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如何实现通过 NFC 标签唤起 App Clips
2020-09-27 10:00:00 -0500
Code
Swift

Apple 在 WWDC2020 推出 App Clips 之后引起了不少相关的讨论，很多同学对这种 iOS 平台的 小程序 感到很好奇，下面我们就来看看如何通过 NFC 标签来唤起 App Clips 吧。

NFC 简介

NFC 是 Near Field Communication 的首字母缩写，即近场通信，也被称为近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，通过在单一芯片上集成感应式读卡器、感应式卡片和点对点通信的功能，利用移动设备实现移动支付、电子票务、门禁、移动身份识别、防伪等功能。

一种 NFC 标签

1. 起源

大约在 2003 年，索尼公司和飞利浦半导体（现为恩智浦 NXP 半导体）进行合作，计划基于 RFID 研发一种更加安全快捷并且能与之兼容的无线通讯技术，不久后双方联合对外发布了一种兼容 IS014443 非接触式卡协议的无线通讯技术，取名为 NFC，具体通信规范称作 NFCIP-1 规范。随后，索尼、飞利浦与诺基亚一起，创建 NFC 论坛，开始推广 NFC 的应用。

2. 原理

NFC 是一种短距高频的无线电技术，NFCIP-1 标准规定 NFC 的通信距离为 10 厘米以内，运行频率 13.56 MHz，传输速度有106 Kbit/s、212 Kbit/s 或者 424 Kbit/s 三种。NFCIP-1 标准详细规定 NFC 设备的传输速度、编解码方法、调制方案以及射频接口的帧格式，此标准中还定义了 NFC 的传输协议，其中包括启动协议和数据交换方法等。

NFC 工作模式分为被动模式和主动模式：

  • 被动模式

NFC 发起设备（也称为主设备）利用供电设备的能量来提供射频场，并将数据发送到 NFC 目标设备（也称作从设备）。根据电磁感应原理，从设备利用主设备产生的射频场转换为电能，为从设备的电路供电，接收主设备发送的数据，并且以相同的速度将从设备数据传回主设备。

  • 主动模式

发起设备和目标设备在向对方发送数据时，都必须主动产生射频场，所以称为主动模式，它们都需要供电设备来提供产生射频场的能量。这种通信模式可以获得非常快速的连接速率。

3. 应用

支付应用

NFC 支付主要是指带有 NFC 功能的手机虚拟成银行卡、一卡通等的应用。

地铁、公交

安防应用

NFC 安防的应用主要是将手机虚拟成门禁卡、电子门票等。 NFC 虚拟门禁卡就是将现有的门禁卡数据写入手机的 NFC，使用手机就可以实现门禁功能，门禁的配置、监控和修改等都会变得十分方便，而且可以实现远程修改和配置，例如在需要时临时分发凭证卡等。

门禁卡

标签应用

NFC 标签应用就是把一些信息写入一个 NFC 标签内， 用户只需用 NFC 手机或准备好的设备在 NFC 标签上挥一挥就可以立即获得相关的信息。例如商家可以把含有海报、促销信息、广告的 NFC 标签放在店门口，用户可以根据自己的需求用NFC手机获取相关的信息。

amiibo

App Clips 创建

唔，这里以 EFQRCode 的 iOS Demo 为例进行演示。

1. 开发环境和设备

首先请安装好 Xcode 12，然后请准备一台已经升级到 iOS 14 的支持 NFC 的 iOS 设备用于测试，我这里是用的是 iPhone X。

Has NFC Card Emulation NFC Payments Reads NFC Writes NFC
iPhone 11, 11 Pro / Max, SE (2nd Gen) ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
iPhone XS, XS Max, XR ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
iPhone X, 8, 8+, 7, 7+ ✓ ✓ ✓ ✓* ✓
iPhone 6, 6+, 6S, 6S+, SE (1st Gen) ✓ ✓ ✓ ✗ ✗
iPhone 5S, 5C, 5, 4S, 4, 3GS, 3G ✗ ✗ ✗ ✗ ✗

2. 创建 App Clip Target

切换到 Project 的 Targets 列表，点击左下角 + 号找到 App Clip 项目，添加 Target：

创建 Target

3. apple-app-site-association

扫描 NFC 标签打开对应 App Clips / App 实际上是读取了 NFC 标签数据区的 URL 然后打开该 URL 绑定的 App Clips / App，听起来是不是和 Universal Link 很像？所以类似地，需要在想关联的域名下添加 apple-app-site-association 文件，并在其中写入 appclips 对应的内容，apps 值格式为 DevelopmentTeamID.BundleID（DevelopmentTeamID 和 BundleID 请替换为你自己的），下面是 EFQRCode 的：

{
    "appclips": {
        "apps": ["P3X2725LYY.AppStore.EFQRCode.Clip"]
    },
    "applinks": {
        "apps": [],
        "details": [
            {
                "appID": "P3X2725LYY.AppStore.EFQRCode",
                "paths": [ "*" ]
            }
        ]
    }
}

同时我们切换到刚创建的 App Clip 的 Signing & Capabilities 选项卡下，点击左上角的 + Capability 添加 Associated Domains，EFQRCode 的如下：

Associated Domains

4. Hello World

此时我们在 Xcode 左上角选择 Clip 的 Scheme 进行编译，可以启动一个带有 Hello World 字样的空的 App Clip。

5. 添加代码获取唤起 Clip 的 URL

打开我们创建的 App Clip，找到入口文件 appclipApp.swift 然后添加如下代码，这里使用的是 SwiftUI 方式进行开发：

import SwiftUI

@main
struct appclipApp: App {
    var body: some Scene {
        WindowGroup {
            ContentView()
                .onContinueUserActivity(NSUserActivityTypeBrowsingWeb, perform: { userActivity in
                    guard let incomingURL = userActivity.webpageURL,
                          let components = NSURLComponents(url: incomingURL, resolvingAgainstBaseURL: true),
                          let queryItems = components.queryItems else {
                        return
                    }
                    print(incomingURL)
                    print(components)
                    print(queryItems)
                })
        }
    }
}

App Clip 的 NFC 唤起

1. 制备 NFC 标签

在唤起 Clip 之前，我们需要先制备能够唤起 Clip 的 NFC 标签，同学们可以在淘宝搜索 NFC 标签贴 买到空白的 NFC 标签，我这边准备的是 ISO 14443-3A 类型的 NFC 便利贴，小小的，可以贴在玩具底座上，如下图所示：

NFC 便利贴

刚买到的 NFC 标签是空白的，并不包含数据，所以用 iPhone 贴近 NFC 标签并不会有任何响应。接下来我们打开 App Store 搜索 NFC Tools 随便找一个 NFC 读写器来完成我们对 NFC 标签的读写，这边我是用的是 NFC Tools。

打开 NFC Tools 选择 读 选项，当 NFC 扫描弹框出现后，将手机的背部摄像头位置靠近我们准备好的 NFC 标签，即可读出标签内的数据（如果没有识别到的话，可以尝试调整位置或扫描姿势，反正我用的 iPhone X 的 NFC 感应器是在摄像头旁边一点的样子），可以看到目前 NFC 标签内是没有写入任何数据的，只有一些基本信息，并且是可写状态，如下图所示：

读取空白 NFC 标签内的数据

回到 NFC Tools 首页，选择 写 -> 添加记录 -> URL / URI，将我们上面配好的 Associated Domains 地址填入，然后回到写数据页面，点击 写 / 17 字节 选项，再将手机贴近 NFC 标签，等待写入成功。这时，我们再使用 读 功能读取 NFC 标签内的数据，可以看到我们写入的 URL 记录：

写入数据

2. 唤起 Clip

此时我们退出 NFC Tools 回到桌面，将 iPhone 贴近制备好的 NFC 标签，可以看到 iPhone 已经能识别到 NFC 标签内我们写入的 URL，但它并没有唤起我们的 App Clip，而是询问是否用 Safari 打开，这好像和我们的设想有些出入。

询问是否用 Safari 打开

唔，这是因为我们的 Clip 并没有上架，所以 iOS 现在并不知道这个 URL 和我们 App Clip 的绑定关系。这个时候我们可以打开 设置 -> 开发者，可以看到有 APP CLIP TESTING 一项，点击 Local Experiences -> Register Local Experiences 添加我们的测试数据即可，添加完成后再用 iPhone 靠近 NFC 标签即可成功唤起 Clip：

唤起 Clip

唤起成功啦，接下来就可以动手给 Clip 添加内容了呢。

后记

本文代码可从 https://github.com/EFPrefix/EFQRCode/tree/appclips 获取，有一些上文没有提到但需要注意的点：

  • 一个 App 能且只能拥有一个 App Clip；
  • App Clip 的包大小上限为 10M，如何合理封装、复用现有代码，需要花一些时间思考；
  • 如果用户已经安装了 App，那么会直接唤起 App 而不是 Clip。

那么问题来了，实际生活中有哪些业务需求可以用到这个酷炫的能力呢？小伙伴们需要自己思考啦...

本文编写过程中参考了以下文章，在此对原作者们表示感谢：

如有任何知识产权、版权问题或理论错误，还请指正。
https://eyrefree.org/2020/NFC-AppClips
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