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:

[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。

Android NFC 开发实例
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:

Android NFC 开发实例

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

分类:默认分类 时间:2015-03-03 人气:6
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