Android NFC开发实例:学生卡数据读取

移动开发 Android
NFC功能现在越来越通用了,Google也为我们准备了详细的NFC开发文档,本文介绍了如何用Android NFC功能读取学生卡,获取里面的信息。

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:

  1. <manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"   
  2.     package="org.reno"   
  3.     android:versionCode="1"   
  4.     android:versionName="1.0" >   
  5.     <uses-permission android:name="android.permission.NFC" />   
  6.     <uses-sdk android:minSdkVersion="14" />   
  7.     <uses-feature android:name="android.hardware.nfc" android:required="true" />   
  8.     <application   
  9.         android:icon="@drawable/ic_launcher"   
  10.         android:label="@string/app_name" >   
  11.         <activity   
  12.             android:name="org.reno.Beam"   
  13.             android:label="@string/app_name"   
  14.             android:launchMode="singleTop" >   
  15.             <intent-filter>   
  16.                 <action android:name="android.intent.action.MAIN" />   
  17.    
  18.                 <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />   
  19.             </intent-filter>   
  20.             <intent-filter>   
  21.                 <action android:name="android.nfc.action.TECH_DISCOVERED" />   
  22.             </intent-filter>   
  23.             <meta-data   
  24.                 android:name="android.nfc.action.TECH_DISCOVERED"   
  25.                 android:resource="@xml/nfc_tech_filter" />   
  26.         </activity>   
  27.     </application>   
  28. </manifest>   

res/xml/nfc_tech_filter.xml:

  1. <resources xmlns:xliff="urn:oasis:names:tc:xliff:document:1.2"> 
  2.     <tech-list> 
  3.        <tech>android.nfc.tech.MifareClassic</tech> 
  4.     </tech-list> 
  5. </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:

  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:

  1. <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>   
  2. <resources>   
  3.     <string name="app_name">NFC测试</string>   
  4.     <string name="info">扫描中。。。</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.         // 获取默认的NFC控制器   
  20.         nfcAdapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this);   
  21.         if (nfcAdapter == null) {   
  22.             promt.setText("设备不支持NFC!");   
  23.             finish();   
  24.             return;   
  25.         }   
  26.         if (!nfcAdapter.isEnabled()) {   
  27.             promt.setText("请在系统设置中先启用NFC功能!");   
  28.             finish();   
  29.             return;   
  30.         }   
  31.     }   
  32.    
  33.     @Override   
  34.     protected void onResume() {   
  35.         super.onResume();   
  36.         //得到是否检测到ACTION_TECH_DISCOVERED触发   
  37.         if (NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED.equals(getIntent().getAction())) {   
  38.             //处理该intent   
  39.             processIntent(getIntent());   
  40.         }   
  41.     }   
  42.     //字符序列转换为16进制字符串   
  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) & 0x0F16);   
  51.             buffer[1] = Character.forDigit(src[i] & 0x0F16);   
  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.         //取出封装在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.         //读取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();//获取TAG的类型   
  75.             int sectorCount = mfc.getSectorCount();//获取TAG中包含的扇区数   
  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 += "卡片类型:" + typeS + "\n共" + sectorCount + "个扇区\n共"   
  92.                     + mfc.getBlockCount() + "个块\n存储空间: " + 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 + ":验证成功\n";   
  101.                     // 读取扇区中的块   
  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 + ":验证失败\n";   
  112.                 }   
  113.             }   
  114.             promt.setText(metaInfo);   
  115.         } catch (Exception e) {   
  116.             e.printStackTrace();   
  117.         }   
  118.     }   
  119. }   

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:

责任编辑:徐川 来源: cnblogs
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