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NFC Programming in Android

Ishan Fernando@ifdo

[email protected]

Myti s.r.l.www.myti.it

NFC

• Comunicazione contactless• Nuova interazione utente • Sicurezza

NFC (Near Field Communication)


• E' una tecnologia wireless a corto raggio (< 10cm)• Si opera alla frequenza di 13,56MHz• Può raggiungere una velocità di trasmissione massima di

424 kbit/s


E' una evoluzione di RFID (Radio Frequency Identification)

RFID vs NFC

RFID NFC

estenzione di RFID

distanze lunghe (3 ~ 100m) distanze corte (< 10cm)

qualsiasi frequenza 13.56 MHz

usa nei vari ambiti usa nellʼambito di sicurezza

nei celluari

Storia

NDEF (NFC Data Exchange Format)

NDEF è un formato di incapsulamento dei messaggi (dati) per scambiare informazioni via NFC.


Questo formato consente di scambiare informazioni • tra due NFC Forum Devices • tra un NFC Forum Device e un NFC Forum Tag.

active modepassive mode


Message = n * Records

Records = Type +Size +

Payload (binary data)


I messaggi NDEF possono essere di tre tipi :

URI il contenuto è un link

MIME il contenuto è specificato da un mime type

NFC-specific types utilizzi specifici per diverse tecnologie

http://www.nfc-forum.org/specs/spec_list/

NFC e NDEF summary

NDEF è un formato di encapsulamento dei dati

NFC è una tecnologia wireless a corto raggio che

consente di creare una comunicazione bidirezionale

NFC Technology summary

• NFCoWireless a corto raggio (< 10cm)oFrequenza : 13,56MHz oVelocità di trasmissione massima : 424 Kbit/s.o E' una evoluzione di RFID

• NDEFo Incapsulamento dei messaggioNFC Forum Device <=> NFC Forum Device oNFC Forum Device <=> NFC Forum TagoMessage = n * RecordsoRecords = Type + Size + Payload (binary data)oTypes: URI, MIME o NFC-specific types

Android

Android Application

Android Application

AndroidManifest.xml

Intents

Activities Services

Broadcast receivers Content providers

AndroidManifest.xml

• Lʼapplicazione deve dichiarare tutti i suoi componenti in questo file.

• Permessi, API level, caratteristiche hardware o software usate, altre libererie API.

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><manifest ... > <application android:icon="@drawable/app_icon.png" ... > <activity android:name="com.example.project.ExampleActivity" android:label="@string/example_label" ... > </activity> ... </application></manifest>

Activities

• Ogni Activity rappresenta un unico schermo con una interfaccia utente.

• Ognuna è indipendente dalle altre.• UnʼActivity deve definire come main.• Ogni Activity puo far partire unʼaltra Activity.• Quando parte una nuova Activity quella precedente

si ferma e si conserva dentro uno Stack.• Per creare un Activity dobbiamo estendere classe

astratto Activity e suoi metodi.

Activities

Intents

• Componenti di una applicazione (Activities, Services e Broadcast receivers) vengono attivati attraverso messaggi, chiamate Intents.

Component name

Action

Data

Category

Extra

Flags

Intent

Intent Filters

• Explicit vs Implicit• Per definire quali Intents (impiciti) deve accettare

un componente.

Services

• Per gestire operazioni lunghe in background senza intefaccia utente.

• Servizi hanno due formi: Started e Bound

Summary

• AndroidManifest.xml definice tutti i componenti dellʼapplicazione.

• Ogni schermata dellʼapplicazione è unʼActivity.• Intents sono i messaggi che avviano i componenti.• Usando Intents Filters si possono filtrare Intents

non desiderati.• Se ci sono operazioni lunghe che non richiedono

interfaccia utente si possono usare i Services.

NFC e Android

NFC e Android summary

• Dichiarazione permessi, Intents e Intent filters in Manifest• Dispatch systems

o Intent Dispatch SystemoForeground Dispatch System

• Codice: lettura di un tag NDEF• Codice: scrittura di un tag NDEF• Codice: Foreground dispatch system• Codice: Device to Device (Beam)

AndroidManifest

• Dichiarazione Activities• Dichiarazione Intents• Dichiarazione Intent filters• Permessi• API level • Caratteristiche hardware

Discover NDEF Tag - Intent filter

...<activity> ... <intent-filter>

<action android:name="android.nfc.action.NDEF_DISCOVERED"/> <category android:name="android.intent.category.DEFAULT"/> <data android:mimeType="text/plain" />

</intent-filter> ...</activity>...

AndroidManifest.xml

Discover NDEF Tag - Permessi

...<uses-permission android:name="android.permission.NFC" />

<uses-sdk android:minSdkVersion="10"/>

<uses-feature android:name="android.hardware.nfc" android:required="true" />...

AndroidManifest.xml

NFC e Android - dispatch system• Maggior parte delle APIs sono basate su NDEF• The tag dispatch system

Intent e Foreground Dispatch Systems

Intent Dispatch System• dichiara i filtri nel Manifest• fa partire l'applicazione anche se è spenta

Foreground Dispatch System• dichiara i filtri mentre in esecuzione• gestione esclusiva per i tag richiesti

NDEF Tag - Reading

public class MyNFCActivity extends Activity {

@Override public void onNewIntent(Intent intent) {

Parcelable[] raw = intent.getParcelableArrayExtra( NfcAdapter.EXTRA_NDEF_MESSAGES);

NdefMessage message = (NdefMessage) raw[0]; NdefRecord record = message.getRecords()[0]; byte[] payload = record.getPayload(); ...

}

}

1

2

NDEF Tag - Reading

Parcelable[] raw = intent.getParcelableArrayExtra(NfcAdapter.EXTRA_NDEF_MESSAGES);

• Prendiamo il tag toccato dallʼIntent ricevuto.

1

NDEF Tag - Reading

NdefMessage message = (NdefMessage) raw[0]; NdefRecord record = message.getRecords()[0]; byte[] payload = record.getPayload();

• Prendiamo il primo record del primo messaggio.• Leggiamo il payload del record.

2

NDEF Tag - Writing

public class MyNFCActivity extends Activity {

@Override public void onNewIntent(Intent intent) { Tag t = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG); Ndef ndef = Ndef.get( t ); ndef.connect(); final byte[] data = …; NdefRecord record = new NdefRecord( NdefRecord.TNF_MIME_MEDIA, "text/plain".getBytes(), new byte[0], data); NdefRecord[] records = new NdefRecord[]{record}; NdefMessage message = new NdefMessage( records ); ndef.writeNdefMessage(message); }}

1

2

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NDEF Tag - Writing

Tag t = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG);

Ndef ndef = Ndef.get( t );ndef.connect();

• Prendiamo il tag toccato dallʼIntent ricevuto. • Creiamo una istanza Ndef usando quel tag.

1

NDEF Tag - Writing

final byte[] data = …;NdefRecord record = new NdefRecord(

NdefRecord.TNF_MIME_MEDIA,"text/plain".getBytes(),new byte[0],data);

• Creiamo un record Ndef inserendo i nostri dati come MIME type text/plain.

2

NDEF Tag - Writing

NdefRecord[] records = new NdefRecord[]{record};

NdefMessage message = new NdefMessage( records );

ndef.writeNdefMessage(message);

• Incapsuliamo il record appena creato dentro un messaggio Ndef.

• Scriviamo il nostro messaggio sul tag usando lʼinstanza di Ndef che abbiamo creato prima.

3

Foreground dispatchpublic class MyNFCActivity extends Activity {

@Overridepublic void onCreate(Bundle savedInstanceState){

Intent i = new Intent(this, getClass()); i.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP);

PendingIntent pendingIntent = PendingIntent.getActivity(this, 0, i, 0);

IntentFilter ndef = new IntentFilter(NfcAdapter.ACTION_NDEF_DISCOVERED);try {

ndef.addDataType("*/*");} catch (MalformedMimeTypeException e) {

throw new RuntimeException("fail", e);}intentFiltersArray = new IntentFilter[] {ndef};techListsArray = new String[][] { new String[] { NfcF.class.getName() } };

}

@Overridepublic void onPause() {

super.onPause();mAdapter.disableForegroundDispatch(this);

}

@Overridepublic void onResume() {

super.onResume();mAdapter.enableForegroundDispatch(this, pendingIntent, intentFiltersArray, techListsArray);

}

@Overridepublic void onNewIntent(Intent intent) {

Tag tagFromIntent = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG);//do something with tagFromIntent

}}

Foreground dispatchpublic void onCreate(Bundle savedInstanceState){ Intent i = new Intent(this, getClass()); i.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP);

PendingIntent pendingIntent = PendingIntent.getActivity(this, 0, i, 0); IntentFilter ndef =

new IntentFilter(NfcAdapter.ACTION_NDEF_DISCOVERED);

try {ndef.addDataType("*/*");

} catch (MalformedMimeTypeException e) {throw new RuntimeException("fail", e);

}

intentFiltersArray = new IntentFilter[] {ndef};techListsArray =

new String[][] { new String[] { NfcF.class.getName() } };}

1

2

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Foreground dispatch

Intent i = new Intent(this, getClass());i.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP);


• Usando questo sistema popola i dati del tag quando viene scansionato.

1

Foreground dispatch

IntentFilter ndef = new IntentFilter(NfcAdapter.ACTION_NDEF_DISCOVERED);

try {ndef.addDataType("*/*");

} catch (MalformedMimeTypeException e) {throw new RuntimeException("fail", e);

}

• Filtro che accetta tutti i Mime types.

2

Foreground dispatch

intentFiltersArray = new IntentFilter[] {ndef};

techListsArray = new String[][] { new String[] { Ndef.class.getName()

} };

• Teniamo i filtri salvati in una variabile globale per usarli quando abilitiamo dispatch system.

• Impostiamo anche unʼarray con le technologie tag che lʼapplicazione vuole gestire.

3

Foreground dispatchpublic class MyNFCActivity extends Activity {

@Overridepublic void onCreate(Bundle savedInstanceState){

Intent i = new Intent(this, getClass()); i.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP);


IntentFilter ndef = new IntentFilter(NfcAdapter.ACTION_NDEF_DISCOVERED);try {

ndef.addDataType("*/*");} catch (MalformedMimeTypeException e) {

throw new RuntimeException("fail", e);}intentFiltersArray = new IntentFilter[] {ndef};techListsArray = new String[][] { new String[] { NfcF.class.getName() } };

}

@Overridepublic void onPause() {

super.onPause();mAdapter.disableForegroundDispatch(this);

}

@Overridepublic void onResume() {

super.onResume();mAdapter.enableForegroundDispatch(this, pendingIntent, intentFiltersArray, techListsArray);

}

@Overridepublic void onNewIntent(Intent intent) {

Tag tagFromIntent = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG);//do something with tagFromIntent

}}

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Foreground dispatch

@Overridepublic void onResume() {super.onResume();NfcAdapter.getDefaultAdapter(this).enableForegroundDispatch(this, pendingIntent, intentFiltersArray, techListsArray);

}

• Abilitiamo foreground dispatch system quando lʼActivity prende il controllo.

1

Foreground dispatch

@Overridepublic void onPause() {super.onPause();NfcAdapter.getDefaultAdapter(this).disableForegroundDispatch(this);

}

• Disabilitiamo foreground dispatch system quando lʼActivity perde il controllo.

2

Foreground dispatch

@Overridepublic void onNewIntent(Intent intent) {Tag tagFromIntent = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG);

//do something with tagFromIntent}

• Riceviamo lʼIntent allo stesso modo di intent dispatch system.

3

Device to Device

• Scambiare dati tra due device Android.• Entrambi i dispositivi deve avere lʼActivity in

foreground e schermo sbloccato.• Un messaggio NDEF alla volta.• Basta utilizzare uno dei metodi

– setNdefPushMessage() – setNdefPushMessageCallback()

Device to Device

public class MyNFCActivity extends Activity {@Overridepublic void onCreate(Bundle savedInstanceState) {NdefMessage msg = new NdefMessage(...);mNfcAdapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this);

mNfcAdapter.setNdefPushMessage(msg, this);}

}

setNdefPushMessage()

Device to Device

public class MyNFCActivity extends Activity implements CreateNdefMessageCallback {

@Overridepublic void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

mNfcAdapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this);mNfcAdapter.setNdefPushMessageCallback(this, this);

}

@Overridepublic NdefMessage createNdefMessage(NfcEvent event) {

NdefMessage msg = new NdefMessage(...);return msg;

}}

setNdefPushMessageCallback()

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Device to Device

@Overridepublic void onCreate(Bundle savedInstanceState) {mNfcAdapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this);

mNfcAdapter.setNdefPushMessageCallback(this, this);

}

Abilitiamo Beam usando il metodo setNdefPushMessageCallback passando come parametri lʼActivity ed una implementazione di NfcAdapter.CreateNdefMessageCallback.

1

Device to Device

@Overridepublic NdefMessage createNdefMessage(NfcEvent event) {NdefMessage msg = new NdefMessage(...);return msg;

}

Creiamo un messaggio da spedire quando avvicina un device e parte la comunicazione.

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NFC e Android summary

• Dichiarazione permessi, Intents e Intent filters in Manifest• Dispatch systems

o Intent Dispatch SystemoForeground Dispatch System

• Codice: lettura di un tag NDEF• Codice: scrittura di un tag NDEF• Codice: Foreground dispatch system• Codice: Device to Device (Beam)

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Upload delle attività• cosa ha fatto l'operatore?• che procedure ha eseguito?

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Android NFC developer documentationhttp://developer.android.com/guide/topics/nfc/

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