NFC開發詳解

本文轉載自：http://blog.csdn.net/pku_android/article/details/7430788

使用硬件：Google Nexus S，北京大學學生卡。(ps:筆者本想使用公交一卡通進行測試，發現手機不能正確識別)

手機操作系統：Android ICS 4.04。

開發時，筆者從Google Play Store上下載了NFC TagInfo軟件進行對比學習。所以我們可以使用任意一張能被TagInfo軟件正確識別的卡做測試。

在Android NFC 應用中，Android手機通常是作爲通信中的發起者，也就是作爲各種NFC卡的讀寫器。Android對NFC的支持主要在 android.nfc 和android.nfc.tech 兩個包中。

android.nfc 包中主要類如下：

NfcManager 可以用來管理Android設備中指出的所有NFCAdapter，但由於大部分Android設備只支持一個NFC Adapter，所以一般直接調用getDefaultAapater來獲取手機中的Adapter。

NfcAdapter 相當於一個NFC適配器，類似於電腦裝了網絡適配器才能上網，手機裝了NfcAdapter才能發起NFC通信。

 NDEF: NFC Data Exchange Format，即NFC數據交換格式。

NdefMessage 和NdefRecord NDEF 爲NFC forum 定義的數據格式。

Tag 代表一個被動式Tag對象，可以代表一個標籤，卡片等。當Android設備檢測到一個Tag時，會創建一個Tag對象，將其放在Intent對象，然後發送到相應的Activity。

android.nfc.tech 中則定義了可以對Tag進行的讀寫操作的類，這些類按照其使用的技術類型可以分成不同的類如：NfcA, NfcB, NfcF,以及MifareClassic 等。其中MifareClassic比較常見。

在本次實例中，筆者使用北京大學學生卡進行數據讀取測試，學生卡的TAG類型爲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>

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" />

表示會使用到硬件的NFC功能。並且當用戶在Google Play Store中搜索時，只有帶有NFC功能的手機才能夠搜索到本應用。

 

當手機開啓了NFC，並且檢測到一個TAG後，TAG分發系統會自動創建一個封裝了NFC TAG信息的intent。如果多於一個應用程序能夠處理這個intent的話，那麼手機就會彈出一個框，讓用戶選擇處理該TAG的Activity。TAG分發系統定義了3中intent。按優先級從高到低排列爲：

NDEF_DISCOVERED, TECH_DISCOVERED, TAG_DISCOVERED

當Android設備檢測到有NFC Tag靠近時，會根據Action申明的順序給對應的Activity 發送含NFC消息的 Intent。

此處我們使用的intent-filter的Action類型爲TECH_DISCOVERED從而可以處理所有類型爲ACTION_TECH_DISCOVERED並且使用的技術爲nfc_tech_filter.xml文件中定義的類型的TAG。

 

詳情可查看http://developer.android.com/guide/topics/nfc/nfc.html說明。下圖爲當手機檢測到一個TAG時，啓用Activity的匹配過程。

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>

定義了Activity的佈局：只有一個帶有滾動條的TextView用於顯示從TAG中讀取的信息。

res/values/strings.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
    <string name="app_name">NFC測試</string>
    <string name="info">掃描中。。。</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);
        // 獲取默認的NFC控制器
        nfcAdapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this);
        if (nfcAdapter == null) {
            promt.setText("設備不支持NFC！");
            finish();
            return;
        }
        if (!nfcAdapter.isEnabled()) {
            promt.setText("請在系統設置中先啓用NFC功能！");
            finish();
            return;
        }
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        //得到是否檢測到ACTION_TECH_DISCOVERED觸發
        if (NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED.equals(getIntent().getAction())) {
            //處理該intent
            processIntent(getIntent());
        }
    }
    //字符序列轉換爲16進制字符串
    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) {
        //取出封裝在intent中的TAG
        Tag tagFromIntent = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG);
        for (String tech : tagFromIntent.getTechList()) {
            System.out.println(tech);
        }
        boolean auth = false;
        //讀取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();//獲取TAG的類型
            int sectorCount = mfc.getSectorCount();//獲取TAG中包含的扇區數
            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 += "卡片類型：" + typeS + "\n共" + sectorCount + "個扇區\n共"
                    + mfc.getBlockCount() + "個塊\n存儲空間: " + 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 + ":驗證成功\n";
                    // 讀取扇區中的塊
                    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 + ":驗證失敗\n";
                }
            }
            promt.setText(metaInfo);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

關於MifareClassic卡的背景介紹：數據分爲16個區(Sector) ,每個區有4個塊(Block) ，每個塊可以存放16字節的數據。

每個區最後一個塊稱爲Trailer ，主要用來存放讀寫該區Block數據的Key ，可以有A，B兩個Key，每個Key 長度爲6個字節，缺省的Key值一般爲全FF或是0. 由 MifareClassic.KEY_DEFAULT 定義。

因此讀寫Mifare Tag 首先需要有正確的Key值（起到保護的作用），如果鑑權成功

然後纔可以讀寫該區數據。

執行效果：

參考聯接：

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