Android NFC: 通过NFC读取MifareClassic卡信息

NFC，即Near Field Communication，近距离无线通信技术，是一种短距离的（通常＜=4cm或更短）高频（13.56MHz）无线通信技术，它提供了一种简单、触控式的解决方案，可以让消费者简单直观地交换信息、访问内容与服务。NFC的技术优势如下。

与蓝牙相比：NFC操作简单，配对迅速。

与RFID相比：NFC适用范围广泛、可读可写，能直接集成在手机中。

与红外线相比：数据传输较快、安全性高、能耗低。

与二维码相比：识别迅速、信息类型多样。

将来与移动支付相结合，势必简化支付的购买流程，重塑消费者的购物模式。

NFC近场通信全方位的测量精度可以达到厘米。这项技术也促进了其他一些有意思的技术的成长，比如把两个手机碰到一起，可以启动多人游戏，把手机贴近NFC读写器可以进行付款。

在Android4.4之前，NFC支付过程需要借助设备上一个专有的安全部件（Secure Ele-ment，可以存在SIM卡中），使用本地存储的方式，关联设备本身的某种支付方式，这样的话，其他的App很难通过NFC进行支付操作，因为这个过程是依靠部分硬件的，也就是Se-cure Element。基于主机的卡仿真（HCE）是Android 4.4的一项新技术，可以让App绕过Secure Element，然后使用云端支付信息或者其他方式存储的支付信息来模拟NFC卡。有了HCE，任何App都可以模拟NFC卡，而且任意一台Android设备都可以当作NFC读写器。

这项技术由免接触式射频识别（RFID）演变而来，由飞利浦公司和索尼公司共同开发，是一种非接触式识别和互联技术，可以在移动设备、消费类电子产品、PC和智能控件工具间进行近距离无线通信。

近场通信是一种短距高频的无线电技术，在13.56MHz频率运行于20厘米距离内。其传输速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒和424Kbit/秒三种。目前近场通信已成为ISO/IECIS18092国际标准、EMCA-340标准与ETSI TS 102 190标准。

消费者可以使用支持该技术的手机在公交、地铁、超市进行刷卡消费，此项技术早年曾在诺基亚6131i等产品上出现，在北京、广州、厦门等城市已有成功使用先例。

NFC有如下三种工作模式。

（1）卡模式（Card emulation）：这个模式的手机其实就相当于一张采用RFID技术的IC卡，可以替代现在大量的IC卡（包括信用卡）。此种方式有一个极大的优点，就是卡片通过非接触读卡器的RF域来供电，即便是寄主设备（如手机）没电也可以工作。

（2）点对点模式（P2P mode）：这个模式和红外线差不多，可用于数据交换，只是传输距离比较短，传输创建速度快很多，传输速度也快一些，功耗低。将两个具备NFC功能的设备链接，能实现数据点对点传输，如下载音乐、交换图片或者同步设备地址簿。因此，通过NFC，多个设备如数字相机、PDA、计算机、手机之间，可以交换资料或者服务。

（3）读卡器模式（Reader/writer mode）：作为非接触读卡器使用，比如从海报或者展览信息电子标签上读取相关信息。

NFC技术可以说是RFID技术的一个延伸，说起RFID技术，大家可能摇摇头说没听过。实际上它已经大量地应用在我们的生活当中，城市的公交系统、大学的水卡、饭卡、旅馆的门禁都是RFID技术的应用。不过RFID只能实现信息的读取以及判定，而NFC技术则强调的是信息交互。通俗的说，NFC就是RFID的演进版本，可以近距离交换信息。

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，如图10-12所示。

Android.nfc包中有如下几种主要类。

（1）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Nf-cAdapter，所以一般直接调用getDefaultAapater来获取手机中的Adapter。

（2）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。

（3）NDEF：NFCData Exchange Format，即NFC数据交换格式。

（4）NdefMessage和NdefRecord：NFC forum定义的数据格式。

（5）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。

（6）Android.nfc.tech：定义了可以对Tag进行读写操作的类，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。

（7）Ndef：NFC Data Exchange Format，即NFC数据交换格式。Android支持的NFC的数据格式类如表10-2所示。

图10-12 Android的NFC库

表10-2 Android支持的NFC的数据格式类

检测到标签后，在Activity中的处理流程如下。

（1）在onCreate（）中获取NfcAdapter对象，代码如下。

Nf cAdapter nfcAdapter=Nf cAdapter.getDe faultAdapter（this）；

（2）取出封装在Intent中的Tag，代码如下。

Tag tagFromIntent=intent.getParcelableExra（NfcAdapter.EXTRA TAG）；(www.xing528.com)

（3）读取Tag，代码如下。

（4）允许进行标签操作：mfc.connect（）。

（5）标签的相关操作。

获取Tag的类型：inttype=mfc.getType（）。

获取Tag中包含的扇区数：int sectorCount=mfc.getSectorCount（）。

扇区密码验证：auth=mfc.authenticateSectorWithKeyA（j，MifareClassic.KEYDEFAULT）。

读扇区：mfc.readBlock（bIndex）。

命令读写：mfc.transceive（cmd.getBytes（）），参数为读写操作的命令。

在本实例中，使用MifareClassic卡进行数据读取测试。在Android 2.3中创建应用项目：NECTEST。

MifareClassic卡的数据分为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MifareTag首先需要有正确的Key值（起到保护的作用），只有鉴权成功，之后才可以读写该区数据。

具体实现步骤如下。

（1）总配置文件AndroidManifest.xml的代码如下。

（2）新建文件res/xml/nfc_tech_filter.xml，代码如下。

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，那么手机会弹出一个对话框，让用户选择处理该Tag的Activity。Tag分发系统定义了3种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NFCTag靠近时，会根据Action声明的顺序向对应的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。

当手机检测到一个Tag时，启用Activity的匹配过程如图10-13所示。

图10-13 Tag的Activity匹配过程

（3）主布局文件main.xml的代码如下。

（4）在strings.xml文件中增加如下内容。

（5）界面处理文件MainActivity.java的代码如下。

（6）执行结果如图10-14所示。

图10-14 执行结果