Как использовать NFC на Android

Что такое nfc?

NFC (Near Field Communication), совместно разработанная Philips и Sony, представляет собой технологию бесконтактной идентификации и взаимодействия, которая обеспечивает тесную беспроводную связь между мобильными устройствами, бытовой электроникой, ПК и интеллектуальными инструментами управления.

NFC объединяет функции считывания бесконтактных карт, бесконтактных карт и одноранговой сети в одном чип, создавая бесчисленные новые возможности для образа жизни потребителей. Это платформа с открытым интерфейсом, которая позволяет быстро и активно настраивать беспроводные сети. Это также виртуальный разъем для существующих сотовых сетей, Bluetooth и беспроводных устройств 802.11.

Что такое диапазон nfc?

Теоретически максимальная дальность действия метки NFC составляет 20 см. Но в реальном мире вы редко встретите читателя такого уровня. Это имеет смысл, потому что по соображениям безопасности технологию NFC следует использовать на относительно близком расстоянии.

На более коротком расстоянии идентификации NFC может снизить вероятность нежелательного захвата, особенно для предотвращения удаленного кражи наших кредитных или банковских карт преступниками. В основном это требует, чтобы вы коснулись метки, что делает оплату с помощью NFC более безопасной.

Как и RFID, информация NFC также передается посредством электромагнитной индукционной связи в беспроводной частотной части спектра. Но между ними все же есть большая разница.

1. NFC — это технология беспроводного подключения, обеспечивающая простую, безопасную и быструю связь. Его дальность передачи меньше, чем у RFID, а RFID может достигать нескольких метров или даже десятков метров. Однако NFC использует уникальную технологию ослабления сигнала и имеет некоторые преимущества, которых нет у RFID. Например, короткое расстояние, высокая пропускная способность, низкое энергопотребление и т. Д.

2. NFC совместим с существующей технологией бесконтактных смарт-карт и стал официальным стандартом, поддерживаемым все большим количеством крупных производителей.

3. NFC также является протоколом соединения ближнего действия, который обеспечивает простую, безопасную, быструю и автоматическую связь между различными устройствами. По сравнению с другими методами подключения в мире беспроводной связи, NFC — это своего рода закрытое личное общение.

4. RFID больше используется в производстве, логистике, отслеживании, управлении активами, в то время как NFC играет огромную роль в управлении доступом, общественном транспорте, мобильных платежах и других областях.

1 、 чтение / запись

В этом режиме телефоны с включенным NFC могут читать и записывать любые теги NFC и получать от них данные.

Активный режим NFC

Поскольку и исходное, и целевое устройство должны активно генерировать радиочастотные поля при отправке данных друг другу, поэтому этот режим называется активным режимом. Им обоим нужны устройства питания, обеспечивающие энергию для генерации радиочастотных полей, и они могут по очереди передавать сигналы друг другу.

Терминал NFC может действовать как устройство чтения карт и излучать RF-поля для идентификации и чтения / записи другой информации об устройстве NFC. Этот режим связи является стандартной моделью для одноранговой связи и позволяет достичь очень высокой скорости соединения.

2 、 одноранговый

Два устройства NFC могут обмениваться данными. Например, вы можете поделиться паролем Bluetooth или Wi-Fi, чтобы запустить Bluetooth или подключиться к Wi-Fi. Вы также можете обмениваться данными, такими как виртуальные визитки или цифровые фотографии.

2 、 пассивный режим nfc

В пассивном режиме NFC исходному устройству NFC (также известному как основное устройство) требуется блок питания. Ведущее устройство использует источник питания для обеспечения радиочастотного поля и отправляет данные на целевое устройство NFC (также известное как ведомое устройство).

Радиочастотное поле, генерируемое первичным устройством, используется для питания цепи ведомого устройства. Получены данные, отправленные основным устройством. Модуляция нагрузки используется для передачи данных от ведомого устройства обратно к основному устройству с той же скоростью.

Поскольку этот рабочий режим не генерирует РЧ-поле от устройства, а пассивно принимает РЧ-поле, генерируемое ведущим устройством, он называется пассивным режимом. В этом режиме ведущее устройство NFC может обнаруживать бесконтактную карту или целевое устройство NFC и устанавливать с ними соединение.

3 、 двунаправленный режим

В этом режиме оба устройства NFC находятся в активном режиме, в котором они могут активно излучать радиочастотные поля для установления одноранговой связи. Устройства с поддержкой NFC могут обмениваться данными в активном или пассивном режиме.

В пассивном режиме устройство, которое инициирует обмен данными по NFC, также известное как спонсор NFC, обеспечивает радиочастотное поле на протяжении всего процесса связи.

В настоящее время наш общий рабочий режим NFC — это пассивный режим, очень подходящий для движения мобильного телефона, чтобы сесть на автобус, за покупками и т. Д. Активный режим обычно используется при чтении информации тегов NFC. А двунаправленный режим в основном используется для обмена информацией, например, для обмена визитками.

3 、 эмуляция карты

Телефоны с поддержкой NFC действуют как считыватели при взаимодействии с тегами. В этом режиме мобильный телефон также можно использовать в качестве метки или беспроводной карты для считывания.

Felica

FeliCa — это запатентованная технология меток NFC, разработанная Sony, которая широко используется в эксклюзивных платежных и транспортных приложениях в Азии. Метки FeliCa также интегрированы в модель мобильного телефона мобильной системы FeliCa. Бирки Felica соответствуют японскому промышленному стандарту. Тег основан на ISO 18902 в пассивном режиме с дополнительными функциями аутентификации и шифрования.

Iso 14443

ISO 14443 — это хорошо известный международный стандарт, изначально разработанный для бесконтактных чип-карт в радиосвязи 13.56 МГц. ISO 14443 определяет стек протоколов от беспроводного уровня до командного протокола. Существует две версии беспроводного уровня ISO14443-2, которые имеют разную модуляцию и bit методы кодирования.

ISO 14443 определяет две версии структуры пакета и основную часть протокола (ISO 14443-3). Самый высокий уровень стека ISO определяет командный интерфейс (ISO 14443-4), который передает информацию.

Mifare

MIFARE относится к типу метки NFC, разработанной NXP Semiconductor. MIFARE Теги широко используются в картах памяти для транспортных приложений. ISO 14443 определяет стек протоколов от беспроводного уровня до командного протокола.

Ndef обнаружил намерение

Как я упоминал ранее, у Обнаруженного Технического Намерения есть второй самый высокий приоритет. Однако, поскольку наше приложение будет поддерживать только NDEF, вместо этого мы можем использовать обнаруженное намерение NDEF, которое имеет более высокий приоритет. Мы можем снова удалить список технологий и заменить IntentFilter следующим.

Когда мы сейчас прикрепим тег, приложение будет запущено, как и раньше. Однако для меня есть разница. Средство выбора действий не отображается, и приложение запускается немедленно, поскольку у намерения NDEF более высокий приоритет, а у других приложений зарегистрирован только более низкий приоритет. Это именно то, что мы хотим.

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).

Nfc vs инфракрасный и bluetooth

NFC также превосходит инфракрасный порт и передачу по Bluetooth. Будучи ориентированным на потребителя торговым механизмом, NFC быстрее, надежнее и намного проще, чем инфракрасный порт, и не требует строгого согласования для передачи данных. По сравнению с Bluetooth, NFC подходит для транзакций на короткие расстояния и обмена важными данными, такими как финансовая информация или конфиденциальная личная информация.

Bluetooth может восполнить недостаток дальности связи NFC и подходит для передачи данных на большие расстояния. Следовательно, NFC и Bluetooth дополняют друг друга и сосуществуют. Быстрый и легкий протокол NFC может использоваться для управления процессом сопряжения Bluetooth между двумя устройствами, способствуя использованию Bluetooth.

Nfcip-1

Протокол NFCIP-1 основан на ISO 14443. Основное отличие заключается в новом командном протоколе, заменяющем верхний уровень предыдущего стека протоколов. NFCIP-1 включает в себя два коммуникационных модуля, которые позволяют устройствам NFC работать в одноранговом режиме, а также поддерживают связь с NFC-тегами на основе NFCIP-1.

Активация nfc

Если Вы выполнили шаги из пункта 2, то просто активируйте переключатель «NFC». Вы можете прочитать более подробную инструкцию о том как включить NFC на Android устройстве.

Введите 1

• Бирки типа 1 дешевы и подходят для множества приложений NFC.
• На основе стандарта ISO-14443A
• Доступно для чтения, перезаписи и настройки только для чтения
• 96-byte память, масштабируемая до 2 КБ
• Скорость передачи 106kbitс / с
• Нет защиты от конфликтов данных
• Совместимые продукты: Innovision Topaz, Broadcom BCM20203

Введите 2

• Тип 2, как и тип 1, происходит от NXP. MIFARE Ultralight день
• На основе стандарта ISO-14443A
• Доступно для чтения, перезаписи и настройки только для чтения
• 96-byte память, масштабируемая до 2 КБ
• Скорость передачи 106kbitс / с
• Поддержка защиты от конфликтов данных
• Совместимые продукты: NXP MIFARE Ultralight

Введите 3

• Тип 3 происходит от несекретной части тега Sony FeliCa. Он дороже, чем этикетка типа 1 и 2, подходит для более сложных приложений.
• На основе японского отраслевого стандарта (JIS) X 6319-4
• Определите свойства, которые можно читать, перезаписывать или только для чтения во время производства
• Переменная память, до 1 МБ места
• Поддерживаются две скорости передачи: 212 или 424kbitс / с
• Поддержка защиты от конфликтов данных
• Совместимые продукты: Sony FeliCa

Введите 4

• Тип 4 похож на тип 1 в том, что он является производным от тега NXP DESFire.
• На основе стандарта ISO-14443A
• Определите свойства, которые можно читать, перезаписывать или только для чтения во время производства
• Переменная память, до 32 КБ
• Поддерживаются три скорости передачи: 106，212 или 424k.bitс / с
• Поддержка защиты от конфликтов данных
• Совместимые продукты: NXP DESFire, SmartMX-JCOP

Введите 5

• Это последний тип тега NFC, определенный в последние годы. NFC Forum представил эту серию микросхем, чтобы удовлетворить растущее разнообразие миниатюрных меток NFC для дальней связи и их приложений.
• На основе стандарта ISO-15693
• Читаемый и перезаписываемый
• Переменная память: 256 bitс, 896 bitс, 1280 bitс, 2528 bits
• До 53Кbitс / с
• Поддержка защиты от конфликтов данных
• Совместимые продукты: ICODE SLI-Xseries / TI 2K / ST LRI2K

Введите 6

• Этот тип совместим только с некоторыми мобильными телефонами.
• На основе стандарта ISO-14443A
• Читаемый и перезаписываемый
• Переменная память: 1 КБ ， 4 КБ
• Передача данных 106кbitс / с
• Поддержка защиты от конфликтов данных
• Совместимые продукты: M1 (S50 ， F08)

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.

Макет по умолчанию, сгенерированный Eclipse, для нас почти достаточен. Я только добавил идентификатор в TextView и изменил текст.

Чтобы получить доступ к оборудованию NFC, вы должны обратиться за разрешением в манифест. Если приложение не будет работать без NFC, вы можете указать условие с помощью тега метки использования. Если требуется NFC, приложение не может быть установлено на устройства без него, и Google Play будет отображать ваше приложение только пользователям, которые владеют устройством NFC.

MainActivity должен состоять только из метода onCreate (). Вы можете взаимодействовать с оборудованием через класс NfcAdapter. Важно выяснить, является ли NfcAdapter нулевым. В этом случае устройство Android не поддерживает NFC.

Если мы запустим наше приложение сейчас, мы увидим текст, включен ли NFC или нет.

Замена android beam

Android Beam перестанет существовать в Android Q на замену ему придет Android Nearby Share.

Как отфильтровать теги nfc

У нас есть пример приложения и мы хотим получать уведомление от системы, когда мы прикрепляем NFC-тег к устройству. Как обычно, Android использует систему Intent для доставки тегов в приложения. Если несколько приложений могут обрабатывать намерение, на экране отобразится средство выбора активности, и пользователь может решить, какое приложение будет открыто. Открытие URL или обмен информацией обрабатываются одинаково.

Как проверить наличие nfc

NFC доступно почти на каждом телефоне высокого класса, но не на всех телефонах среднего и начального уровня. Один из способов проверить, есть ли в Вашем телефоне NFC, — это найти этикетку NFC, обычно находящуюся где-то на задней панели устройства. На некоторых телефонах Samsung Вы увидите надпись «Near Field Communication», напечатанную на батарейном блоке. Однако это относится только к старым телефонам, так как большинство новых моделей не имеют съемной задней панели.

На некоторых устройствах, особенно на телефонах Sony Xperia, Вы увидите N-метку сзади, официальный символ, указывающий, что устройство поддерживает NFC. N-Mark также показывает точное местоположение чипа NFC.

Или Вы можете проверить меню настроек Вашего телефона.

• На Вашем Android-устройстве нажмите «Настройки»
• Выберите «Другие соединения»
• Выберите «NFC»

В зависимости от Вашего устройства эта опция может быть расположена в другом разделе. Если Вы не можете ее найти, откройте меню настроек, коснитесь значка поиска сверху и введите «NFC». Если он есть на Вашем телефоне, появится опция NFC.

Как работает nfc?

NFC — это высокочастотная радиотехнология ближнего действия. Стандарт NFCIP-1 предусматривает, что расстояние связи NFC находится в пределах 10 см, рабочая частота составляет 13.56 МГц, а скорость передачи составляет 106K.bit/ с, 212Кbit/ с, или 424Kbit/ с.

Технология связи NFC произошла от бесконтактной RFID и обратно совместима с RFID, которая в основном используется для обеспечения связи M2M (Machine to Machine) в портативных устройствах, таких как мобильные телефоны. Существует три основных режима работы NFC-терминалов:

Об авторе

Помимо учебы, Ральф работает фрилансером в области мобильных компьютеров. В последние несколько лет он работал с Java, XML, HTML, JSP, JSF, Eclipse, Google App Engine и, конечно, с Android. На сегодняшний день он опубликовал два приложения для Android, которые можно найти здесь .

Обмен веб-контентом и информацией

Обмен веб-страницами через NFC не отправляет саму веб-страницу. Вместо этого отправляется URL-адрес веб-страницы, а другое устройство открывает ее в веб-браузере по умолчанию.

Обмен данными через nfc

С активированным NFC Вы уже используете его для передачи данных. Для успешного обмена данными обратите внимание на следующее:

• На передающих и принимающих устройствах должны быть активированы NFC и Android Beam.
• Ни одно из устройств не должно находиться в спящем режиме или быть заблокировано.
• Вы получите как звуковую, так и тактильную обратную связь, когда два устройства обнаружат друг друга.
• Не разделяйте Ваши устройства, пока не начнется передача.
• Вы услышите звуковой отклик, когда файл или контент будут успешно переданы.

Независимо от того, каким контентом или данными Вы хотите поделиться через NFC (например, фотографиями, контактной информацией, веб-страницами, видео, приложениями и т. д.), независимо от того, отправляете ли Вы сигнал на планшет или на телефон с телефона или с планшета — общий способ передачи контента остается прежним:

• Убедитесь, что на обоих устройствах включен NFC.
• Откройте контент, которым хотите поделиться.
• Приложите оба устройства задними частями друг к другу.
• Дождитесь звукового и тактильного подтверждения того, что оба устройства обнаружили друг друга.
• Обратите внимание, что экран отправителя превращается в миниатюру, а вверху отображается надпись «Коснитесь, чтобы передать».
• Коснитесь экрана отправителя, чтобы начать передачу. Когда начнется передача, Вы услышите звук.
• Когда передача завершится, Вы услышите звуковое подтверждение. Вы также получите уведомление о том, что передача завершена, или соответствующее приложение-обработчик запустит и откроет переданный контент.

Обмен контактной информацией

При отправке контакта через NFC информация о контакте автоматически сохраняется в телефонной книге устройства.

Обмен приложениями

При обмене приложением через NFC APK-файл приложения не передается. Вместо этого устройство отправителя просто передает страницу приложения в Play Store, а устройство-получатель открывает ее, готовую к загрузке.

Обмен фотографиями

Отправлять фотографии через NFC очень просто. Откройте изображение, которое Вы хотите отправить, поместите оба устройства задними панелями друг на друга и коснитесь экрана при появлении запроса. Затем принимающее устройство получит уведомление о завершении передачи — коснитесь его, чтобы открыть изображение.

Оплата

Мобильные платежи — это то, для чего больше всего используется NFC. Их довольно много, самые популярные из которых — Samsung Pay и Google Pay. Есть еще Apple Pay, но сервис не работает с устройствами Android.

Чтобы совершать платежи с помощью телефона, сначала необходимо зарегистрироваться для использования одного из доступных способов оплаты. Samsung Pay совместим только с устройствами Samsung, а Google Pay работает на телефонах под управлением Android 4.4 KitKat и выше. Когда Вы все настроили, Вы можете начать платить в поддерживаемых магазинах.

Для этого первое, что нужно сделать, это убедиться, что NFC включен. Затем поднесите заднюю часть устройства к платежному терминалу на несколько секунд и дождитесь завершения платежа.

Вот и все — вот как использовать NFC на устройствах Android.

Передний план отправка

Обратите внимание, что остается одна проблема. Когда наше приложение уже открыто и мы снова прикрепляем тег, приложение открывается второй раз вместо прямой доставки тега. Это не наше предполагаемое поведение. Вы можете обойти проблему с помощью Foreground Dispatch.

Вместо того, чтобы система распространила Намерение, вы можете зарегистрировать свою активность, чтобы получить метку напрямую. Это важно для определенного рабочего процесса, где нет смысла открывать другое приложение.

Я вставил объяснения в соответствующие места в коде.

Теперь, когда вы прикрепляете тег и наше приложение уже открыто, вызывается onNewIntent, и новая активность не создается.

Полезные приложения

Чтобы проверить, правильно ли считываются и записываются данные, мне лично нравится использовать следующие приложения:

Приложение nfc

Мобильный телефон NFC имеет встроенный чип NFC, являющийся частью модуля RFID, который можно использовать в качестве пассивной метки RFID для оплаты сборов или в качестве считывателя RFID для обмена и сбора данных. Технология NFC поддерживает множество приложений, которые можно разделить на следующие пять категорий:

Волоске: Например, управление контролем доступа, билеты, управление логистикой и так далее. Все, что нужно сделать пользователям, — это поднести NFC-метку к кард-ридеру. Общие продукты NFC для таких приложений включают брелок NFC, карту NFC, браслет NFC.

Прикоснись и заплати: Например, бесконтактный мобильный платеж. Пользователь может произвести оплату и подтвердить транзакцию, поместив устройство рядом с POS-терминалом, встроенным в модуль NFC.

Прикоснись и подключись: Подключение двух устройств NFC для одноранговой передачи данных, например для загрузки музыки, отправки изображений друг другу, обмена адресными книгами и т. Д.

Прикоснись и исследуй: Пользователи могут просматривать соответствующую информацию, поднося телефон NFC к смартфону-автомату или плакату с функцией NFC на улице.

Загрузить и коснуться: Пользователи могут получать и загружать информацию через сеть GPRS для таких функций, как оплата или контроль доступа. Например, пользователи могут отправлять текстовые сообщения в определенном формате на мобильный телефон домработницы, чтобы контролировать доступ домработницы в дом.

Сравнение nfc, bluetooth и инфракрасного порта

Технология обнаружена намерение

Мы должны указать интересующую нас технологию. Для этого мы создаем подпапку с именем xml в папке res . В этой папке мы создаем файл nfc_tech_filter.xml , в котором мы указываем технологии.

Теперь мы должны создать IntentFilter в манифесте, и приложение будет запущено, когда мы прикрепим тег.

Если никакое другое приложение не зарегистрировано для этого Намерения, наша Деятельность начнется немедленно. На моем устройстве, однако, установлены другие приложения, поэтому отображается выбор активности.

Фильтр намерений nfc

Есть три разных фильтра для тегов:

1. ACTION_NDEF_DISCOVERED
2. ACTION_TECH_DISCOVERED
3. ACTION_TAG_DISCOVERED

Список отсортирован от самого высокого до самого низкого приоритета.

Что происходит, когда к смартфону прикрепляется метка? Если система обнаруживает тег с поддержкой NDEF, запускается намерение. Намерение ACTION_TECH_DISCOVERED запускается, если ни одно действие из какого-либо приложения не зарегистрировано для намерения NDEF или если тег не поддерживает NDEF.

Таким образом, это означает, что каждое приложение должно фильтроваться после намерения с наивысшим приоритетом. В нашем случае это намерение NDEF. Сначала мы реализуем намерение ACTION_TECH_DISCOVERED, чтобы выделить разницу между приоритетами.

Чтение данных из тега ndef

Последний шаг — прочитать данные из тега. Объяснения вставляются в соответствующие места в коде еще раз. NdefReaderTask — это закрытый внутренний класс.

Приложение теперь успешно читает содержимое.

Вывод

В этом уроке я показал вам, как можно извлечь данные из тега NDEF. Вы можете расширить пример на другие типы MIME и технологии чипов; функция записи данных также будет полезна. Первый шаг для работы с NFC был сделан.

Если вы хотите продолжить разработку Android, ознакомьтесь с огромным набором полезных шаблонов приложений для Android на Envato Market. Или нанять разработчика Android на Envato Studio.