Android NFC 开发教程概述(转载)

Near  Field Communication (NFC) 为一短距离无线通信技术，通常有效通讯距离为4厘米以内。NFC工作频率为13.65 兆赫兹，通信速率为106 kbit/秒到 848kbit/秒。
NFC通信总是由一个发起者(initiator)和一个接受者(target)组成。通常initiator 主动发送电磁场(RF)可以为被动式接受者(passive target)提供电源。其工作的基本原理和收音机类似。正是由于被动式接受者可以通过发起者提供电源，因此target 可以有非常简单的形式,比如标签，卡，sticker 的形式。
NFC 也支持点到点的通信(peer to peer) 此时参与通信的双方都有电源支持。
和其它无线通信方式如Bluetooth相比，NFC 支持的通信带宽和距离要小的多，但是它成本低，如价格标签可能只有几分钱，也不需要配对，搜寻设备等，通信双方可以在靠近的瞬间完成交互。
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NFC 的读写器。Android手机也可以模拟作为NFC通信的接受者且从Android 2.3.3起也支持P2P通信。
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NFC Adapter，但由于大部分Android设备只支持一个NFC Adapter，可以直接使用getDefaultAapater 来获取系统支持的Adapter。
NfcAdapter 为一NFC Adapter 对象，可以用来定义一个Intent使系统在检测到NFC Tag时通知你定义的Activity，并提供用来注册forground tag 消息发送的方法等。
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，钥匙扣等。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。
常见的Tag为Mifare ，后面的例子将以这种Tag 为例介绍NFC读写方法。

本例参考ApiDemos中NFC的ForegoundDispatch来介绍编写Android NFC 的基本步骤，因为手边只有MifareClassic 类型的Tag ,需要对ForegoundDispatch的代码做些修改来检测MifareClassic 的类型的NFC Tag，读写其他类型的NFC Tag的基本步骤是一致的。

1.  在Android manifest 文件中申明和NFC相关的权限和功能选项：

权限申明：

<uses-permission android:name=”android.permission.NFC” />

最低版本要求，NFC是指Android2.3 （Level 10) 才开始支持的，因此最低版本要求必须指定为10.

<uses-sdk android:minSdkVersion=”10″/>

如果需要在Android Market上发布，需要指定手机支持NFC 功能。

<uses-feature android:name=”android.hardware.nfc” android:required=”true” />

为Activity申明它支持处理NFC Tag

比如我们的示例Activity 在Manifest 的申明如下：

<activity android:name=”.NFCDemoActivity”

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.NDEF_DISCOVERED”/>

<data android:mimeType=”text/plain” />

</intent-filter>

<intent-filter>

<action

android:name=”android.nfc.action.TAG_DISCOVERED”

>

</action>

<category

android:name=”android.intent.category.DEFAULT”

>

</category>

</intent-filter>

<!– Add a technology 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/filter_nfc”

/>

 

</activity>

三种Activity NDEF_DISCOVERED ,TECH_DISCOVERED,TAG_DISCOVERED 指明的先后顺序非常重要， 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.

2. Android NFC 消息发送机制

当Android设备检测到有NFC Tag时，理想的行为是触发最合适的Activity来处理检测到的Tag，这是因为NFC通常是在非常近的距离才起作用(<4m) ，如果此时需要用户来选择合适的应用来处理Tag，很容易断开与Tag之间的通信。因此你需要选择合适的Intent filter 只处理你想读写的Tag类型。

Android系统支持两种NFC消息发送机制：Intent 发送机制和前台Activity 消息发送机制。

Intent 发送机制 当系统检测到Tag时，Android系统提供manifest 中定义的Intent filter 来选择合适的Activity来处理对应的Tag，当有多个Activity可以处理对应的Tag类型时，则会显示Activity选择窗口由用户选择：

前台Activity 消息发送机制 允许一个在前台运行的Activity在读写NFC Tag 具有优先权，此时如果Android检测到有NFC  Tag ,如果前台允许的Activity可以处理该种类型的Tag则该Activity具有优先权，而不出现Activity 选择窗口。

这两种方法基本上都是使用Intent-filter 来指明Activity可以处理的Tag类型，一个是使用Android的Manifest 来说明，一个是通过代码来申明。

下图显示当Android检测到Tag，消息发送的优先级：

本例 NFCDemoActivity 支持两种NFC消息发送机制，上面的XML指明了Intent 消息发送机制，其中

<meta-data android:name=”android.nfc.action.TECH_DISCOVERED”

android:resource=”@xml/filter_nfc”/>

的filter_nfc 指明了支持处理的NFC Tag类型，filter_nfc.xml 定义如下：

<resources xmlns:xliff=”urn:oasis:names:tc:xliff:document:1.2″>

<!– capture anything using NfcF –>

<tech-list>

<tech>android.nfc.tech.NfcA</tech>

<tech>android.nfc.tech.MifareClassic</tech>

<tech>android.nfc.tech.MifareUltralight</tech>

 

</tech-list>

 

</resources>

因为我只有MifareClassic 类型的Tag，所以只定义了MifareClassic相关的Tag类型，如果你可以处理所有Android支持的NFC类型，可以定义为：

<resources xmlns:xliff="urn:oasis:names:tc:xliff:document:1.2">

<tech-list>

<tech>android.nfc.tech.IsoDep</tech>

<tech>android.nfc.tech.NfcA</tech>

<tech>android.nfc.tech.NfcB</tech>

<tech>android.nfc.tech.NfcF</tech>

<tech>android.nfc.tech.NfcV</tech>

<tech>android.nfc.tech.Ndef</tech>

<tech>android.nfc.tech.NdefFormatable</tech>

<tech>android.nfc.tech.MifareClassic</tech>

<tech>android.nfc.tech.MifareUltralight</tech>

</tech-list>

</resources>

有了这个Manifest中的申明，当Android检测到有Tag时，会显示Activity选择窗口，如上图中的Reading Example。

当NFCDemoActiviy在前台运行时，我们希望只有它来处理Mifare 类型的Tag，此时可以使用前台消息发送机制，下面的代码基本和ApiDemos中的NFC示例类似：

public class NFCDemoActivity extends Activity { 

private NfcAdapter mAdapter; 

private PendingIntent mPendingIntent; 

private IntentFilter[] mFilters; 

private String[][] mTechLists; 

private TextView mText; 

private int mCount = 0; 

 

@Override

public void onCreate(Bundle savedState) { 

super.onCreate(savedState); 

 

setContentView(R.layout.foreground_dispatch); 

mText = (TextView) findViewById(R.id.text); 

mText.setText("Scan a tag"); 

 

mAdapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this); 

 

// Create a generic PendingIntent that will be deliver 

// to this activity. The NFC stack 

// will fill in the intent with the details of the 

//discovered tag before delivering to 

// this activity. 

mPendingIntent = PendingIntent.getActivity(this, 0, 

new Intent(this, 

getClass()).addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP), 0); 

 

// Setup an intent filter for all MIME based dispatches 

IntentFilter ndef 

= new IntentFilter(NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED); 

try { 

ndef.addDataType("*/*"); 

} catch (MalformedMimeTypeException e) { 

throw new RuntimeException("fail", e); 

} 

mFilters = new IntentFilter[] { 

ndef, 

}; 

 

// Setup a tech list for all MifareClassic tags 

mTechLists 

= new String[][] { new String[] { MifareClassic.class.getName() } }; 

} 

 

@Override

public void onResume() { 

super.onResume(); 

mAdapter.enableForegroundDispatch(this, 

mPendingIntent, mFilters, mTechLists); 

} 

 

@Override

public void onNewIntent(Intent intent) { 

Log.i("Foreground dispatch", 

"Discovered tag with intent: " + intent); 

mText.setText("Discovered tag " + 

++mCount + " with intent: " + intent); 

} 

 

@Override

public void onPause() { 

super.onPause(); 

mAdapter.disableForegroundDispatch(this); 

} 

}

只改了一行，将处理NfcF类型的Tag 改为处理MifareClassic 类型的NFC Tag。

mTechLists = new String[][] { new String[] { MifareClassic.class.getName() } };

运行该示例，每靠近一次Tag，计数加1。

前面例子介绍了检测，读写NFC TAG开发的一般步骤，本例针对常用的Mifare Tag 具体说明。

Mifare Tag 可以有1K ,2K, 4K，其内存分区大同小异，下图给出了1K字节容量的Tag的内存分布:

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，其大小为16 X 4 X 16 =1024 bytes

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

auth = mfc.authenticateSectorWithKeyA(j,

MifareClassic.KEY_DEFAULT);

然后才可以读写该区数据。

本例定义几个Mifare相关的类 MifareClassCard ，MifareSector, MifareBlock 和MifareKey 以方便读写Mifare Tag.

Android 系统来检测到NFC Tag， 将其封装成Tag类，存放到Intent的NfcAdapter.EXTRA_TAG Extra 数据包中，可以使用MifareClassic.get(Tag) 获取对象的 MifareClassic类。

Tag tagFromIntent = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG); // 4) Get an instance of the Mifare classic card from this TAG // intent MifareClassic mfc = MifareClassic.get(tagFromIntent); 

下面为读取Mifare card 的主要代码：

// 1) Parse the intent and get the action that triggered this intent 

String action = intent.getAction(); 

// 2) Check if it was triggered by a tag discovered interruption. 

if (NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED.equals(action)) { 

// 3) Get an instance of the TAG from the NfcAdapter 

Tag tagFromIntent = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG); 

// 4) Get an instance of the Mifare classic card from this TAG 

// intent 

MifareClassic mfc = MifareClassic.get(tagFromIntent); 

MifareClassCard mifareClassCard=null; 

 

try { // 5.1) Connect to card 

mfc.connect(); 

boolean auth = false; 

// 5.2) and get the number of sectors this card has..and loop 

// thru these sectors 

int secCount = mfc.getSectorCount(); 

mifareClassCard= new MifareClassCard(secCount); 

int bCount = 0; 

int bIndex = 0; 

for (int j = 0; j < secCount; j++) { 

MifareSector mifareSector = new MifareSector(); 

mifareSector.sectorIndex = j; 

// 6.1) authenticate the sector 

auth = mfc.authenticateSectorWithKeyA(j, 

MifareClassic.KEY_DEFAULT); 

mifareSector.authorized = auth; 

if (auth) { 

// 6.2) In each sector - get the block count 

bCount = mfc.getBlockCountInSector(j); 

bCount =Math.min(bCount, MifareSector.BLOCKCOUNT); 

bIndex = mfc.sectorToBlock(j); 

for (int i = 0; i < bCount; i++) { 

 

// 6.3) Read the block 

byte []data = mfc.readBlock(bIndex); 

MifareBlock mifareBlock = new MifareBlock(data); 

mifareBlock.blockIndex = bIndex; 

// 7) Convert the data into a string from Hex 

// format. 

 

bIndex++; 

mifareSector.blocks<i> = mifareBlock; 

 

} 

mifareClassCard.setSector(mifareSector.sectorIndex, 

mifareSector); 

} else { // Authentication failed - Handle it 

 

} 

} 

ArrayList<String> blockData=new ArrayList<String>(); 

int blockIndex=0; 

for(int i=0;i<secCount;i++){ 

 

MifareSector mifareSector=mifareClassCard.getSector(i); 

for(int j=0;j<MifareSector.BLOCKCOUNT;j++){ 

MifareBlock mifareBlock=mifareSector.blocks[j]; 

byte []data=mifareBlock.getData(); 

blockData.add("Block "+ blockIndex++ +" : "+ 

Converter.getHexString(data, data.length)); 

} 

} 

String []contents=new String[blockData.size()]; 

blockData.toArray(contents); 

setListAdapter(new ArrayAdapter<String>(this, 

android.R.layout.simple_list_item_1, contents)); 

getListView().setTextFilterEnabled(true); 

 

} catch (IOException e) { 

Log.e(TAG, e.getLocalizedMessage()); 

showAlert(3); 

}finally{ 

 

if(mifareClassCard!=null){ 

mifareClassCard.debugPrint(); 

} 

} 

}

 

</i>