nfc开发

2021-10-09 17:51:49

    很多Android设备已经支持NFC（近距离无线通讯技术）了。本文就以实例的方式，为大家介绍如何在Android系统中进行NFC开发。

       Android NFC开发环境

       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。

       NFC开发实例讲解

        AndroidManifest.xml：

XML/HTML代码
  1. <span style="font-size:16px;"><?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>      
  2. <manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"      
  3.     package="org.reno"      
  4.     android:versionCode="1"      
  5.     android:versionName="1.0" >      
  6.     <uses-permission android:name="android.permission.NFC" />      
  7.     <uses-sdk android:minSdkVersion="14" />      
  8.     <uses-feature android:name="android.hardware.nfc" android:required="true" />      
  9.     <application      
  10.         android:icon="@drawable/ic_launcher"      
  11.         android:label="@string/app_name" >      
  12.         <activity      
  13.             android:name="org.reno.Beam"      
  14.             android:label="@string/app_name"      
  15.             android:launchMode="singleTop" >      
  16.             <intent-filter>      
  17.                 <action android:name="android.intent.action.MAIN" />      
  18.       
  19.                 <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />      
  20.             </intent-filter>      
  21.             <intent-filter>      
  22.                 <action android:name="android.nfc.action.TECH_DISCOVERED" />      
  23.             </intent-filter>      
  24.             <meta-data      
  25.                 android:name="android.nfc.action.TECH_DISCOVERED"      
  26.                 android:resource="@xml/nfc_tech_filter" />      
  27.         </activity>      
  28.     </application>      
  29. </manifest>      
  30. </span>    

       res/xml/nfc_tech_filter.xml：

XML/HTML代码
  1. <resourcesxmlns:xliffresourcesxmlns:xliff="urn:oasis:names:tc:xliff:document:1.2">  
  2.     <tech-list>  
  3.        <tech>android.nfc.tech.MifareClassic</tech>  
  4.     </tech-list>  
  5. </resources>  
  6.   
  7. <uses-permission android:name="android.permission.NFC"/>  
  8. <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。

       下图为当手机检测到一个TAG时，启用Activity的匹配过程。

nfc开发

       res/layout/main.xml：

XML/HTML代码
  1. <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>      
  2. <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"      
  3.     android:layout_width="fill_parent"      
  4.     android:layout_height="fill_parent"      
  5.     android:orientation="vertical" >      
  6.       
  7.     <ScrollView      
  8.         android:id="@+id/scrollView"      
  9.         android:layout_width="fill_parent"      
  10.         android:layout_height="fill_parent"      
  11.         android:background="@android:drawable/edit_text" >      
  12.       
  13.         <TextView      
  14.             android:id="@+id/promt"      
  15.             android:layout_width="fill_parent"      
  16.             android:layout_height="wrap_content"      
  17.             android:scrollbars="vertical"      
  18.             android:singleLine="false"      
  19.             android:text="@string/info" />      
  20.     </ScrollView>      
  21.       
  22. </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/HTML代码
  1. <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>      
  2. <resources>      
  3.     <string name="app_name">NFC测试</string>      
  4.     <string name="info">扫描中。。。</string>      
  5. </resources>    

       src/org/reno/Beam.java：

Java代码
  1. package org.reno;      
  2.       
  3. import android.app.Activity;      
  4. import android.content.Intent;      
  5. import android.nfc.NfcAdapter;      
  6. import android.nfc.Tag;      
  7. import android.nfc.tech.MifareClassic;      
  8. import android.os.Bundle;      
  9. import android.widget.TextView;      
  10.       
  11. public class Beam extends Activity {      
  12.     NfcAdapter nfcAdapter;      
  13.     TextView promt;      
  14.     @Override      
  15.     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {      
  16.         super.onCreate(savedInstanceState);      
  17.         setContentView(R.layout.main);      
  18.         promt = (TextView) findViewById(R.id.promt);      
  19.         // 获取默认的NFC控制器      
  20.         nfcAdapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this);      
  21.         if (nfcAdapter == null) {      
  22.             promt.setText("设备不支持NFC！");      
  23.             finish();      
  24.             return;      
  25.         }      
  26.         if (!nfcAdapter.isEnabled()) {      
  27.             promt.setText("请在系统设置中先启用NFC功能！");      
  28.             finish();      
  29.             return;      
  30.         }      
  31.     }      
  32.       
  33.     @Override      
  34.     protected void onResume() {      
  35.         super.onResume();      
  36.         //得到是否检测到ACTION_TECH_DISCOVERED触发      
  37.         if (NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED.equals(getIntent().getAction())) {      
  38.             //处理该intent      
  39.             processIntent(getIntent());      
  40.         }      
  41.     }      
  42.     //字符序列转换为16进制字符串      
  43.     private String bytesToHexString(byte[] src) {      
  44.         StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("0x");      
  45.         if (src == null || src.length <= 0) {      
  46.             return null;      
  47.         }      
  48.         char[] buffer = new char[2];      
  49.         for (int i = 0; i < src.length; i++) {      
  50.             buffer[0] = Character.forDigit((src[i] >>> 4) & 0x0F, 16);      
  51.             buffer[1] = Character.forDigit(src[i] & 0x0F, 16);      
  52.             System.out.println(buffer);      
  53.             stringBuilder.append(buffer);      
  54.         }      
  55.         return stringBuilder.toString();      
  56.     }      
  57.       
  58.     /**    
  59.      * Parses the NDEF Message from the intent and prints to the TextView    
  60.      */      
  61.     private void processIntent(Intent intent) {      
  62.         //取出封装在intent中的TAG      
  63.         Tag tagFromIntent = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG);      
  64.         for (String tech : tagFromIntent.getTechList()) {      
  65.             System.out.println(tech);      
  66.         }      
  67.         boolean auth = false;      
  68.         //读取TAG      
  69.         MifareClassic mfc = MifareClassic.get(tagFromIntent);      
  70.         try {      
  71.             String metaInfo = "";      
  72.             //Enable I/O operations to the tag from this TagTechnology object.      
  73.             mfc.connect();      
  74.             int type = mfc.getType();//获取TAG的类型      
  75.             int sectorCount = mfc.getSectorCount();//获取TAG中包含的扇区数      
  76.             String typeS = "";      
  77.             switch (type) {      
  78.             case MifareClassic.TYPE_CLASSIC:      
  79.                 typeS = "TYPE_CLASSIC";      
  80.                 break;      
  81.             case MifareClassic.TYPE_PLUS:      
  82.                 typeS = "TYPE_PLUS";      
  83.                 break;      
  84.             case MifareClassic.TYPE_PRO:      
  85.                 typeS = "TYPE_PRO";      
  86.                 break;      
  87.             case MifareClassic.TYPE_UNKNOWN:      
  88.                 typeS = "TYPE_UNKNOWN";      
  89.                 break;      
  90.             }      
  91.             metaInfo += "卡片类型：" + typeS + "\n共" + sectorCount + "个扇区\n共"      
  92.                     + mfc.getBlockCount() + "个块\n存储空间: " + mfc.getSize() + "B\n";      
  93.             for (int j = 0; j < sectorCount; j++) {      
  94.                 //Authenticate a sector with key A.      
  95.                 auth = mfc.authenticateSectorWithKeyA(j,      
  96.                         MifareClassic.KEY_DEFAULT);      
  97.                 int bCount;      
  98.                 int bIndex;      
  99.                 if (auth) {      
  100.                     metaInfo += "Sector " + j + ":验证成功\n";      
  101.                     // 读取扇区中的块      
  102.                     bCount = mfc.getBlockCountInSector(j);      
  103.                     bIndex = mfc.sectorToBlock(j);      
  104.                     for (int i = 0; i < bCount; i++) {      
  105.                         byte[] data = mfc.readBlock(bIndex);      
  106.                         metaInfo += "Block " + bIndex + " : "      
  107.                                 + bytesToHexString(data) + "\n";      
  108.                         bIndex++;      
  109.                     }      
  110.                 } else {      
  111.                     metaInfo += "Sector " + j + ":验证失败\n";      
  112.                 }      
  113.             }      
  114.             promt.setText(metaInfo);      
  115.         } catch (Exception e) {      
  116.             e.printStackTrace();      
  117.         }      
  118.     }      
  119. }    

       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：

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