nfc开发

    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

<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:

XML/HTML代码

<resourcesxmlns:xliffresourcesxmlns: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。

       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:

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