使用Arduino开发板读写NFC标签

风筝

本篇文章主要介绍如何使用Arduino开发板读取NFC标签并在其上写入信息！

什么是NFC？

近场通信（Near Field Communication ）是电子设备用于在彼此之间通信和传输数据的协议。近场通信设备必须彼此非常近，通常在10cm之间，但是该范围可以根据正在发送的设备和标签的大小而变化。 NFC标签无需任何电源输入。它们在两个小环形天线之间使用磁感应。现今的标签带有96到4096字节的信息。

使用的设备清单

●    Arduino Uno R3开发板

●    Adafruit PN532 RFID / NFC Shield

●    Arduino IDE（集成开发环境）

●    可重写的NFC标签

NFC标签是可重写的，这是非常重要的一点，否则这将不起作用。

为了测试我们在标签上写的内容是否成功，我们可以使用Arduino或支持NFC的手机进行测试。大多数运行Android的智能手机应该能够读取NFC标签，我将使用Nexus 5进行测试。对于iPhone用户来说，支持NFC的iPhone是iPhone 6及以上机型，但它们不支持NFC标签读取，所以只需使用Arduino来测试你的标签上写的是什么。 iPhone仅使用其NFC功能进行苹果支付，因此您无法使用它们来读取标签或其他任何内容。

我们将所有组件准备完成后，就需要在Arduino IDE中安装两个库，这些库可以使得我们可以读写标签。库是来自don / NDEF和Seeedstudio，我们将主要使用的是don的库，因为如果你有Seeedstudio NFC shield，就会使用Seeedstudio的库。我们将它安装为库以防万一。您必须使用Arduino IDE的Sketch>>Include Library下的“Add .zip Library”下载并安装这两个库。确保单独安装这两个库并在默认的Arduino目录下，否则您将遇到编译错误。

启动Arduino IDE，这时会出现一个新的Sketch文件。将新文件起个名字并保存，例如“Read NFC Tag”。我们首先要包含头文件，以下是包含头文件的列表。他们位于在void setup()函数之前。

1. #include <Wire.h>
   
2. #include <PN532_I2C.h>
   
3. #include <PN532.h>   // The following files are included in the libraries Installed
   
4. #include <NfcAdapter.h>
   
5. 
   
6. PN532_I2C pn532_i2c(Wire);
   
7. NfcAdapter nfc = NfcAdapter(pn532_i2c);  // Indicates the Shield you are using

复制代码

读取NFC标签

这些头文件非常重要，如果没有它们，项目将无法工作。之后编写以下代码。

1. void setup(void) {
   
2.   Serial.begin(9600);
   
3.   Serial.println("NFC TAG READER"); // Header used when using the serial monitor
   
4.   nfc.begin();
   
5. }
   
6. 
   
7. void loop(void) {
   
8.   Serial.println("\nScan your NFC tag on the NFC Shield\n");  // Command so that you an others will know what to do
   
9. 
   
10.   if (nfc.tagPresent())
    
11.   {
    
12.     NfcTag tag = nfc.read();
    
13.     Serial.println(tag.getTagType());
    
14.     Serial.print("UID: ");Serial.println(tag.getUidString()); // Retrieves the Unique Identification from your tag
    
15. 
    
16.     if (tag.hasNdefMessage()) // If your tag has a message
    
17.     {
    
18. 
    
19.       NdefMessage message = tag.getNdefMessage();
    
20.       Serial.print("\nThis Message in this Tag is ");
    
21.       Serial.print(message.getRecordCount());
    
22.       Serial.print(" NFC Tag Record");
    
23.       if (message.getRecordCount() != 1) {
    
24.         Serial.print("s");
    
25.       }
    
26.       Serial.println(".");
    
27. 
    
28.       // If you have more than 1 Message then it wil cycle through them
    
29.       int recordCount = message.getRecordCount();
    
30.       for (int i = 0; i < recordCount; i++)
    
31.       {
    
32.         Serial.print("\nNDEF Record ");Serial.println(i+1);
    
33.         NdefRecord record = message.getRecord(i);
    
34. 
    
35.         int payloadLength = record.getPayloadLength();
    
36.         byte payload[payloadLength];
    
37.         record.getPayload(payload);
    
38. 
    
39. 
    
40.         String payloadAsString = ""; // Processes the message as a string vs as a HEX value
    
41.         for (int c = 0; c < payloadLength; c++) {
    
42.           payloadAsString += (char)payload[c];
    
43.         }
    
44.         Serial.print("  Information (as String): ");
    
45.         Serial.println(payloadAsString);
    
46. 
    
47. 
    
48.         String uid = record.getId();
    
49.         if (uid != "") {
    
50.           Serial.print("  ID: ");Serial.println(uid); // Prints the Unique Identification of the NFC Tag
    
51.         }
    
52.       }
    
53.     }
    
54.   }
    
55.   delay(10000);
    
56. }

复制代码

一旦您将此代码保存并上传到带有扩展板（Shield）的Arduino中，您就可以开始测试您的标签有哪些消息。当您将程序上传到Arduino时，打开串口监视器，您应该会看到一条消息“NFC TAG Reader”，并且在其下面显示“Scan your NFC tag on your NFC Shield.”的说明。在串口显示器上显示信息如下：

请注意，它给出了NFC标签的唯一标识，并显示了标签上有哪些信息。在这个标签上，有一个简单的欢迎信息和Arduino Twitter的官网链接。 Arduino成功读取了标签上的信息。

向NFC标签上写入信息

现在，为了能够在标签上写消息，除了我们要稍微改变一下代码之外，这个过程是类似的。 void setup()之前的头文件保持不变，以下是编写的代码。

1. void setup() {
   
2.     Serial.begin(9600);
   
3.     Serial.println("NFC Tag Writer"); // Serial Monitor Message
   
4.     nfc.begin();
   
5. }
   
6. 
   
7. void loop() {
   
8.     Serial.println("\nPlace an NFC Tag that you want to Record these Messages on!"); // Command for the Serial Monitor
   
9.     if (nfc.tagPresent()) {
   
10.         NdefMessage message = NdefMessage();
    
11.         message.addTextRecord("My First NFC Tag Write"); // Text Message you want to Record
    
12.         message.addUriRecord("http://allaboutcircuits.com"); // Website you want to Record
    
13.         message.addTextRecord("Way to Go, It Worked!");  // Ednding Message for you to Record
    
14.         boolean success = nfc.write(message);
    
15.         if (success) {
    
16.             Serial.println("Good Job, now read it with your phone!"); // if it works you will see this message
    
17.         } else {
    
18.             Serial.println("Write failed"); // If the the rewrite failed you will see this message
    
19.         }
    
20.     }
    
21.     delay(10000);
    
22. }

复制代码

此代码在标签上保存三条消息：“My First NFC Tag Write”介绍文本，然后是一个指向AllAboutCircuits的链接，最后是一条结束消息，说“Way to Go, It Worked!”

现在，当我在手机上扫描NFC标签时，会得到这两条信息和链接。您可以更改代码，在信息上列出您想要的任何内容，以及引导您转到另一个链接。 进行任何更改时，请确保使用Arduino或智能手机检查NFC标签信息。