Android系統NFC開發之實例講解

       很多Android設備已經支持NFC（近距離無線通訊技術）了。本文就以實例的方式，為大家介紹如何在Android系統中進行NFC開發。

       Android NFC開發環境

       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手機通常是作為通信中的發起者，也就是作為各種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 為NFC forum 定義的數據格式。

       Tag 代表一個被動式Tag對象，可以代表一個標簽，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類型為MifareClassic。

       NFC開發實例講解

        AndroidManifest.xml：

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：

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。

       當手機開啟了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為：

       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類型為TECH_DISCOVERED從而可以處理所有類型為ACTION_TECH_DISCOVERED並且使用的技術為nfc_tech_filter.xml文件中定義的類型的TAG。

       下圖為當手機檢測到一個TAG時，啟用Activity的匹配過程。

       res/layout/main.xml：

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>  

       定義了Activity的布局：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：

1. <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>      
2. <resources>      
3.     <string name="app_name">NFC測試</string>      
4.     <string name="info">掃描中。。。</string>      
5. </resources>    

       src/org/reno/Beam.java：

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.         // 獲取默認的NFC控制器      
20.         nfcAdapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this);      
21.         if (nfcAdapter == null) {      
22.             promt.setText("設備不支持NFC！");      
23.             finish();      
24.             return;      
25.         }      
26.         if (!nfcAdapter.isEnabled()) {      
27.             promt.setText("請在系統設置中先啟用NFC功能！");      
28.             finish();      
29.             return;      
30.         }      
31.     }      
32.       
33.     @Override      
34.     protected void onResume() {      
35.         super.onResume();      
36.         //得到是否檢測到ACTION_TECH_DISCOVERED觸發      
37.         if (NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED.equals(getIntent().getAction())) {      
38.             //處理該intent      
39.             processIntent(getIntent());      
40.         }      
41.     }      
42.     //字符序列轉換為16進制字符串      
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.         //取出封裝在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.         //讀取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();//獲取TAG的類型      
75.             int sectorCount = mfc.getSectorCount();//獲取TAG中包含的扇區數      
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 += "卡片類型：" + typeS + "\n共" + sectorCount + "個扇區\n共"      
92.                     + mfc.getBlockCount() + "個塊\n存儲空間: " + 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 + ":驗證成功\n";      
101.                     // 讀取扇區中的塊      
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 + ":驗證失敗\n";      
112.                 }      
113.             }      
114.             promt.setText(metaInfo);      
115.         } catch (Exception e) {      
116.             e.printStackTrace();      
117.         }      
118.     }      
119. }    

       關於MifareClassic卡的背景介紹：數據分為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為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 長度為6個字節，缺省的Key值一般為全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），如果鑒權成功，然後才可以讀寫該區數據。

       執行效果：