前言
NFC這個詞相信大家現在都已經不陌生了，各大城市的地鐵、商場等等支援NFC支付一度成為頭條的熱點。其實很早之前就已經有二維碼和NFC的誕生了，但是由於二維碼成本低廉，技術門檻相對較低，因此，二維碼迅速搶佔了移動支付的市場，但是，與此同時NFC的發展並未因此停止。
其實在安卓端的NFC發展已經非常迅猛了，只是我們的蘋果爸爸遲遲不肯帶我們一起玩NFC。終於，在去年的WWDC上，蘋果宣佈“開放”其NFC介面，這為以後NFC的應用開發提供了更多的可能。
關於NFC
NFC（Near Field Communication）近場通訊，當兩個裝置相互靠近時能進行資訊交流的一個技術。
使用了NFC技術的裝置（比如手機）可以在彼此靠近的情況下進行資料交換，是由非接觸式射頻識別(RFID)及互連互通技術整合演變而來，通過在單一晶片上整合感應式讀卡器、感應式卡片和點對點通訊的功能，利用移動終端實現移動支付、電子票務、門禁、移動身份識別、防偽等應用。目前，蘋果的CoreNFC對NFC的格式支援有限，暫時僅支援NDEF格式。
關於NDEF
NDEF（NFC Data Exchange Format）是一種能夠在NFC裝置或者標籤之間進行資訊交換的資料格式。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儲存和交換資訊，如：URI、純文字等等。
NFC標籤，像Mifare Classic卡片可以配置為NDEF標籤,通過一個NFC裝置寫入的資料可以被其他NDEF相容的裝置訪問。NDEF訊息還可以用於兩個活躍的NFC裝置之間“點對點”模式交換資料。
NDEF Messages
NDEF Messages是NDEF Records交換機制的基礎，每一個message包含一個或多個records。
NDEF Records
NDEF Records包含一個特定的payload，並且有以下結構來標識內容和記錄大小:
Record Header（記錄頭）
記錄頭包含了很多重要的資訊，它佔用3個位來標識遵循TNF協議的記錄的型別，講人話就是這3個位用來表示這條記錄的型別的。
TNF: Type Name Format 欄位
一條NDEF記錄的型別名稱是一個3個位的數值，用來描述這條記錄的型別，並且可以用來設定對該記錄中其它的結構和內容的期望。簡單的說就是這3個位不僅可以表示該條記錄的型別，也可以在一定程度上決定了該條記錄接下來的資料結構。可能的記錄名稱如下表：
TNF Value
Record Type
0x00
Empty Record 表明這條記錄沒有型別、id或有效payload。這個記錄型別一般用於新格式化的NDEF卡上，因為NDEF標籤必須有至少一個NDEF紀錄。
0x01
Well-Known Record 表明記錄型別欄位使用RTD型別名稱格式。這種型別名稱用一個Record Type Definition (RTD)來儲存任何指定的型別，例如：儲存RTD文字、RTD URIs等等。同時，這是一種比較常用的也比較有用的記錄型別。
0x02
MIME Media Record 表明payload是這條NDEF記錄分塊的中間或者最後一塊。
0x03
Absolute URI Record 表明這條記錄的型別欄位一定包含一個URI欄位。
0x04
External Record 表明這條記錄的型別欄位包含一個RTD格式的外部欄位。
0x05
Unknown Record 表明payload的型別未知。
0x06
Unchanged Record 未發生變化的記錄型別，釋同MIME Media Record。
IL：ID Length 欄位
IL是ID長度的標誌位，用來表示下面的ID Length欄位是否省略。如果這個位設定為0，則該條記錄中省略ID Length。
SR：Short Record 位
短記錄標誌位，如果下面的PAYLOAD LENGTH欄位小於等於一個位元組，則該位設定為1 。
CF：Chunk Flag
塊標識位，用於標識當前塊是第一個記錄塊還是中間的記錄塊。
ME：Message End
結束標誌位，用於標識當前記錄是否是當前Message的最後一條記錄。
MB：Message Begin
起始標誌位，用於標識當前記錄是否是當前Message的第一條記錄。
Type Length
表示型別欄位的長度。對於上面TNF欄位描述中的某些值，該欄位一直為0 。
Payload Length
表示該條記錄的payload欄位長度。如果上面的SR欄位設定為1，則該欄位佔用1個位元組的長度，但是如果SR設定為0，則該欄位將有32個位，佔用4個位元組的長度。
ID Length
表示該條記錄的ID的長度。只有當上面的IL位置1時該欄位才會被省略。
Record Type
表示記錄的型別，這個欄位的值必須根據TNF位的設定確定。
Record ID
表示該條記錄的ID。當IL位為0時，該欄位省略。
Payload
表示該條記錄的payload，該欄位的長度務必與上面的Payload Length欄位值一致。
關於 Well-Known Records 和 URI Records
首先要說的就是這兩個概念的區別，Well-Known Records（TNF Record Type 0x01） 是最常用也是最有用的NFC記錄型別，它是寫在上面說到的TNF欄位的三個位裡的，它描述的是當前這條NDEF記錄的整體型別，相當於一個總的架構決策。
而 URI Records（0x55/‘U’）是比較有用的資料型別，它是寫在上面 Recode Type 欄位的一個位元組（8個位）裡的，它描述的是這條NDEF記錄攜帶的資料資訊型別，簡單的說就是這條記錄攜帶了什麼樣的資訊。
這裡，關於這個URI Records我要多說幾句，這個型別可以用來儲存例如電話號碼、網站地址以及各種協議的連結等等很多有用的資訊，它的結構定義如下：
第一個位元組表示該型別的識別碼，這個識別碼的主要是用於縮短URI的長度，它的有效值詳見下表：
後面的N個位元組就是用來表示一個URI去掉前面識別碼之後剩餘的部分，舉個例子：例如我們要將 https://www.mob.com 寫入，則在第一個位元組裡我們要寫入的是 0x02，表示 https://www.，接下來要連續寫入的就是 0x6D 0x6F 0x62 0x2E 0x63 0x6F 0x6D (詳細請參考：ASCII碼對照表http://ascii.911cha.com/)
以上所有內容就是關於NDEF資料格式的詳細說明了，那麼這裡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 標籤
Mifare Classic 1K和4K的卡可以被初始化為NFC的NDEF格式標籤。關於Mifare的詳細介紹請各位老闆參見：Mifare維基百科 Mifare Classic 可以配置為NFC論壇相容的NDEF標籤，但必須以某種特定的方式組織它裡面的資料才可以。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威來源，下面將快速的介紹一下將 Mifare Classic Cards 用作 NDEF 標籤所涉及的關鍵概念。
1. Mifare Application Directory (MAD)
Mifare應用程式的目錄，為了在Mifare Classic卡片的扇區記憶體與單個NDEF記錄之間建立關係而存在。MAD表明了哪個扇區包含著哪個NDEF記錄。關於Mifare應用程式目錄的權威資訊來源如下：
AN10787 - MIFARE Application Directory (MAD)
https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN10787.pdf
為了相容性考慮，官方根據卡片記憶體的大小定義了兩種不同型別的MAD，簡單說明一下區別，MAD1可以用在任何卡片上，而MAD2只能用在記憶體大於1K位元組的卡片上。
2. 儲存 NDEF Messages
為了在Mifare Classic卡上儲存NDEF訊息，訊息需要被封裝在一個叫做 TLV 塊 的東西里面。關於 TLV 塊 的基本結構描述如下：
TLV 是三個不同維度的縮寫：T：Tag Field 標籤L：Length Field 長度V：Value Field 數值
一個 TLV 塊 由一個或多個位元組組成，這取決於上面三個維度的存在情況，但至少有一個位元組，因為 T 欄位在每種情況下都是強制性的。
Tag Field
標籤欄位是唯一必填的欄位，使用單個位元組來標識 TLV 塊 的型別，有效值如下：
Length Field
長度欄位包含了數值欄位的長度（位元組），它可以使用一個或三個位元組兩種不同的方式表示：一個位元組格式就是簡單0x00～0xFF的一個位元組數值；三個位元組格式的組成如下：
Value Field
數值欄位僅在長度欄位存在且不等於0x00時才存在，這個欄位就是 payload 的儲存位置。
Terminator TLV
終止符，是資料區域中的最後一個TLV 塊，固定的單個位元組：0xFE，這個TLV 塊也是是強制性的。
3. 一個帶有NDEF記錄的Mifare Classic 卡片的記憶體示例
上圖示例中在扇區1包含了兩個NDEF記錄：
第一個記錄在扇區1塊4的前兩個位元組：根據上面的描述，每個記錄都以TLV 塊開頭，並且TLV 塊的第一個位元組（值0x00）指示這是一個空塊型別，第二個位元組是長度欄位，並且也是0x00，因此該記錄沒有payload，TLV 塊的值欄位不存在。當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1塊4的第3個位元組開始，到塊5的第6個位元組結束：
同樣，對於前兩個位元組，根據TLV 塊的描述，第一個位元組 0x03 表示這是一個NDEF Message型別，第二個位元組 0x11 表示該塊的資料長度是17個位元組。對於接下來17個位元組的分析如下表：
Byte(s)
Value
Description
04:04
0xD1
NDEF記錄的記錄頭，詳細解釋參考上面的NDEF記錄描述部分。位分配如下：
TNF = 0x01 表示這是一個Well-Known型別的記錄
IL = 0 表示沒有ID欄位
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 表示當前記錄為最後一條記錄
MB = 1 表示Message的開始
04:05
0x01
NDEF記錄型別的長度，1個位元組，因為下面的記錄型別值是0x55
04:06
0x0D
表示payload的長度，13個位元組
04:07
0x55
NDEF記錄的型別，0x55表示URI型別
04:08
0x01
表示payload開始，後面的將是payload中的內容
04:09..05:04
...
payload內容的16進位制資料
最後一個位元組，0xFE 是TLV 塊的終止符，表示這個塊的結束，這個沒什麼好說的了～～
相關參考連結：
•NXP官方網站
https://www.nxp.com/
•NFC論壇
https://nfc-forum.org/
•Mifare Classic S50 技術詳解
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麼使用蘋果爸爸推出的CoreNFC，該示例僅可以用來讀取儲存在卡片上的NDEF格式的資訊。
為此，我使用了STM32F407微控制器與Adafruit PN532 ShieldNFC讀寫模組配對，將資訊寫入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資料寫入到NDEF卡片中（iOS的CoreNFC暫時不支援寫入）。
我們的app要使用NFC必須要進行應用授權：首先要建立一個支援NFC的證書，並且開啟NFC Tag Reading，如下圖：
匯入證書之後，我們需要進行Info.plist配置Privacy - NFC Scan Usage Description許可權，如下圖：
要實現NFC功能，我們得先匯入CoreNFC.framework，並匯入其標頭檔案#import目前為止，iOS模擬器還不支援CoreNFC，只能使用真機除錯。
1. 初始化Session
與二維碼掃描等類似，NFC 也具備一個用於資訊互動的Session，並且這個Session要在使用期間一直持有，所以初始化Session程式碼如下：
@interface NFCTableViewController ()<NFCNDEFReaderSessionDelegate>/** NFC Session */@property (nonatomic, strong) NFCNDEFReaderSession *nfcSession;/** founded NFC Messages */@property (nonatomic, strong) NSMutableArray<NSArray<NFCNDEFMessage *> *> *nfcMessages;@end@implementation NFCTableViewController#pragma mark - initializeNFC
- (void)initializeNFCSession { // 建立 Session
self.nfcSession = [[NFCNDEFReaderSession alloc] initWithDelegate:self queue:dispatch_get_main_queue() invalidateAfterFirstRead:NO]; // 設定 Session 的提示資訊
self.nfcSession.alertMessage = @"You can scan NFC-tags by holding them behind the top of your iPhone.";
}@end複製程式碼2. 啟動Session
經過上面的初始化之後，有了Session就可以開啟監聽了，啟動監聽很簡單，示例程式碼如下：
- (IBAction)startSearchBtnClick:(UIBarButtonItem *)sender { NSLog(@"%s", __func__); // 啟動Session
[self.nfcSession beginSession];
}複製程式碼Session啟動時會自動調出系統的掃描皮膚，如下圖：
3. 監聽代理回撥
通過上面的方式把Session啟動之後，裝置就會自動開始掃描NDEF格式的標籤資訊，當掃描到標籤資訊，或者發生任何異常時都會通過代理方法回撥，所以我們需要監聽Session的回撥資訊，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發生錯誤或session過期時回撥，此時客戶端應當丟棄返回的session，即此session不可重用。 @param session 發生錯誤的session @param error 錯誤資訊 */- (void)readerSession:(NFCNDEFReaderSession *)session didInvalidateWithError:(NSError *)error { if (error)
{ NSLog(@"NFC-Session invalidated: %@", error);
} if (self.nfcSession)
{ // 關閉當前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 reader's read range. *//** 當NFC Session在輪詢佇列中讀取到NDEF資訊時回撥，此時輪詢會自動重啟一次再次檢測NFC標籤是否離開了讀取範圍。（原理類似於機械按鍵的防抖動） @param session 讀取Session @param messages 讀取到的資訊 */- (void)readerSession:(NFCNDEFReaderSession *)session didDetectNDEFs:(NSArray<NFCNDEFMessage *> *)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(@"\t- TNF(TypeNameFormat): %@", [self formattedTypeNameFormat:record.typeNameFormat]); NSLog(@"\t- Payload: %@", [[NSString alloc] initWithData:record.payload encoding:NSUTF8StringEncoding]); NSLog(@"\t- Type: %@", [[NSString alloc] initWithData:record.type encoding:NSUTF8StringEncoding]); NSLog(@"\t- Identifier: %@", [[NSString alloc] initWithData:record.identifier encoding:NSUTF8StringEncoding]);
}
}
[self.nfcMessages addObject:messages];
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
[self.tableView reloadData];
});
}複製程式碼