NFC framework introduce(一)

  NFC framework introduce

 

1 NFC 简介

对于NFC，是google在android4.0上推出来的，简单介绍下。近场通讯(NFC)是一系列短距离无线技术，一般需要4cm或者更短去初始化连接。近场通讯(NFC)允许你在NFC tag和Android设备或者两个Android设备间共享小负载数据。优酷上有其应用的视频：http://v.youku.com/v_show/id_XMjM3ODE5ODMy.html。

http://v.youku.com/v_show/id_XMzM1MTUyMzI4.html

2 总体框架

   对于NFC框架的设计，同样是android的标准的c/s架构，其框架图如下：

n        客户端：android提供了两个API包给apk，分别是android.nfc.tech、android.nfc，实现了NFC的应用接口，代码路径frameworks/base/core/java/android/nfc/tech、frameworks/base/core/java/android/nfc。

n        服务端：packages/apps/Nfc是一个类似电话本的应用，这个程序在启动后自动运行，并一直运行，作为NFC的服务进程存在，是NFC的核心。

在这个程序代码中，有个JNI库，供NfcService调用，代码路径是packages/apps/Nfc/jni/

n        库文件：代码路径是external/libnfc-nxp,用C编写的库文件，有两个库，分别是libnfc.so和libnfc_ndef.so。libnfc.so是一个主要的库，实现了NFC stack的大部分功能，主要提供NFC的服务进程调用。libnfc_ndef是一个很小的库，主要是实现NDEF消息的解析，供framework调用

2.1 总体类图关系

2.2 数据分类

NFC按照发展，分为两种，NFC basics和Advanced NFC。从字面上理解，第一种是最先设计的，第二种是在原来基础上扩展的。

2.2.1 NFC basics

是一种点对点(P2P)数据交换的功能，传送的数据格式是NDEF，是Nfc Data Exchange Format的缩写，这个数据格式用于设备之间点对点数据的交换，例如网页地址、联系人、邮件、图片等。对于除图片以外的数据，数据量比较小，直接封装在类NdefMessage中，通过NFC将NdefMessage类型数据发送到另一台设备，而对于图片这样数据量比较大的数据，需要构建一个标准的NdefMessage数据，发送给另外一台设备，等有回应之后，再通过蓝牙传送数据。

NdefMessage类是用于数据的封装，其包含有一个或多个NdefRecord类，NdefRecord才是存储数据的实体，将联系人、邮件、网页地址等转换才byte类型的数据存储在NdefRecord当中，并且包含了数据类型。举个例子吧：

NdefRecord uriRecord = newNdefRecord(    NdefRecord.TNF_ABSOLUTE_URI ,    "http://developer.android.com/index.html".getBytes(Charset.forName("US-ASCII")), new byte[0], new byte[0]); newNdefMessage(uriRecord);

以上是用NdefMessage对一个NdefRecord数据进行分装。

为了更好理解数据的传送方式，需要更细的分为三种：

n        在一个Apk中，用NdefMessage封装Apk的数据，在设置NdefRecord的数据类型，然后发送给其他设备。在接收设备的同样的APK的AndroidManifest文件中设置接收数据的类型，这样通过Intent消息就能找到对应的Activity启动。

n        直接将当前运行(除home程序外)的Apk的包名封装到NdefMessage中，发送给其他设备。接收设备收到NdefMessage数据，转换才成包名，根据包名构造Intent，启动指定的Activity。如果包名不存在，那么会启动google play去下载安装该Apk。

n        图片为数据量比较大的数据。需要封装一个标准的NdefMessage数据发送给其他设备，当有回应的时候，在将图片数据通过蓝牙发送给其他设备。

 

按照上面的分析，还可以将数据传送，分为小数据量的传送和大数据量的传送。小数据量是指联系人、邮件、网页地址、包名等，而大数据量是指图片等，需要通过蓝牙传送的。那么为什么NFC的功能还要蓝牙传送呢？原因是NFC的设计本来就是为了传送小的数据量，同我们通过NFC启动蓝牙传图片，更方便的不需要手动进行蓝牙的匹配，只需要将手机贴在一起就可以完成了蓝牙的匹配动作。

2.2.2 Advanced NFC

对于该类型的NFC，也是在点对点数据交换功能上的一个扩充，我们日常接触的有公交卡、饭卡，手机设备可以通过NFC功能读取该卡内的数据，也有支持NFC设备往这类卡里面写数据。所以，我们将这些卡类称为Tag。

   需要直接通过Byte格式进行数据封装，对TAG数据进行读写。市面上有很多的卡，估计没个城市用的公交卡都不一样，就是使用的标准不一样，所以在 android.nfc.tech包下支持了多种technologies，如下图：

   

   当tag设备与手机足够近的时候，手机设备首先收到了Tag信息，里面包含了当前Tag设备所支持的technology，然后将Tag信息发送到指定的Activity中。在Activity中，将读取Tag里面的数据，构造相应的technology，然后再以该technology的标准，对tag设备进行读写。

3初始化流程

3.1 时序图

3.2 代码分析

    初始化分两部分，第一是服务端的初始化，并将服务添加到ServiceManager中，第二是初始化NFC适配器NfcAdapter。

3.2.1 Server端初始化

NFC的服务端代码在packages/apps/Nfc中，并且还包含了JNI代码，前面也介绍过，NFC的服务端是一个应用程序，跟随系统启动并一直存在的一个服务进程。

NfcService继承于Application，当程序启动的时候，调用onCreate()方法，代码如下：

public void onCreate(){        super.onCreate();        mNfcTagService = newTagService();        mNfcAdapter = new NfcAdapterService();        mExtrasService = new NfcAdapterExtrasService();        ……        mDeviceHost = new NativeNfcManager(this, this);        mNfcDispatcher = new NfcDispatcher(this,handoverManager);        mP2pLinkManager = new P2pLinkManager(mContext,handoverManager);        ……        ServiceManager.addService(SERVICE_NAME,mNfcAdapter);//将mNfcAdapter添加到系统服务列表中。        …….        new EnableDisableTask().execute(TASK_BOOT);  // doblocking boot tasks    }

TagService是NfcService的内部类，并继承于INfcTag.stub，因此客户端可以通过Binder通信获取到TagService的实例mNfcTagService。其主要的功能是完成tag的读写。

NfcAdapterService也是NfcService的内部类，并继承于INfcAdapter.stub，同样客户端可以通过Binder通信获取到NfcAdapterService的实例mNfcAdapter。NfcAdapterService也是暴露给客户端的主要接口，主要完成对NFC的使能初始化，扫面读写tag，派发tag消息等。

NativeNfcManager类就像其名字一样，主要负责native JNI的管理。

NfcDispatcher主要负责tag消息处理，并派发Intent消息，启动Activity。

3.2.2 NfcAdapter客户端初始化

在ContextImpl类中，有一个静态模块，在这里创建了NfcManager的实例，并注册到服务中，代码如下：

Static{ registerService(NFC_SERVICE, newServiceFetcher() {                public Object createService(ContextImpl ctx) {                    return newNfcManager(ctx);                }}); }

   在NfcManager的构造函数中，调用了NfcAdapter.getNfcAdapter(context)，创建NFC Adapter。

public static synchronizedNfcAdapter getNfcAdapter(Context context) {        ……            sService =getServiceInterface();//获取NFC服务接口        ……            try {                sTagService= sService.getNfcTagInterface();//获取NFC tag服务接口            } catch (RemoteException e) {            }        ……        NfcAdapter adapter = sNfcAdapters.get(context);        if (adapter == null) {            adapter =newNfcAdapter(context);            sNfcAdapters.put(context, adapter);        }        return adapter; } private static INfcAdaptergetServiceInterface() {//获取NFC服务接口        IBinder b = ServiceManager.getService("nfc");        if (b == null) {            return null;        }        return INfcAdapter.Stub.asInterface(b); }

我们看看getServiceInterface()方法，在3.2.1我们也看到了，调用ServiceManager.addService()将NfcAdapterService的实例添加到系统的服务列表中，这里我们调用了ServiceManager.getService(“nfc”)获取到了服务端的NfcAdapterService对象的实例。

在NfcAdapterService类中提供了getNfcTagInterface接口，用于获取远程服务端的TagService对象的实例。

如果一切正常，那么将创建NfcAdapter的实例，在其构造函数中，创建了NfcActivityManager的实例。

4 启动NFC流程

4.1 时序图

4.2 代码分析

如果android设备有N