Android NFC 开发实例



http://blog.csdn.net/pku_android/article/details/7430788

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>

<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>

<?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>

<?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();
        }
    }
}

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