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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Goog...

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:

 


[html] <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

 

[html] <?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

 

[html] <?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

[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
  

摘自  北京大学-Google Android实验室