 768 или 3584 байта;
• Скорость взаимодействия 106 кбит/с;
• Поддержка анти-коллизий;
• Пример: NXP Mifare Classic 1K, Mifare Classic 4K, Mifare Classic Mini.

Алгоритм работы NFC

У NFC, как и у RFID, при обмене есть инициатор и цель, но новая технология позволяет куда больше, чем простой обмен идентификатором и чтение или запись информации цели. Наиболее значимым различием между этими двумя технологиями является то, что у NFC целями часто являются программируемые устройства, такие как смартфоны. Это означает, что можно обмениваться не только статичными данными, но и каждый раз генерировать ответ на запрашиваемую инициатором информацию.

У NFC устройств есть два режима взаимодействия. Если инициатор излучает радиочастотные волны, а цель за счёт инициатора получает питание, то такой режим взаимодействия называют пассивным. При активном режиме у инициатора и цели свои собственные источники питания, и они независимы друг от друга. Данные режимы совпадают с режимами RFID.

NFC устройства также имеют три способа работы. Они могут работать в режиме чтения информации с цели или записи на неё. Они могут эмулировать карты, ведя себя как RFID-метки, когда они в поле другого NFC или RFID устройства. Или они могут работать в режиме peer-to-peer (P2P), в котором они обмениваются данными сразу в обоих направлениях.

Первым главным отличием NFC от RFID является способ взаимодействия peer-to-peer, который реализован с помощью ГОСТ Р ИСО/МЭК 18092. Обмен данными P2P реализуется двумя протоколами — протоколом подуровня управления логической связью (LLCP — logical link control protocol) и простым протоколом обмена данными NDEF (SNEP — simple NDEF exchange format).

Архитектура NFC

В архитектуре NFC есть несколько уровней. Самый низкий из них — физический, который реализован ЦПУ и другим аппаратным комплексом, через который происходит взаимодействие. В середине находятся данные о пакетах и транспортный уровень, затем формат данных уровней, и в конце программное обеспечение.

На физическом уровне NFC работает по алгоритму, описанному в ГОСТ для RFID (ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443-2-2014), где говорится о маломощных радиосигналах частотой 13,56 МГц. Затем идёт уровень, который описывает разбивку потока данных на фреймы (ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443-3-2014). Любые радиоконтроллеры, которые используются в телефоне, планшете или подсоединяются к компьютеру или микроконтроллеру, являются отдельными аппаратными компонентами. Они взаимодействуют с главным процессором посредством одного или нескольких стандартных последовательных протоколов между устройствами: универсальный асинхронный приёмопередатчик (UART), последовательный периферийный интерфейс (SPI), последовательная шина данных для связи интегральных схем (I2C) или универсальная последовательная шина (USB).

Над этим находится несколько протоколов команд RFID, базирующихся на двух спецификациях. NFC чтение и запись меток базируется на оригинальном RFID ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A. Протоколы Philips/NXP Semiconductors Mifare Classic и Mifare Ultralight и NXP DESFire совместимы с ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A. Обмен данными P2P NFC базируется на ГОСТ Р ИСО/МЭК 18092. Также на этом же стандарте базируются RFID-карты и метки Sony FeliCa, которые доступны в основном в Японии. Можно читать и записывать метки, основанные на этих стандартах, и не использовать NFC.

Они изображены на рисунке выше на уровне с другими управляющими протоколами, так как они используют одинаковый стандарт.

NDEF

NDEF используется для форматирования данных обмена между устройствами и метками. Данный формат типизирует все сообщения, которые используются в NFC, причём не важно для карты это или для устройства. Каждое NDEF-сообщение содержит одну или несколько NDEF-записей. Каждая из них содержит уникальный тип записи, идентификатор, длину и поле для информации, которую нужно сообщить.

Есть несколько распространённых типов NDEF-записей:

1. Обычные текстовые записи. В них можно отправить любую строку, они не содержат инструкций для цели, но содержат метаданные об языке текста и кодировке.
2. URI. Такие записи содержат данные об интернет-ссылках. Цель, получившая такую запись, откроет её в том приложении, которое сможет её отобразить. Например, веб-браузере.
3. Умная запись. Содержит не только веб-ссылки, но и текстовое описание к ним, чтобы было понятно, что находится по этой ссылке. В зависимости от данных записи телефон может открыть информацию в нужном приложении, будь то SMS или e-mail, либо сменить настройки телефона (громкость звука, яркость экрана и т.д.).
4. Подпись. Она позволяет доказать, что информация, которая была передана или передаётся, достоверна.

Можно использовать несколько видов записей в одном NDEF-сообщении.

Можно представить сообщение как параграф, а записи — как предложения. Параграф — определённая единица информации, которая содержит одно или несколько предложений. Тогда как предложение — меньшая единица информации, которая содержит всего одну идею. Например, можно в виде абзаца сделать приглашения на день рождения и написать в отдельных предложениях данные о дате, времени и месте проведения, а с помощью NDEF-сообщений передать друзьям напоминание об этом событии, где будет текстовое сообщение с описанием события, умную запись с местом и веб-ссылку с тем, как добраться до этого места.

Второе главное различие между NFC и RFID — формат обмена данными NFC (NDEF — NFC data exchange format). NDEF определяет формат данных в сообщениях, которые в свою очередь состоят из NDEF записей. Есть несколько видов записей, о которых будет рассказано более подробно чуть ниже. NDEF делает возможным с помощью программного кода управлять процессом чтения и записи NFC-меток, обмена данными при помощи peer-to-peer и эмулирования карт.

Структура NDEF

NDEF содержит информацию о байтовом представлении сообщений, которые могут содержать несколько записей. У каждой записи есть заголовок, в котором находятся метаданные (тип, длина и т.д.), и информацию для отправки. Если вернуться к аналогии с параграфом, то параграф формируется из предложений, относящихся к одной теме, так и в NDEF-сообщениях — хорошо, когда все записи относятся к одной тематике.

NDEF-сообщения в основном короткие, каждый обмен состоит из одного сообщения, каждая метка также содержит одно сообщение. Так как обмен NFC данными происходит при касании одного устройства другим или меткой, то будет неудобно передавать в одном сообщении текст целой книги, поэтому длина NDEF-сообщения сопоставима с длиной абзаца, но не целой книги.

NDEF-запись содержит информацию для пересылки и метаданные, как эту информацию интерпретировать. Каждая запись может быть разного типа, о чем объявляется в заголовке этой записи. Также в заголовке описывается какое место занимает запись в сообщении, после заголовка следует информация. На рисунке ниже представлена полная информация о расположении бит и байт информации в NDEF-записи. Информация для пересылки занимает большую часть записи. Тип информации уточняет, как её интерпретировать, идентификатор информации опционален и используется для пересылки большого количества записей или перекрёстного обмена данными.

Какой длины может быть NDEF-сообщение?

Место на информацию в NDEF-записи ограниченно по размерам 2^32-1 байтами, однако можно делать цепочки записей внутри сообщения, чтобы переслать информацию большего размера. В теории нет ограничений на NDEF-сообщения, но на практике размер сообщения ограничивается возможностями устройств или меток, участвующих в обмене информацией. Если в обмене участвуют только устройства, то длина сообщения будет ограничена вычислительной мощностью самого слабого из устройств, но стоит учесть, что устройства придётся долго держать рядом для пересылки всех данных. При взаимодействии смартфона и карты длина сообщения будет ограничена размером памяти карты.

В общем, обмен данными через NFC достаточно быстрый. Человек подносит мобильное устройство к метке, происходит краткий обмен информацией, и человек идёт дальше. Данная технология не была спроектирована для длительных обменов информацией, потому что устройства в буквальном смысле должны находится в паре сантиметров друг от друга. Для того чтобы передать большой объем информации, устройства придётся держать друг рядом с другом длительное время, это может быть неудобным. Если нужно длительное взаимодействие между устройствами, то можно воспользоваться NFC для быстрого обмена данными о возможностях устройств и последующего включения одного из более подходящих способов передачи данных (Bluetooth, Wi-Fi и т.д.).

Читаем NDEF-сообщение

Когда телефон на Android считывает NFC-метку, он сначала её обрабатывает и распознает, а затем передаёт данные о ней в соответствующее приложение для последующего создания intent. Если с NFC может работать больше одного приложения, то появится меню выбора приложения. Система распознавания определяется тремя intent, которые перечислены в порядке важности от самой высокой до низкой:

1. ACTION_NDEF_DISCOVERED : Этот intent используется для запуска аctivity, если в метке содержится NDEF-сообщение. Он имеет самый высокий приоритет, и система будет запускать его в первую очередь.
2. ACTION_TECH_DISCOVERED : Если никаких activity для intent ACTION_NDEF_DISCOVERED не зарегистрировано, то система распознавания попробует запустить приложение с этим intent. Также этот intent будет сразу запущен, если найденное NDEF-сообщение не подходит под MIME-тип или URI, или метка совсем не содержит сообщения.
3. ACTION_TAG_DISCOVERED : Этот intent будет запущен, если два предыдущих intent не сработали.

В общем случае система распознавания работает, как представлено на рисунке ниже.

Когда это возможно, запускается intent ACTION_NDEF_DISCOVERED , потому что он наиболее специфичный из трёх. Более того, с его помощью можно будет запустить ваше приложение.

Если activity запускается из-за NFC intent, то можно получить информацию с отсканированной NFC-метки из этого intent. Intent может содержать следующие дополнительные поля (зависит от типа отсканированной метки):

• EXTRA_TAG (обязательное): объект Tag, описывающий отсканированную метку.
• EXTRA_NDEF_MESSAGES (опциональное): Массив NDEF-сообщений, просчитанный с метки. Это дополнительное поле присуще только intent ACTION_NDEF_DISCOVERED .
• EXTRA_ID (опциональное): Низкоуровневый идентификатор метки.

Ниже представлен пример, проверяющий intent ACTION_NDEF_DISCOVERED и получающий NDEF-сообщения из дополнительного поля.

override fun onNewIntent(intent: Intent) < super.onNewIntent(intent) . if (NfcAdapter.ACTION_NDEF_DISCOVERED == intent.action) < intent.getParcelableArrayExtra(NfcAdapter.EXTRA_NDEF_MESSAGES)?.also < rawMessages ->val messages: List = rawMessages.map < it as NdefMessage >// Обработка массива сообщений. . > > > 

@Override protected void onNewIntent(Intent intent) < super.onNewIntent(intent); . if (NfcAdapter.ACTION_NDEF_DISCOVERED.equals(intent.getAction())) < Parcelable[] rawMessages = intent.getParcelableArrayExtra(NfcAdapter.EXTRA_NDEF_MESSAGES); if (rawMessages != null) < NdefMessage[] messages = new NdefMessage[rawMessages.length]; for (int i = 0; i < rawMessages.length; i++) < messages[i] = (NdefMessage) rawMessages[i]; >// Обработка массива сообщений. . > > > 

Также объект Tag можно получить из intent, который будет содержать полезную информацию и позволит перечислить технологии метки:

val tag: Tag = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG)

Tag tag = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG);

Создаём распространённые NDEF-записи

Существует несколько методов для создания NDEF-записи: createUri() , createExternal() и createMime() . Лучше использовать один из них во избежание ошибок, которые могут возникнуть при создании записи вручную. Все примеры, представленные ниже, следует отправлять первым сообщением при записи метки, либо сопряжением с другим устройством.

TNF_ABSOLUTE_URI (тип URI, зависит от типа)

Создать NDEF-запись TNF_ABSOLUTE_URI можно следующим образом:

val uriRecord = ByteArray(0).let < emptyByteArray ->NdefRecord( TNF_ABSOLUTE_URI, "https://tproger.ru/category/news/".toByteArray(Charset.forName("US-ASCII")), emptyByteArray, emptyByteArray ) > 

NdefRecord uriRecord = new NdefRecord( NdefRecord.TNF_ABSOLUTE_URI , "https://tproger.ru/category/news/".getBytes(Charset.forName("US-ASCII")), new byte[0], new byte[0]); 

Intent-фильтр для такой NDEF-записи будет таким:

TNF_MIME_MEDIA (MIME-тип, зависит от типа записи)

Создать NDEF-запись TNF_MIME_MEDIA можно следующим образом:

1. Используя метод createMime() :

val mimeRecord = NdefRecord.createMime( "application/vnd.com.example.android.beam", "Beam me up, Android".toByteArray(Charset.forName("US-ASCII")) ) 

NdefRecord mimeRecord = NdefRecord.createMime("application/vnd.com.example.android.beam", "Beam me up, Android".getBytes(Charset.forName("US-ASCII"))); 

2. Создав NdefRecord вручную:

val mimeRecord = Charset.forName("US-ASCII").let < usAscii ->NdefRecord( NdefRecord.TNF_MIME_MEDIA, "application/vnd.com.example.android.beam".toByteArray(usAscii), ByteArray(0), "Beam me up, Android!".toByteArray(usAscii) ) > 

NdefRecord mimeRecord = new NdefRecord( NdefRecord.TNF_MIME_MEDIA , "application/vnd.com.example.android.beam".getBytes(Charset.forName("US-ASCII")), new byte[0], "Beam me up, Android!".getBytes(Charset.forName("US-ASCII"))); 

Intent-фильтр для такой NDEF-записи будет таким:

TNF_WELL_KNOWN с RTD_TEXT (MIME-тип с записью простого текста)

Создать NDEF-запись TNF_WELL_KNOWN можно следующим образом:

fun createTextRecord(payload: String, locale: Locale, encodeInUtf8: Boolean): NdefRecord

public NdefRecord createTextRecord(String payload, Locale locale, boolean encodeInUtf8)

Intent-фильтр для такой NDEF-записи будет таким:

TNF_WELL_KNOWN с RTD_URI (тип URI, базирующийся на полезной информации)

Создать NDEF-запись TNF_WELL_KNOWN можно следующим образом:

1. Используя метод createUri(String) :

val rtdUriRecord1 = NdefRecord.createUri(«http://example.com»)

NdefRecord rtdUriRecord1 = NdefRecord.createUri(«http://example.com»);

2. Используя метод createUri(Uri) :

val rtdUriRecord2 = Uri.parse("http://example.com").let < uri ->NdefRecord.createUri(uri) > 

Uri uri = Uri.parse("http://example.com"); NdefRecord rtdUriRecord2 = NdefRecord.createUri(uri); 

3. Создав NdefRecord вручную:

val uriField = "example.com".toByteArray(Charset.forName("US-ASCII")) val payload = ByteArray(uriField.size + 1) //добавление 1 для префикса URI payload [0] = 0x01 //префикс http://www. к URI System.arraycopy(uriField, 0, payload, 1, uriField.size) //добавление URI к полезной информации val rtdUriRecord = NdefRecord(NdefRecord.TNF_WELL_KNOWN, NdefRecord.RTD_URI, ByteArray(0), payload) 

byte[] uriField = "example.com".getBytes(Charset.forName("US-ASCII")); byte[] payload = new byte[uriField.length + 1]; //добавление 1 для префикса URI payload[0] = 0x01; //префикс http://www. к URI System.arraycopy(uriField, 0, payload, 1, uriField.length); //добавление URI к полезной информации NdefRecord rtdUriRecord = new NdefRecord( NdefRecord.TNF_WELL_KNOWN, NdefRecord.RTD_URI, new byte[0], payload); 

Intent-фильтр для такой NDEF-записи будет таким:

Более подробно про работу с NDEF-записями на Android можно почитать здесь.

Использование NFC

Есть множество возможностей использования NFC:

• Режим эмуляции карты позволяет использовать данную технологию для бесконтактных платежей, например Google Wallet, или для оплаты или получения билетов в общественном транспорте.
• Есть несколько мобильных приложений, которые позволяют сохранить настройки для мобильного устройства на метках и в дальнейшем использовать их для быстрого изменения каких-либо настроек мобильного устройства (переход в режим виброзвонка, включения или выключения Wi-Fi на мобильном устройстве).
• На рынке постепенно появляются устройства, поддерживающие NFC, — стереосистемы, телевизоры, которые позволяют создавать пару с телефоном или планшетом для удалённого управления.
• NFC используется в системе здравоохранения для хранения идентификатора пациента и личных записей.
• В сфере управления материально-техническими ресурсами можно использовать NDEF записи для хранения информации о месте отправления товаров, об их прохождении различных промежуточных пунктов и тому подобном.

Заключение

Технология NFC добавляет многообещающую функциональность к технологии RFID. Наиболее значимое нововведение — формат обмена данными NFC (NDEF), который предоставляет возможность форматировать обычные данные в одну из четырёх технологий меток NFC. NDEF может быть использован как для обмена данными между устройством и меткой, так и для обмена между устройствами. Это делает NFC пригодным не только как способ идентификации, но и как средство обмена короткими блоками данных.

Более подробно об NFC или NDEF можно почитать в книге Tom Igoe, Don Coleman, and Brian Jepson «Beginning NFC. Near Field Communication with Arduino, Android, and PhoneGap».

Смотрите также: 30 шикарных инструментов, чтобы писать под Android как профи

Следите за новыми постами по любимым темам

Подпишитесь на интересующие вас теги, чтобы следить за новыми постами и быть в курсе событий.

Чтение тегов NFC с Android

Вам интересно, что такое NFC и как его можно интегрировать в ваши собственные приложения для Android? Этот урок быстро познакомит вас с этой темой, прежде чем погрузиться в нее и научит создавать простое приложение для чтения NFC!

Что такое NFC?

NFC – это сокращение от Near Field Communication . Это международный стандарт для бесконтактного обмена данными. В отличие от широкого спектра других технологий, таких как беспроводная локальная сеть и Bluetooth, максимальное расстояние между двумя устройствами составляет 10 см. Разработка стандарта началась в 2002 году компаниями NXP Semiconductors и Sony. NFC Forum , консорциум из более чем 170 компаний и членов, в который входят Mastercard, NXP, Nokia, Samsung, Intel и Google, разрабатывает новые спецификации с 2004 года.

Существуют различные возможности использования NFC с мобильными устройствами; например, безбумажные билеты, контроль доступа, безналичный расчет и ключи от машины. С помощью тегов NFC вы можете управлять своим телефоном и изменять настройки. Данные можно обменивать, просто держа два устройства рядом друг с другом.

В этом уроке я хочу объяснить, как реализовать NFC с помощью Android SDK, какие подводные камни существуют и что нужно иметь в виду. Мы шаг за шагом создадим приложение, которое сможет читать содержимое тегов NFC, поддерживающих NDEF.

NFC Technologies

Существует множество тегов NFC, которые можно прочитать с помощью смартфона. Спектр варьируется от простых наклеек и брелоков до сложных карточек со встроенным криптографическим оборудованием. Тэги также отличаются по своей технологии чипов. Наиболее важным является NDEF, который поддерживается большинством тегов. Кроме того, следует упомянуть Mifare, поскольку это самая распространенная технология бесконтактных чипов в мире. Некоторые теги могут быть прочитаны и записаны, а другие – только для чтения или зашифрованы.

В этом руководстве обсуждается только формат обмена данными NFC (NDEF).

Добавление поддержки NFC в приложение

Мы начинаем с нового проекта и пустой деятельности. Важно выбрать минимальную версию SDK уровня 10, потому что NFC поддерживается только после Android 2.3.3. Не забудьте выбрать собственное имя пакета. Я выбрал net.vrallev.android.nfc.demo , потому что vrallev.net является доменом моего сайта, а другая часть относится к теме этого приложения.