Android NFC 开发实例

使用硬件：Google Nexus S，北京大学学生卡。(ps:笔者本想使用公交一卡通进行测试，发现手机不能正确识别)

手机操作系统：Android ICS 4.04。

开发时，笔者从Google Play Store上下载了NFC TagInfo软件进行对比学习。所以我们可以使用任意一张能被TagInfo软件正确识别的卡做测试。

在Android NFC 应用中，Android手机通常是作为通信中的发起者，也就是作为各种NFC卡的读写器。Android对NFC的支持主要在 android.nfc 和android.nfc.tech 两个包中。

android.nfc 包中主要类如下：

NfcManager 可以用来管理Android设备中指出的所有NFCAdapter，但由于大部分Android设备只支持一个NFC Adapter，所以一般直接调用getDefaultAapater来获取手机中的Adapter。

NfcAdapter 相当于一个NFC适配器，类似于电脑装了网络适配器才能上网，手机装了NfcAdapter才能发起NFC通信。

 NDEF: NFC Data Exchange Format，即NFC数据交换格式。

NdefMessage 和NdefRecord NDEF 为NFC forum 定义的数据格式。

Tag 代表一个被动式Tag对象，可以代表一个标签，卡片等。当Android设备检测到一个Tag时，会创建一个Tag对象，将其放在Intent对象，然后发送到相应的Activity。

android.nfc.tech 中则定义了可以对Tag进行的读写操作的类，这些类按照其使用的技术类型可以分成不同的类如：NfcA, NfcB, NfcF,以及MifareClassic 等。其中MifareClassic比较常见。

在本次实例中，笔者使用北京大学学生卡进行数据读取测试，学生卡的TAG类型为MifareClassic。

AndroidManifest.xml：

 <span style="font-size:16px;"><?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
 <manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
     package="org.reno"
     android:versionCode="1"
     android:versionName="1.0" >
     <uses-permission android:name="android.permission.NFC" />
     <uses-sdk android:minSdkVersion="14" />
     <uses-feature android:name="android.hardware.nfc" android:required="true" />
     <application
         android:icon="@drawable/ic_launcher"
         android:label="@string/app_name" >
         <activity
             android:name="org.reno.Beam"
             android:label="@string/app_name"
             android:launchMode="singleTop" >
             <intent-filter>
                 <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                 <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
             </intent-filter>
             <intent-filter>
                 <action android:name="android.nfc.action.TECH_DISCOVERED" />
             </intent-filter>
             <meta-data
                 android:name="android.nfc.action.TECH_DISCOVERED"
                 android:resource="@xml/nfc_tech_filter" />
         </activity>
     </application>
 </manifest>
 </span>

res/xml/nfc_tech_filter.xml：

<resources xmlns:xliff="urn:oasis:names:tc:xliff:document:1.2">

    <tech-list>

       <tech>android.nfc.tech.MifareClassic</tech>

    </tech-list>

</resources>

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

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

表示会使用到硬件的NFC功能。并且当用户在Google Play Store中搜索时，只有带有NFC功能的手机才能够搜索到本应用。

 

当手机开启了NFC，并且检测到一个TAG后，TAG分发系统会自动创建一个封装了NFC TAG信息的intent。如果多于一个应用程序能够处理这个intent的话，那么手机就会弹出一个框，让用户选择处理该TAG的Activity。TAG分发系统定义了3中intent。按优先级从高到低排列为：

NDEF_DISCOVERED, TECH_DISCOVERED, TAG_DISCOVERED

当Android设备检测到有NFC Tag靠近时，会根据Action申明的顺序给对应的Activity 发送含NFC消息的 Intent。

此处我们使用的intent-filter的Action类型为TECH_DISCOVERED从而可以处理所有类型为ACTION_TECH_DISCOVERED并且使用的技术为nfc_tech_filter.xml文件中定义的类型的TAG。

 

详情可查看http://developer.android.com/guide/topics/nfc/nfc.html说明。下图为当手机检测到一个TAG时，启用Activity的匹配过程。

res/layout/main.xml

 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
 <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
     android:layout_width="fill_parent"
     android:layout_height="fill_parent"
     android:orientation="vertical" >

     <ScrollView
         android:id="@+id/scrollView"
         android:layout_width="fill_parent"
         android:layout_height="fill_parent"
         android:background="@android:drawable/edit_text" >

         <TextView
             android:id="@+id/promt"
             android:layout_width="fill_parent"
             android:layout_height="wrap_content"
             android:scrollbars="vertical"
             android:singleLine="false"
             android:text="@string/info" />
     </ScrollView>

 </LinearLayout>

定义了Activity的布局：只有一个带有滚动条的TextView用于显示从TAG中读取的信息。

res/values/strings.xml

 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
 <resources>
     <string name="app_name">NFC测试</string>
     <string name="info">扫描中。。。</string>
 </resources>

src/org/reno/Beam.java

 package org.reno;

 import android.app.Activity;
 import android.content.Intent;
 import android.nfc.NfcAdapter;
 import android.nfc.Tag;
 import android.nfc.tech.MifareClassic;
 import android.os.Bundle;
 import android.widget.TextView;

 public class Beam extends Activity {
     NfcAdapter nfcAdapter;
     TextView promt;
     @Override
     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
         super.onCreate(savedInstanceState);
         setContentView(R.layout.main);
         promt = (TextView) findViewById(R.id.promt);
         // 获取默认的NFC控制器
         nfcAdapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this);
         if (nfcAdapter == null) {
             promt.setText("设备不支持NFC！");
             finish();
             return;
         }
         if (!nfcAdapter.isEnabled()) {
             promt.setText("请在系统设置中先启用NFC功能！");
             finish();
             return;
         }
     }

     @Override
     protected void onResume() {
         super.onResume();
         //得到是否检测到ACTION_TECH_DISCOVERED触发
         if (NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED.equals(getIntent().getAction())) {
             //处理该intent
             processIntent(getIntent());
         }
     }
     //字符序列转换为16进制字符串
     private String bytesToHexString(byte[] src) {
         StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("0x");
         if (src == null || src.length <= 0) {
             return null;
         }
         char[] buffer = new char[2];
         for (int i = 0; i < src.length; i++) {
             buffer[0] = Character.forDigit((src[i] >>> 4) & 0x0F, 16);
             buffer[1] = Character.forDigit(src[i] & 0x0F, 16);
             System.out.println(buffer);
             stringBuilder.append(buffer);
         }
         return stringBuilder.toString();
     }

     /**
      * Parses the NDEF Message from the intent and prints to the TextView
      */
     private void processIntent(Intent intent) {
         //取出封装在intent中的TAG
         Tag tagFromIntent = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG);
         for (String tech : tagFromIntent.getTechList()) {
             System.out.println(tech);
         }
         boolean auth = false;
         //读取TAG
         MifareClassic mfc = MifareClassic.get(tagFromIntent);
         try {
             String metaInfo = "";
             //Enable I/O operations to the tag from this TagTechnology object.
             mfc.connect();
             int type = mfc.getType();//获取TAG的类型
             int sectorCount = mfc.getSectorCount();//获取TAG中包含的扇区数
             String typeS = "";
             switch (type) {
             case MifareClassic.TYPE_CLASSIC:
                 typeS = "TYPE_CLASSIC";
                 break;
             case MifareClassic.TYPE_PLUS:
                 typeS = "TYPE_PLUS";
                 break;
             case MifareClassic.TYPE_PRO:
                 typeS = "TYPE_PRO";
                 break;
             case MifareClassic.TYPE_UNKNOWN:
                 typeS = "TYPE_UNKNOWN";
                 break;
             }
             metaInfo += "卡片类型：" + typeS + "\n共" + sectorCount + "个扇区\n共"
                     + mfc.getBlockCount() + "个块\n存储空间: " + mfc.getSize() + "B\n";
             for (int j = 0; j < sectorCount; j++) {
                 //Authenticate a sector with key A.
                 auth = mfc.authenticateSectorWithKeyA(j,
                         MifareClassic.KEY_DEFAULT);
                 int bCount;
                 int bIndex;
                 if (auth) {
                     metaInfo += "Sector " + j + ":验证成功\n";
                     // 读取扇区中的块
                     bCount = mfc.getBlockCountInSector(j);
                     bIndex = mfc.sectorToBlock(j);
                     for (int i = 0; i < bCount; i++) {
                         byte[] data = mfc.readBlock(bIndex);
                         metaInfo += "Block " + bIndex + " : "
                                 + bytesToHexString(data) + "\n";
                         bIndex++;
                     }
                 } else {
                     metaInfo += "Sector " + j + ":验证失败\n";
                 }
             }
             promt.setText(metaInfo);
         } catch (Exception e) {
             e.printStackTrace();
         }
     }
 }

关于MifareClassic卡的背景介绍：数据分为16个区(Sector) ,每个区有4个块(Block) ，每个块可以存放16字节的数据。

每个区最后一个块称为Trailer ，主要用来存放读写该区Block数据的Key ，可以有A，B两个Key，每个Key 长度为6个字节，缺省的Key值一般为全FF或是0. 由 MifareClassic.KEY_DEFAULT 定义。

因此读写Mifare Tag 首先需要有正确的Key值（起到保护的作用），如果鉴权成功

然后才可以读写该区数据。

执行效果：

参考联接：

http://developer.android.com/guide/topics/nfc/nfc.html

http://developer.android.com/reference/android/nfc/tech/MifareClassic.html

http://www.imobilebbs.com/wordpress/?p=2822