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：