Android NFC开发实例：学生卡数据读取

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：

<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>   

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> 

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。

详情可查看官方文档说明。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***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：