Android NFC开发详解：NFC读卡实例解析及总结

06-01 832阅读

文章目录

前言
一、什么是NFC？
二、基础知识
1.什么是NDEF？
2.NFC技术的操作模式
3.标签的技术类型
4.实现方式的分类
5.流程
三、获取标签内容
1.检查环境
2.获取NFC标签
2.1 Manifest中注册的方式获取Tag
2.1 前台Activity捕获的方式获取Tag
四、解析标签数据
1. M1卡解析
2. iso15693卡解析

总结

一、什么是NFC？

NFC是目前Android手机一个主流的配置硬件项，全称是Near Field Communication，中为近场通信，也叫做近距离无线通信技术。使用了NFC技术的设备（例如移动电话）可以在彼此靠近的情况下进行数据交换，是由非接触式射频识别（RFID）及互连互通技术整合演变而来。

二、基础知识

开始开发之前必须要知道的知识

1.什么是NDEF？

存储在NFC标签中的数据可以采用多种格式编写，但许多 Android 框架 API 都基于名为 NDEF（NFC 数据交换格式）的 NFC Forum 标准。。

简单说就是一种普遍的数据格式标准

2.NFC技术的操作模式

（1）读取器/写入器模式：支持 NFC 设备读取和/或写入被动 NFC 标签和贴纸。

（2）点对点模式：支持 NFC 设备与其他 NFC 对等设备交换数据；Android Beam 使用的就是此操作模式。

（3）卡模拟模式：支持 NFC 设备本身充当 NFC 卡。然后，可以通过外部 NFC 读取器（例如 NFC 销售终端）访问模拟 NFC 卡。

本篇案例使用的主要是读写卡，就是正常的读写卡需求，后面如果有机会接触到点对点和卡模拟的需求会在此篇做补充

3.标签的技术类型

通常情况下每种分类的标签（卡片）都支持一种或多重技术，

对应关系如下

技术	描述	卡种
NfcA	提供NFC-A（ISO 14443-3A）的性能和I / O操作的访问。	M1卡
NfcB	提供NFC-B (ISO 14443-3B)的性能和I / O操作的访问。
NfcF	提供 NFC-F (JIS 6319-4)的性能和I / O操作的访问。
NfcV	提供 NFC-V (ISO 15693)的性能和I / O操作的访问。	15693卡
IsoDep	提供 ISO-DEP (ISO 14443-4)的性能和I / O操作的访问。	CPU卡
Ndef	提供NFC标签已被格式化为NDEF的数据和操作的访问。
NdefFormatable	提供可能被格式化为NDEF的 formattable的标签。
MifareClassic	如果此Android设备支持MIFARE,提供访问的MIFARE Classic性能和I / O操作。	m1卡
MifareUltralight	如果此Android设备支持MIFARE,提供访问的MIFARE 超轻性能和I / O操作。

如下图，这是Demo 显示得NFC标签的信息。

其中被我圈起来的部分是这个NFC标签支持的技术，这些后面解析数据的时候会用到，得到这些后就可以使用对应的类来解析标签数据。

开发中我们有对应的方法来获取此标签支持的解析方式，后面我会介绍。

4.实现方式的分类

（1）Manifest注册方式：这种方式主要是在Manifest文件对应的activity下，配置过滤器，以响应不同类型NFC Action。使用这种方式，在刷卡时，如果手机中有多个应用都存在该NFC实现方案，系统会弹出能响应NFC事件的应用列表供用户选择，用户需要点击目标应用来响应本次NFC刷卡事件。

（2）前台响应方式，无需Manifest重配置过滤器，直接使用前台activity来捕获NFC事件进行响应。

区别如下：

响应方式不同：Manifest注册的NFC事件由系统分发，需要选择应用去响应事件

前台响应方式由前台activity来捕获NFC事件进行响应

优先级不同：前台响应方式的优先级更高于Manifest注册的方式

（如果安装多个Manifest注册的的App 和一个处于前台捕获方式的App，刷卡后优先级最高的为前台捕获的，如果前台相应方式的App没有打开，那么将弹出列表让用户选择Manifest中注册了的符合条件的App）

第一种更适合APP需要刷卡调用起来，并且设备没有多个响应NFC标签程序的物联网设备（因为普通安卓手机中自带的卡包APP、微信等优先级都比较高,当弹出列表选择响应的App时，操作会边得繁琐）

第二种更适合前台界面中的读卡，且多个应用的时候
根据自己的项目需求选择适合的实现方式。

5.流程

首先设备要支持NFC权限开启的前提下不论哪种方式，都是先刷卡，等待系统分发响应的Activity 拿到Tag或者前台Activity捕获到TAG 。然后根据这个标签支持的技术去解析数据。

三、获取标签内容

1.检查环境

首先 Manifest中添加权限

判断是否支持NFC、且打开功能

 NfcAdapter adapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this);
        if (null == adapter) {
            Toast.makeText(this, "不支持NFC功能", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        } else if (!adapter.isEnabled()) {
            Intent intent = new Intent(Settings.ACTION_NFC_SETTINGS);
            // 根据包名打开对应的设置界面
            startActivity(intent);
        }

2.获取NFC标签

2.1 Manifest中注册的方式获取Tag

这里要介绍三种意图过滤器

前面【实现方式的分类】中对这种方式的特征做了介绍，这种由标签调度系统分发的方式需要在Manifest定义固定的意图过滤器。标签调度系统定义了三种 Intent，按优先级从高到低列出如下：

ACTION_NDEF_DISCOVERED：如果扫描到包含 NDEF 负载的标签，并且可识别其类型，则使用此 Intent 启动 Activity。这是优先级最高的 Intent，标签调度系统会尽可能尝试使用此 Intent 启动 Activity，在行不通时才会尝试使用其他 Intent。

ACTION_TECH_DISCOVERED：如果没有登记要处理 ACTION_NDEF_DISCOVERED Intent 的 Activity，则标签调度系统会尝试使用此 Intent 来启动应用。此外，如果扫描到的标签包含无法映射到 MIME 类型或 URI 的 NDEF 数据，或者该标签不包含 NDEF 数据，但它使用了已知的标签技术，那么也会直接启动此 Intent（无需先启动 ACTION_NDEF_DISCOVERED）。

ACTION_TAG_DISCOVERED：如果没有处理 ACTION_NDEF_DISCOVERED 或者 ACTION_TECH_DISCOVERED Intent 的 Activity，则使用此 Intent 启动 Activity。

添加意图过滤器

这是第一种最简单和优先级最高的一种，已经满足需求了

当然也可以选择第二种

filter_nfc

这个文件就是TECH_DISCOVERED需要配置的，其中，tech-list之间是逻辑或关系，tech之间是逻辑与关系，与方案2中的techLists原理以及用途是类似。


 
    
        android.nfc.tech.Ndef
        android.nfc.tech.NfcA
    
 
    
        android.nfc.tech.NfcB
    
    
        android.nfc.tech.NfcF

还剩最后一种

这种一般用不到感觉意义不大

然后在对应Activity的onCreate方法中就可以拿标签了

class NfcActivity : AppCompatActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_nfc)
        val adapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this)
        if (null == adapter) {
            Toast.makeText(this, "不支持NFC功能", Toast.LENGTH_SHORT).show()
        } else if (!adapter.isEnabled) {
            val intent = Intent(Settings.ACTION_NFC_SETTINGS)
            // 根据包名打开对应的设置界面
            startActivity(intent)
        }
        val tag = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG)
    }
}

2.1 前台Activity捕获的方式获取Tag

class MainActivity : AppCompatActivity() {
    var mNfcAdapter: NfcAdapter? = null
    var pIntent: PendingIntent? = null
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
       super.onCreate(savedInstanceState)
       initNfc()
 
    }
    private fun initNfc() {
        mNfcAdapter = M1CardUtils.isNfcAble(this)
        pIntent = PendingIntent.getActivity(this, 0,  
        //在Manifest里或者这里设置当前activity启动模式，否则每次响应NFC事件，activity会重复创建
        Intent(this, javaClass).addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP), 0)
    }
    
    override fun onResume() {
        super.onResume()
        mNfcAdapter?.let {
            val ndef = IntentFilter(NfcAdapter.ACTION_NDEF_DISCOVERED)
            val tag = IntentFilter(NfcAdapter.ACTION_TAG_DISCOVERED)
            val tech = IntentFilter(NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED)
            val filters = arrayOf(ndef, tag, tech)
            val techList = arrayOf(
                arrayOf(
                    "android.nfc.tech.Ndef",
                    "android.nfc.tech.NfcA",
                    "android.nfc.tech.NfcB",
                    "android.nfc.tech.NfcF",
                    "android.nfc.tech.NfcV",
                    "android.nfc.tech.NdefFormatable",
                    "android.nfc.tech.MifareClassic",
                    "android.nfc.tech.MifareUltralight",
                    "android.nfc.tech.NfcBarcode"
                )
            )
            it.enableForegroundDispatch(this, pIntent, filters, techList)
            XLog.d("开始捕获NFC数据")
        }
    }
    override fun onPause() {
        super.onPause()
        mNfcAdapter?.disableForegroundDispatch(this)
    }
    override fun onNewIntent(intent: Intent?) {
        super.onNewIntent(intent)
        //这里必须setIntent，set  NFC事件响应后的intent才能拿到数据
        setIntent(intent)
        val tag = getIntent().getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG)
        //M1CardUtils 我后面会贴出来的
        if (M1CardUtils.isMifareClassic(tag)) {
            try {
                val reader = M1CardUtils.readCard(tag)
                XLog.d("读卡内容：$reader")
                val data = reader.split("|")
            } catch (e: IOException) {
                e.printStackTrace()
            }
        }
    }
}

四、解析标签数据

不论使用哪种方式，当我们获取到TAG标签后，解析方式都是相同的,需要根据不同的卡类型选择对应的解析方式

如图我们能拿到卡片的信息，如图，括起来的部分分别对应的是：

支持的技术类型

MifareClassic 类型

扇区存储空间

扇区数

扇区中的块数

1. M1卡解析

这里说一下基础知识，不论是NFC还是读卡模块读，解析流程都是先寻卡，然后验证扇区的密码，取扇区的数据，比如已知要读的数据在2扇区，那么寻卡后验证时把要验证的扇区号、扇区的密码，和扇区的验证密码类型A/B传过去验证通过后，就可以读取数据了。

import android.app.Activity
import android.nfc.NfcAdapter
import android.nfc.Tag
import com.hjq.toast.ToastUtils
import kotlin.Throws
import android.nfc.tech.MifareClassic
import com.elvishew.xlog.XLog
import java.io.IOException
import java.lang.StringBuilder
import java.nio.charset.Charset
object M1CardUtils {
    /**
     * 判断是否支持NFC
     *
     * @return
     */
    fun isNfcAble(mContext: Activity?): NfcAdapter? {
        val mNfcAdapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(mContext)
        if (mNfcAdapter == null) {
            ToastUtils.show("设备不支持NFC！")
        }
        if (!mNfcAdapter!!.isEnabled) {
            ToastUtils.show("请在系统设置中先启用NFC功能！")
        }
        return mNfcAdapter
    }
    /**
     * 监测是否支持MifareClassic
     *
     * @param tag
     * @return
     */
    fun isMifareClassic(tag: Tag): Boolean {
        val techList = tag.techList
        var haveMifareUltralight = false
        for (tech in techList) {
            if (tech.contains("MifareClassic")) {
                haveMifareUltralight = true
                break
            }
        }
        if (!haveMifareUltralight) {
            ToastUtils.show("不支持MifareClassic")
            return false
        }
        return true
    }
    /**
     * 读取卡片信息
     *
     * @return
     */
    @Throws(IOException::class)
    fun readCard(tag: Tag?): String {
        val mifareClassic = MifareClassic.get(tag)
        return try {
            mifareClassic.connect()
            val metaInfo = StringBuilder()
            val gbk = Charset.forName("gbk")
            // 获取TAG中包含的扇区数
            val sectorCount = mifareClassic.sectorCount
            //            for (int j = 0; j  blockNumber) {
            count = blockNumber - begin;
        }
        StringBuffer data = new StringBuffer();
        for (int i = begin; i  
总结 
以上就是今天要讲的内容，文章中如有错误或者需要改进的地方欢迎补充指正，本文仅介绍了NFC的使用和M1卡的读取解析场景，关于NFC的历史、卡片类型、Intent filter类型详细描述，其他使用场景等可以参考更多文档，这里贴出来几个我看到的对我很有帮助的文章，也欢迎大家多做参考， 
 
 NFC 各种卡类型、区别、历史介绍
https://zhuanlan.zhihu.com/p/344426747
各种官方资料中文说明
https://blog.csdn.net/u013164293/article/details/124474247?spm=1001.2014.3001.5506

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