用Android模拟器也可以开发和测试NFC应用

2022-06-13 12:50:07

从Android2.3开始支持NFC。不过NFC应用只能在Android手机（或平板电脑）上测试和开发，而且Android手机还必须有NFC芯片。而且如果测试NFC传输文件时至少需要两部支持NFC的手机。当然，如果测试读写NFC标签，还需要一些NFC标签或帖子。而且NFC在模拟器上时不能运行的。所以从这一点来说，NFC开发需要更多的设备，比较麻烦。这也蓝牙、传感器是一样的。都不能在Android模拟器上开发和测试。真不知道Google为什么不解决这一问题。

不过这种问题也不是不能解决，而且并不复杂。既然模拟器没有提供这样的功能。我们可以将NFC功能模拟出来（实际上，蓝牙、传感器都可以进行模拟，可能很多读者用过一些传感器模拟软件，NFC模拟和这个类似）。而且要求是与真实的NFC环境无缝对接。也就是说，使用模拟NFC功能开发的Android应用可以不需要修改一行代码，甚至不需要重新编译，就可以直接用在真实的NFC环境。

那么怎么解决这个问题呢？要想知道如何模拟NFC，需要先从宏观上了解NFC的工作原理。这里用NFC标签作为例子。NFC数据传输和这个类似。当NFC标签靠近手机时，Android系统中有一个叫Nfc的系统应用（在<Android源代码根目录>/pakcages/apps/Nfc目录中），该应用会发送一个ActivityAction，该Action会调用一个在系统中注册的用于处理NFC请求的窗口（如果没有，就调用Nfc应用中默认的处理窗口）。这里的关键是Activity Action。既然Nfc应用会发出一个Activity Action，那么用于模拟NFC的程序，也发送一个Activity Action，不就可以共享用于处理NFC请求的窗口（由用户建立的Activity）了吗？只要在发送Activity Action时加一个标志，就可以区分是Activity Action是Nfc系统应用发出的，还是模拟NFC的程序发出的。这样在处理请求的NFC窗口中就可以根据不同的情况进行处理。为了更透明，可以编写一个Activity类（如NFCActivity），该类根据这两种情况进行处理。又因为不管是哪种情况，都需要提供写入NFC标签的数据，或接收NFC标签中的数据。所以可以在该NFCActivity中提供一些回调方法，当需要提供或接收数据时，调用这些方法即可。最后需要使用NFC功能时，用户自己编写的窗口类只需要从NFCActivity类继承，并实现相应的回调方法即可。例如，下面就是一个实现方法，可接收NFC标签的数据，并写入新数据。

public class NFCManTestActivity extends NFCActivity
{    
    private NFCMan mNfcMan;
    private EditText nfcTagText;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState)
    {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_nfcman_test);
        nfcTagText = (EditText) findViewById(R.id.edittext_nfc);
        mNfcMan = new NFCMan(this);
    }
    //  当NFC标签靠近手机时调用，data用于接收NFC标签中的数据，
    //  返回值会重新写到NFC标签中
    @Override
    public String onNear(NFCData data)
    {
        //  返回要写入NFC标签的文本
        return nfcTagText.getText().toString();
    }
    //  将数据成功写入NFC标签后会调用该方法
    @Override 
    public void onNFCSuccess()  
    {
        //  显示成功写入数据的提示
        Toast.makeText(this, "成功写入数据", Toast.LENGTH_LONG).show();
    }  
    //  写入数据失败后调用该方法
    @Override 
    public void onNFCFailed(int error, String errorMsg)
    {
        //  显示写入数据异常的编码和信息
        Toast.makeText(this, "error:" + error + "\n" + "msg:" + errorMsg,
                Toast.LENGTH_LONG).show();
    }  
}

从NFCManTestActivity类的代码可以看出，共有如下三个回调方法。分别处理读写NFC标签数据，写入成功和写入失败三个事件。

onNear

onNFCSuccess

onNFCFailed

从这一点可以看出，完全隐藏了NFC的影子。下面用图1描述一下这个NFC模拟系统的原理。

图1 NFC模拟器的实现原理

从图1可以看出，需要有一套虚拟的NFC标签，这些是在PC上用软件模拟的。对于虚拟NFC标签，通过Socket与安装在NFC设备中的模拟NFC处理程序进行交互，然后该程序会发送Broadcast Action，最后接收到这个Broadcast后，会继续调用Activity Action调用处理NFC请求的窗口。这一点与Nfc系统程序一样，只不过中间多了一个发送broadcast的过程。因为模拟NFC处理程序与处理NFC请求的NFCActivity所在的Library是分离的，只能通过Broadcast进行通知。而Nfc系统程序是通过NFC驱动感知真实NFC标签是否靠近的。而对于处理NFC请求的窗口来说，不管是虚拟的NFC标签，还是真实的NFC标签，都处理同一个Activity Action。所以处理NFC请求的Activity可以共用一套代码。

我将这个模拟NFC的应用称为NFCMan（NFC侠），下面看一下该应用如何模拟NFC标签，模拟界面如图2所示。

图2 NFC模拟器主界面

在图2中上面是模拟的NFC设备。只要Android手机（不需要支持NFC）或Android模拟器上运行的模拟NFC的应用（如图3所示）根据图2中右下角的IP连接到NFC模拟器，就会显示一个手机图标。

图3
图2的下面是虚拟的NFC标签，点击右下角的“新建NFC标签”可以建立新的NFC标签。双击NFC标签会显示该标签的信息，如图4所示。这些信息包括标签名称、最大容量、标签内容（默认是空）。只要将虚拟NFC标签拖动到上面的虚拟NFC设备，就相当于将NFC标签靠近了该设备。然后会通过Socket将相应的数据传到图3所示的Android应用。接着该应用会发送Broadcast。最后接收到该Broadcast的Android应用会通过Activity Action调用处理NFC请求的Activity。会根据情况调用onNear、onNFCSuccess、onNFCFailed三个回调方法。

http://

题4

这个程序是我开发的一个开源项目，名称是NFCMan。如果读者想了解完整的实现过程，可以参阅《Android开发权威指南第2版》第45章（最后一章）的内容。近期会将该项目上传到gifhub上。如果需要源代码的读者，可以到如下地址下载（ch45中）。

下载地址

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