本章所涉及的源代碼檔案名及位置
·ForegroundDispatch.java
development/samples/ApiDemos/src/com/example/android/apis/nfc/ForegroundDispatch.java
·Beam.java
development/samples/AndroidBeamDemo/src/com/example/android/beam/Beam.java
·NfcService.java packages/apps/Nfc/src/com/android/nfc/NfcService.java
·P2pLinkManager.java
packages/apps/Nfc/src/com/android/nfc/P2pLinkManager.java
·NativeNfcManager.java
packages/apps/Nfc/nxp/src/com/android/nfc/dhimpl/NativeNfcManager.java
·P2pEventManager.java
packages/apps/Nfc/src/com/android/nfc/P2pEventManager.java
·SnepServer.java packages/apps/Nfc/src/com/android/nfc/SnepServer.java
·NfcDispatcher.java
packages/apps/Nfc/src/com/android/nfc/NfcDispatcher.java
·SendUi.java packages/apps/Nfc/src/com/android/nfc/SendUi.java
·SnepClient.java packages/apps/Nfc/src/com/android/nfc/SnepClient.java
NFC Forum的職責和Wi-Fi Alliance類似，它不但負責制定NFC相關的技術标準，同時還
通過NFC認證測試①來保證各廠家的NFC産品符合NFC規範。
從原理上說，NFC和Wi-Fi類似，二者都利用無線射頻技術來實作裝置之間的通信。不
過，和Wi-Fi相比，NFC的工作頻率為13.56MHz，有效距離為4cm左右，目前所支援的數
據傳輸速率有106kbps、212kbps和424kbps三種。
RFID技術路線，即無線射頻識别技術（圖左邊）。該技術路線發源于條形碼
（Barcodes），然後發展出了RFID，最終出現了NFC中的兩個重要元件NFC Tag（标
簽）和NFC Reader。NFC Tag的作用和Barcodes類似，它是一種用于存儲資料的被動式
（Passive）RFID Tag，其最重要的特征就是NFC Tag自身不包含電源元件，是以它工作
時必須依靠其他裝置（比如NFC Reader）通過電磁感應的方式向其輸送電能。和NFC Tag
相對應的元件是NFC Reader，它首先通過電磁感應向NFC Tag輸送電能使其工作，然後根
據相關的無線射頻通信協定來存取NFC Tag上的資料。
由圖8-2可知，從使用者角度（即圖中的Applications層之上）來看，NFC有三種運作模
式（operation mode）。Application之下的三個箭頭描述了三種運作模式所使用的協定棧。
·Reader/Write模式：簡稱R/W，和NFC Tag/NFC Reader相關。
·Peer-to-Peer模式：簡稱P2P，它支援兩個NFC裝置互動。
·NFC Card Emulation模式：簡稱CE，它能把攜帶NFC功能的裝置模拟成Smart
Card，這樣就能實作諸如手機支付、門禁卡之類的功能。
Type A、B和F主要差別在于RF層的信号調制解調方法、傳輸速率及資料編碼方式上。
RF層之上是Mode Switch，用于确定對端NFC Device的類型并選擇合适的RF層協定
與之通信。
由圖8-3所示的NFC Forum規範架構可知，NFC Forum本身隻定義了P2P模式和R/W
模式相關的規範。CE模式比較複雜。
在RF層，NFC Forum定義了三個主要規範。
·Analog Specifications：該規範描述了NFC裝置RF層的電氣特性。
·Digital Protocal Specification：該規範在ISO 18092、ISO 14443及JIS X6319-
4之上定義了NFC裝置之間的數字通信協定，它使得基于不同底層協定例如Type A或Type
F的NFC裝置之間或者NFC裝置與其他使用ISO 18092等規範的裝置之間能夠互動。
·NFC Activities Specification：該規範為各運作模式對應的協定棧提供支援，例如
P2P模式下兩個NFC裝置如何建立連結，R/W模式下NFC Device如何操作NFC Tag。
圖8-3最上層的Reference Applications表示NFC Forum在應用層面所定義的一些規
範。目前有兩個規範。
·Connection Handover：兩個NFC裝置通過它來協商用藍牙或Wi-Fi來開展後續的
資料傳輸工作。
·Personal Health Device Communication：該規範定義了如何利用NFC技術在個
人健康裝置之間交換資料資訊。
另外，除了圖8-3所示的規範外，NFC還制定了一個NCI（NFC Controller
Interface）規範，該規範制定了一套互動接口，使得主機裝置（Device Host，以手機為
例，NFC晶片被內建到某個手機中，那麼手機就是Device Host）能夠使用這套接口來和
NFC晶片互動。
8.2.2 NFC R/W運作模式
·左邊的智能終端扮演NFC Reader角色。位于其内部的NFC晶片包含NFC
Controller、Antenna（天線）和Contactless Front-End 三個部分。注意，圖中所示的SWP等内容将在8.2.4節介紹。
NFC控制器，它可與Device Host或Secure Element安全單元互動；
CLF，非接觸式前端，負責射頻信号的調制解調等工作；
在R/W模式中，互動操作的發起方隻能是NFC Reader，是以它也稱為Initiator或Active Device。
·右邊的NFC Tag，由于需要NFC Reader通過電磁感應為其提供電能，是以在R/W模式中，NFC Tag隻能作為互動操作的Target（也稱為Passive Device）。
NFC Forum定義了四種類型的Tag，分别為Type 1、Type 2、Type 3和Type 4。這
四種類型NFC Tag的差別在于存儲空間大小、資料傳輸率以及底層使用的協定。
NFC Forum定義了兩個通用的資料結構用于NFC Device之間（包括R/W模式中的
NFC Reader和NFC Tag）傳遞資料。這兩個通用資料結構分别是NFC Data Exchange
Format（NDEF）以及NFC Record。
由于NFC本身源自RFID技術，二者在一些底層協定上也互相相容，是以很多RFID Tag也能被NFC
Reader識别和操作。
雖然NFC Tag有四種不同類型（由上文可知，實際上能被NFC Reader讀寫的RFID
Tag還遠不止四種），但為了保證最大相容性，NFC Forum建議NFC裝置之間盡量使用通
用資料結構NDEF和NFC Record來交換資訊。
1.NDEF和NFC Record
（1）NDEF和NFC Record[8][9]之間的關系
根據NFC Forum的定義，R/W模式下，NFC裝置之間每一次互動的資料都會封裝在一
個NDEF Message中，而一個NDEF Message可以包含多個NFC Record，真正的資料則
封裝在NFC Record中。圖8-5展示了NDEF Message和NFC Record之間的關系。
在一個NDEFMessage中，第一個NFC Record需設定其MB位（Message Begin）為1，表示它是該消
息中第一個NFC Record，最後一個NFC Record需設定ME位（Message End）位為1，表
示它是此消息中最後一個NFC Record。
NFC Record本身的組織結構如圖8-6所示。NFC Record分為NFC Record
Header（頭部資訊）和Payload（資料載荷）兩大部分。
Record Header中最重要的是其第一位元組。該位元組有6個标志資訊，分别如下。
·MB（Message Begin标志）
·ME（Message End标志）
·CF（Chunk Flag标志，表示該Record是否為分片Record）
·SR（Short Record标志。如果該标志被設定，則圖中的4個Payload Length字段僅
需一個，這表明Payload資料長度将限制在255位元組以内）
·IL（ID_LENGTH标志，它用于指明Header中是否包含ID Length和ID這兩個字段）
·TNF（Type Name Format标志，用于指明Payload的類型，NFC Forum定義了一
些常用的Payload類型，詳情見下文分析）
其他位元組如下。
·Type Length指明Record Header中Type字段的長度。
·Payload Length 3～Payload Length 0這4個字段共同指明Payload字段的長度。
如果SR标志被設定，則Record Header僅包含一個Payload length字段。
·ID Length指明ID字段的長度。如圖所示IL标志未設定，則ID Length和ID字段都
不存在。
·Type字段表明Payload的類型，NFC Forum定義了諸如URI、MIME等類型的
Type，其目的是友善不同的應用來處理不同Type的資料，例如URI類型的資料就交給浏覽
器來處理。
·ID需要配合URI類型的Payload一起使用，它使得一個NFC Record能通過ID來指向
另外一個NFC Record。
（2）TNF和RTD
TNF用于描述一個NFC Record中資料（Payload）的類型，為了友善應用程式能正确
解析NFC Record中的資料，NFC Forum規定了一些常用的資料類型，如表8-2所示。
目前NFC支援七種資料類型。
·Empty：表示該Record中沒有資料，即相當于一個空的NFC Record。
·NFC Forum Well-Known Type：由NFC Forum定義的一些較為常用的資料類
型，包括URI、TEXT等，其格式遵循NFC Forum RTD（Record Type Definition）規
範。下文将詳細介紹它。
·MIME：它是Multipurpose Internet Mail Extensions的縮寫，遵循RFC2046規
範。例如，當TNF取值為MIME時，其Type字段取值可為"text/plain"或"image/png"等。
·Absolute URI：絕對URI，遵循RFC 3986規範。例如某檔案的絕對URI
為"http://android.com/robots.txt"，而其相對URI則為"robots.txt"。
·NFC Forum External Type：也由NFC Forum的RTD規範定義，下文将介紹它。
·Unknown：代表Payload中的資料類型未知，它和MIME類型"application/octetstream"
有些類似，這種類型的資料由相應的應用程式來解析。
Unchanged：這種類型的資料用于NFC Record分片。例如一個大的資料需要通過多
個NFC Record來承載，除第一個NFC Record分片外，該資料對應的其他NFC Record分
片都必須設定TNF為Unchanged。
在TNF七大類型中，NFC Forum通過RTD規範定義了其中的WKT（Well-Known
Type）和External Type兩種類型。雖然RTD規範全長隻有20來頁，但閱讀起來比較枯
燥，在此，筆者總結其核心内容。
簡單點說，WKT就是NFC Forum自己定義的一些常用資料類型，目前常用類型如下。
·URI Record Type：用于存儲URI資料，對應Type字段取值為"U"。
·Text Record Type：用于存儲文本資料，對應Type字段取值為"T"。
·Signature Record Type：用于存儲數字簽名資料，對應Type字段取值為"Sig"。
·Smart Poster Record Type：智能海報，用于存儲與該海報相關的一些資訊資訊，
如圖檔、相關介紹等，對應Type字段取值為"Sp"。
·Generic Control Record Type：用于傳遞控制資訊，對應Type字段取值為"Gc"。
·External Type：為第三方組織定義的類型，目前NFC Forum沒有定義相關的資料
類型。
提示NFC Forum目前定義的所有WKT類型清單可參考http://www.nfcforum.
org/specs/nfc_forum_assigned_numbers_register。
2.NFC Record執行個體[10][11]
本節這兩個執行個體分别來自URI Record Type規範和TEXT Record Type規範。先來看
URI Record Type執行個體。
（1）URI Record Type執行個體
URI Record Type屬于NFC Forum Well-known Type的一種，其對應的Type字段
取值為"U"。對于這種類型的NFC Record，其Payload組織結構如表8-3所示。
在URI Record Payload中，第一個位元組指明URI的ID碼，表8-4為NFC Forum定義的
幾種ID碼。
了解上述資訊後，我們來看"http://www.nfc.com"這樣的資訊該如何封裝為一個NDEF
消息，圖8-7所示為NDEF消息各字段的取值情況。
由于該NDEF消息隻包含一個NFC Record，是以這個唯一的NFC Record将設定MB和
ME标志位為1。另外，由于資料量小于255位元組，是以SR标志位為1。最後，該Record攜帶
的資料屬于URI類型，它為Well-Known Type的一種，是以TNF取值為0x01。
Type Length字段取值為0x01，對應的Type字段取值為"U"，代表URI Record
Type。
根據本節對URI Record的介紹，這種類型Record的Payload包含ID Code和data兩個
部分。ID Code取值為0x01占據1位元組（代表"http://www"），而data為"nfc.com"占據7字
節，是以整個Payload長度為8位元組，故Payload length字段取值為0x08。
當應用程式擷取Payload資訊後，将根據ID Code和Data的取值最終計算出對應的URI
為"http://www.nfc.com"。
（2）Text Record Type執行個體
Text Record Type和URI Record Type類似，其Payload組織結構如表8-5所示。
圖8-8所示為攜帶"Hello World"字元串資訊的NDEF消息各字段的取值情況。
至此，NFC R/W運作模式介紹完畢。在R/W模式下，對應用程式而言最重要的工作就
是解析NDEF消息。NFC Forum定義了七種資料類型，其中内容比較豐富的屬于NFC
Forum Well Known Type。本節介紹了WKT中最簡單的URI Record和TEXT Record。
讀者可在本節基礎上自行研究其他幾種資料類型。