摘要：終于，在去年的上，蘋果宣布開放其接口，這為以后的應(yīng)用開發(fā)提供了更多的可能。目前，蘋果的對的格式支持有限，暫時僅支持格式。

前言

NFC這個詞相信大家現(xiàn)在都已經(jīng)不陌生了，各大城市的地鐵、商場等等支持NFC支付一度成為頭條的熱點。其實很早之前就已經(jīng)有二維碼和NFC的誕生了，但是由于二維碼成本低廉，技術(shù)門檻相對較低，因此，二維碼迅速搶占了移動支付的市場，但是，與此同時NFC的發(fā)展并未因此停止。

其實在安卓端的NFC發(fā)展已經(jīng)非常迅猛了，只是我們的蘋果爸爸遲遲不肯帶我們一起玩NFC。終于，在去年的WWDC上，蘋果宣布“開放”其NFC接口，這為以后NFC的應(yīng)用開發(fā)提供了更多的可能。

關(guān)于NFC

NFC（Near Field Communication）近場通信，當(dāng)兩個設(shè)備相互靠近時能進行信息交流的一個技術(shù)。

使用了NFC技術(shù)的設(shè)備（比如手機）可以在彼此靠近的情況下進行數(shù)據(jù)交換，是由非接觸式射頻識別(RFID)及互連互通技術(shù)整合演變而來，通過在單一芯片上集成感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點對點通信的功能，利用移動終端實現(xiàn)移動支付、電子票務(wù)、門禁、移動身份識別、防偽等應(yīng)用。目前，蘋果的CoreNFC對NFC的格式支持有限，暫時僅支持NDEF格式。

關(guān)于NDEF

NDEF（NFC Data Exchange Format）是一種能夠在NFC設(shè)備或者標(biāo)簽之間進行信息交換的數(shù)據(jù)格式。NDEF格式由各種 NDEF Messages 和 NDEF Records 組成。NDEF格式使用了一種容易理解的格式來存儲和交換信息，如：URI、純文本等等。

NFC標(biāo)簽，像Mifare Classic卡片可以配置為NDEF標(biāo)簽,通過一個NFC設(shè)備寫入的數(shù)據(jù)可以被其他NDEF兼容的設(shè)備訪問。NDEF消息還可以用于兩個活躍的NFC設(shè)備之間“點對點”模式交換數(shù)據(jù)。

NDEF Messages

NDEF Messages是NDEF Records交換機制的基礎(chǔ)，每一個message包含一個或多個records。

NDEF Records

NDEF Records包含一個特定的payload，并且有以下結(jié)構(gòu)來標(biāo)識內(nèi)容和記錄大小:

Record Header（記錄頭）

記錄頭包含了很多重要的信息，它占用3個位來標(biāo)識遵循TNF協(xié)議的記錄的類型，講人話就是這3個位用來表示這條記錄的類型的。

TNF: Type Name Format 字段

一條NDEF記錄的類型名稱是一個3個位的數(shù)值，用來描述這條記錄的類型，并且可以用來設(shè)置對該記錄中其它的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的期望。簡單的說就是這3個位不僅可以表示該條記錄的類型，也可以在一定程度上決定了該條記錄接下來的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。可能的記錄名稱如下表：

TNF Value

Record Type

0x00

Empty Record 表明這條記錄沒有類型、id或有效payload。這個記錄類型一般用于新格式化的NDEF卡上，因為NDEF標(biāo)簽必須有至少一個NDEF紀(jì)錄。

0x01

Well-Known Record 表明記錄類型字段使用RTD類型名稱格式。這種類型名稱用一個Record Type Definition (RTD)來存儲任何指定的類型，例如：存儲RTD文本、RTD URIs等等。同時，這是一種比較常用的也比較有用的記錄類型。

0x02

MIME Media Record 表明payload是這條NDEF記錄分塊的中間或者最后一塊。

0x03

Absolute URI Record 表明這條記錄的類型字段一定包含一個URI字段。

0x04

External Record 表明這條記錄的類型字段包含一個RTD格式的外部字段。

0x05

Unknown Record 表明payload的類型未知。

0x06

Unchanged Record 未發(fā)生變化的記錄類型，釋同MIME Media Record。

IL：ID Length 字段

IL是ID長度的標(biāo)志位，用來表示下面的ID Length字段是否省略。如果這個位設(shè)置為0，則該條記錄中省略ID Length。

SR：Short Record 位

短記錄標(biāo)志位，如果下面的PAYLOAD LENGTH字段小于等于一個字節(jié)，則該位設(shè)置為1 。

CF：Chunk Flag

塊標(biāo)識位，用于標(biāo)識當(dāng)前塊是第一個記錄塊還是中間的記錄塊。

ME：Message End

結(jié)束標(biāo)志位，用于標(biāo)識當(dāng)前記錄是否是當(dāng)前Message的最后一條記錄。

MB：Message Begin

起始標(biāo)志位，用于標(biāo)識當(dāng)前記錄是否是當(dāng)前Message的第一條記錄。

Type Length

表示類型字段的長度。對于上面TNF字段描述中的某些值，該字段一直為0 。

Payload Length

表示該條記錄的payload字段長度。如果上面的SR字段設(shè)置為1，則該字段占用1個字節(jié)的長度，但是如果SR設(shè)置為0，則該字段將有32個位，占用4個字節(jié)的長度。

ID Length

表示該條記錄的ID的長度。只有當(dāng)上面的IL位置1時該字段才會被省略。

Record Type

表示記錄的類型，這個字段的值必須根據(jù)TNF位的設(shè)置確定。

Record ID

表示該條記錄的ID。當(dāng)IL位為0時，該字段省略。

Payload

表示該條記錄的payload，該字段的長度務(wù)必與上面的Payload Length字段值一致。

關(guān)于 Well-Known Records 和 URI Records

首先要說的就是這兩個概念的區(qū)別，Well-Known Records（TNF Record Type 0x01） 是最常用也是最有用的NFC記錄類型，它是寫在上面說到的TNF字段的三個位里的，它描述的是當(dāng)前這條NDEF記錄的整體類型，相當(dāng)于一個總的架構(gòu)決策。

而 URI Records（0x55/‘U’）是比較有用的數(shù)據(jù)類型，它是寫在上面 Recode Type 字段的一個字節(jié)（8個位）里的，它描述的是這條NDEF記錄攜帶的數(shù)據(jù)信息類型，簡單的說就是這條記錄攜帶了什么樣的信息。

這里，關(guān)于這個URI Records我要多說幾句，這個類型可以用來存儲例如電話號碼、網(wǎng)站地址以及各種協(xié)議的鏈接等等很多有用的信息，它的結(jié)構(gòu)定義如下：

第一個字節(jié)表示該類型的識別碼，這個識別碼的主要是用于縮短URI的長度，它的有效值詳見下表：

后面的N個字節(jié)就是用來表示一個URI去掉前面識別碼之后剩余的部分，舉個例子：例如我們要將 https://www.mob.com 寫入，則在第一個字節(jié)里我們要寫入的是 0x02，表示 https://www.，接下來要連續(xù)寫入的就是 0x6D 0x6F 0x62 0x2E 0x63 0x6F 0x6D (詳細(xì)請參考：ASCII碼對照表http://ascii.911cha.com/)

以上所有內(nèi)容就是關(guān)于NDEF數(shù)據(jù)格式的詳細(xì)說明了，那么這里也很不幸的告訴大家，我們平時直接從某寶、某東或者某某某上買來的NFC卡片（俗稱：白卡）都不會是NDEF格式的，所以。。。

將 Mifare Classic Cards 用作 NDEF 標(biāo)簽

Mifare Classic 1K和4K的卡可以被初始化為NFC的NDEF格式標(biāo)簽。關(guān)于Mifare的詳細(xì)介紹請各位老板參見：Mifare維基百科 Mifare Classic 可以配置為NFC論壇兼容的NDEF標(biāo)簽，但必須以某種特定的方式組織它里面的數(shù)據(jù)才可以。具體要求可以參考如下資料：

AN1304 - NFC Type MIFARE Classic Tag Operation

https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN1304.pdf

上面的是使用手冊的權(quán)威來源，下面將快速的介紹一下將 Mifare Classic Cards 用作 NDEF 標(biāo)簽所涉及的關(guān)鍵概念。

1. Mifare Application Directory (MAD)

Mifare應(yīng)用程序的目錄，為了在Mifare Classic卡片的扇區(qū)內(nèi)存與單個NDEF記錄之間建立關(guān)系而存在。MAD表明了哪個扇區(qū)包含著哪個NDEF記錄。關(guān)于Mifare應(yīng)用程序目錄的權(quán)威信息來源如下：

AN10787 - MIFARE Application Directory (MAD)

https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN10787.pdf

為了兼容性考慮，官方根據(jù)卡片內(nèi)存的大小定義了兩種不同類型的MAD，簡單說明一下區(qū)別，MAD1可以用在任何卡片上，而MAD2只能用在內(nèi)存大于1K字節(jié)的卡片上。

2. 存儲 NDEF Messages

為了在Mifare Classic卡上存儲NDEF消息，消息需要被封裝在一個叫做 TLV 塊 的東西里面。關(guān)于 TLV 塊 的基本結(jié)構(gòu)描述如下：

TLV 是三個不同維度的縮寫：T：Tag Field 標(biāo)簽L：Length Field 長度V：Value Field 數(shù)值

一個 TLV 塊 由一個或多個字節(jié)組成，這取決于上面三個維度的存在情況，但至少有一個字節(jié)，因為 T 字段在每種情況下都是強制性的。

Tag Field

標(biāo)簽字段是唯一必填的字段，使用單個字節(jié)來標(biāo)識 TLV 塊 的類型，有效值如下：

Length Field

長度字段包含了數(shù)值字段的長度（字節(jié)），它可以使用一個或三個字節(jié)兩種不同的方式表示：一個字節(jié)格式就是簡單0x00～0xFF的一個字節(jié)數(shù)值；三個字節(jié)格式的組成如下：

Value Field

數(shù)值字段僅在長度字段存在且不等于0x00時才存在，這個字段就是 payload 的存儲位置。

Terminator TLV

終止符，是數(shù)據(jù)區(qū)域中的最后一個TLV 塊，固定的單個字節(jié)：0xFE，這個TLV 塊也是是強制性的。

3. 一個帶有NDEF記錄的Mifare Classic 卡片的內(nèi)存示例

上圖示例中在扇區(qū)1包含了兩個NDEF記錄：

第一個記錄在扇區(qū)1塊4的前兩個字節(jié)：根據(jù)上面的描述，每個記錄都以TLV 塊開頭，并且TLV 塊的第一個字節(jié)（值0x00）指示這是一個空塊類型，第二個字節(jié)是長度字段，并且也是0x00，因此該記錄沒有payload，TLV 塊的值字段不存在。當(dāng)Mifare Classic卡首次格式化以確保至少有一條記錄存在時，一般會插入此記錄。

第二個記錄從扇區(qū)1塊4的第3個字節(jié)開始，到塊5的第6個字節(jié)結(jié)束：

同樣，對于前兩個字節(jié)，根據(jù)TLV 塊的描述，第一個字節(jié) 0x03 表示這是一個NDEF Message類型，第二個字節(jié) 0x11 表示該塊的數(shù)據(jù)長度是17個字節(jié)。對于接下來17個字節(jié)的分析如下表：

Byte(s)

Value

Description

04:04

0xD1

NDEF記錄的記錄頭，詳細(xì)解釋參考上面的NDEF記錄描述部分。位分配如下：

TNF = 0x01 表示這是一個Well-Known類型的記錄

IL = 0 表示沒有ID字段

SR = 1 表示這是一個短記錄

CF = 0 表示這個塊不是第一塊

ME = 1 表示當(dāng)前記錄為最后一條記錄

MB = 1 表示Message的開始

04:05

0x01

NDEF記錄類型的長度，1個字節(jié)，因為下面的記錄類型值是0x55

04:06

0x0D

表示payload的長度，13個字節(jié)

04:07

0x55

NDEF記錄的類型，0x55表示URI類型

04:08

0x01

表示payload開始，后面的將是payload中的內(nèi)容

04:09..05:04

...

payload內(nèi)容的16進制數(shù)據(jù)

最后一個字節(jié)，0xFE 是TLV 塊的終止符，表示這個塊的結(jié)束，這個沒什么好說的了～～

相關(guān)參考鏈接：

?NXP官方網(wǎng)站

https://www.nxp.com/

?NFC論壇

https://nfc-forum.org/

?Mifare Classic S50 技術(shù)詳解

http://www.cnblogs.com/SCPlatform/p/5116180.html

iOS CoreNFC

下面將通過一個簡單的示例來演示怎么使用蘋果爸爸推出的CoreNFC，該示例僅可以用來讀取存儲在卡片上的NDEF格式的信息。

為此，我使用了STM32F407單片機與Adafruit PN532 ShieldNFC讀寫模塊配對，將信息寫入NDEF格式的卡片上。本文中，我不會記錄如何將普通的Mifare Classic卡片格式化成NDEF格式的卡片以及如何將數(shù)據(jù)寫入到NDEF卡片中（iOS的CoreNFC暫時不支持寫入）。

我們的app要使用NFC必須要進行應(yīng)用授權(quán)：首先要創(chuàng)建一個支持NFC的證書，并且開啟NFC Tag Reading，如下圖：

導(dǎo)入證書之后，我們需要進行Info.plist配置Privacy - NFC Scan Usage Description權(quán)限，如下圖：

要實現(xiàn)NFC功能，我們得先導(dǎo)入CoreNFC.framework，并導(dǎo)入其頭文件#import目前為止，iOS模擬器還不支持CoreNFC，只能使用真機調(diào)試。

1. 初始化Session

與二維碼掃描等類似，NFC 也具備一個用于信息交互的Session，并且這個Session要在使用期間一直持有，所以初始化Session代碼如下：

@interface NFCTableViewController ()/** NFC Session */@property (nonatomic, strong) NFCNDEFReaderSession *nfcSession;/** founded NFC Messages */@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *> *nfcMessages;@end@implementation NFCTableViewController#pragma mark - initializeNFC

- (void)initializeNFCSession {    // 創(chuàng)建 Session
    self.nfcSession = [[NFCNDEFReaderSession alloc] initWithDelegate:self queue:dispatch_get_main_queue() invalidateAfterFirstRead:NO];    // 設(shè)置 Session 的提示信息
    self.nfcSession.alertMessage = @"You can scan NFC-tags by holding them behind the top of your iPhone.";
}@end

2. 啟動Session

經(jīng)過上面的初始化之后，有了Session就可以開啟監(jiān)聽了，啟動監(jiān)聽很簡單，示例代碼如下：

- (IBAction)startSearchBtnClick:(UIBarButtonItem *)sender {    NSLog(@"%s", __func__);    // 啟動Session
    [self.nfcSession beginSession];
}

Session啟動時會自動調(diào)出系統(tǒng)的掃描面板，如下圖：

3. 監(jiān)聽代理回調(diào)

通過上面的方式把Session啟動之后，設(shè)備就會自動開始掃描NDEF格式的標(biāo)簽信息，當(dāng)掃描到標(biāo)簽信息，或者發(fā)生任何異常時都會通過代理方法回調(diào)，所以我們需要監(jiān)聽Session的回調(diào)信息，示例如下：

#pragma mark - NFCNDEFReaderSessionDelegate/*! * @method readerSession:didInvalidateWithError: * * @param session   The session object that is invalidated. * @param error     The error indicates the invalidation reason. * * @discussion      Gets called when a session becomes invalid.  At this point the client is expected to discard *                  the returned session object. *//** NFC 讀取的session發(fā)生錯誤或session過期時回調(diào)，此時客戶端應(yīng)當(dāng)丟棄返回的session，即此session不可重用。 @param session 發(fā)生錯誤的session @param error 錯誤信息 */- (void)readerSession:(NFCNDEFReaderSession *)session didInvalidateWithError:(NSError *)error {    if (error)
    {        NSLog(@"NFC-Session invalidated: %@", error);
    }    if (self.nfcSession)
    {        // 關(guān)閉當(dāng)前session
        [self.nfcSession invalidateSession];
        self.nfcSession = nil;
    }    // 重新初始化一個新的session
    [self initializeNFCSession];
}/*! * @method readerSession:didDetectNDEFs: * * @param session   The session object used for tag detection. * @param messages  Array of @link NFCNDEFMessage @link/ objects. The order of the discovery on the tag is maintained. * * @discussion      Gets called when the reader detects NFC tag(s) with NDEF messages in the polling sequence.  Polling *                  is automatically restarted once the detected tag is removed from the readers read range. *//** 當(dāng)NFC Session在輪詢隊列中讀取到NDEF信息時回調(diào)，此時輪詢會自動重啟一次再次檢測NFC標(biāo)簽是否離開了讀取范圍。（原理類似于機械按鍵的防抖動） @param session 讀取Session @param messages 讀取到的信息 */- (void)readerSession:(NFCNDEFReaderSession *)session didDetectNDEFs:(NSArray *)messages {    NSLog(@"New NFC Messages %zd detected:", messages.count);    for (NFCNDEFMessage *message in messages) {        NSLog(@"- %zd Records:", message.records.count);        for (NFCNDEFPayload *record in message.records) {            NSLog(@"	- TNF(TypeNameFormat): %@", [self formattedTypeNameFormat:record.typeNameFormat]);            NSLog(@"	- Payload: %@", [[NSString alloc] initWithData:record.payload encoding:NSUTF8StringEncoding]);            NSLog(@"	- Type: %@", [[NSString alloc] initWithData:record.type encoding:NSUTF8StringEncoding]);            NSLog(@"	- Identifier: %@", [[NSString alloc] initWithData:record.identifier encoding:NSUTF8StringEncoding]);
        }
    }
    
    [self.nfcMessages addObject:messages];    
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        [self.tableView reloadData];
    });
}