实验指导书Android平台下NFC读写.docx

实验三Android平台下NFC标签读取的开发一. 实验目的通过本实验了解Android开发的基本过程、简单的web开发过程和NFC（近场通信）的工作原理，学会Java语言的面向对象的思想，掌握Anroid开发、socket通信和NFC相关知识。二. 实验内容 通过本实验开发出一个能在Android平台下读取NFC卡片相关信息的APP，并能与服务端（电脑）进行通信，将读取到的信息发送到服务端并保存。三. 实验环境1. windows系统电脑一台；2. 支持NFC功能手机一部；3. NFC标签（饭卡也可）若干。4. 实验所需软件如下：4.1 下载安装JDK，并配置环境变量；4.2 下载安装Android SDK 并配置Android SDK Manager；4.3下载安装Eclipse；4.4 下载安装Android开发工具ADT；4.5 下载安装Tomcat；4.6 下载安装数据库Mysql；4.7 下载安装数据库可视化软件Navicat for MySQL；四. 实验步骤1. 下载安装JDK，并配置环境变量通过/technetwork/java/javase/downloads/index.html地址下载JDK。（1）安装JDK 选择安装目录安装过程中会出现两次安装提示。第一次是安装 jdk ，第二次是安装 jre 。建议两个都安装在同一个java文件夹中的不同文件夹中（不能都安装在java文件夹的根目录下，jdk和jre安装在同一文件夹会出错）。因此，安装路径最好应如下图所示（2）具体步骤：2.1) ：安装jdk 随意选择目录只需把默认安装目录 java 之前的目录修改即可2.2) ：安装jre更改 java 之前目录和安装 jdk 目录相同即可注：若无安装目录要求，可全默认设置。无需做任何修改，两次均直接点下一步。（3）安装成功后继续配置Java的环境变量以便让系统知道JDK的具体位置。3.1) ：“开始”-“计算机”-“属性”打开如下窗口“高级系统设置”-“高级”-“环境变量”打开环境变量配置窗口。3.2)：在环境变量配置窗口中新建“系统变量”，变量名：JAVA_HOME变量值：C:Program FilesJavajdk1.8.0_25变量名：CLASSPATH变量值：.;%JAVA_HOME%libdt.jar;%JAVA_HOME%libtools.jar编辑变量名为Path的环境变量的变量值，在原有基础上添加jdk1.8.0_25bin路径和Android SDK的tools和platform-tools的文件夹路径。;C:Program FilesJavajdk1.8.0_25bin;E:Javaadt-bundle-windows-x86-20140702sdktools;E:Javaadt-bundle-windows-x86-20140702sdkplatform-tools以上环境变量配置完成后，可以通过以下方法验证JDK是否安装成功。打开cmd窗口，输入java -version查看JDK的版本信息，输入javac检测环境变量Path的变量值中是否添加了c:Javajdk1.8.0_25bin。安装成功且配置环境变量正确会出现如下提示信息：2下载安装Android SDKSDK：（software development kit）软件开发工具包。被软件开发工程师用于为特定的软件包、软件框架、硬件平台、操作系统等建立应用软件的开发工具的集合。Android SDK 指的是Android专属的软件开发工具包。 Android SDK可从/sdk/index.html，本实验提供了已下载并解压好了的SDK，放在硬盘中即可，后面要用到。3下载安装EclipeseEclipse 是一个开放源代码的、基于Java的可扩展开发平台。就其本身而言，它只是一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境。要获得Android应用程序开发的集成开发环境，就Android来说，推荐Eclipse。Eclipse包直接解压安装即可。4下载安装ADT前面我们已经配置好了java的开发环境，下载安装了Android SDK，安装了开发Android的集成开发工具(Eclipse)，但是Eclipse还没有和Android SDK进行关联，也就是它们现在是互相独立的，就好比枪和子弹分开了。为了使得Android应用的创建，运行和调试更加方便快捷，Android的开发团队专门针对Eclipse定制了一个插件：Android Development Tools（ADT）。（1）添加ADT。打开eclipse，进入工作界面后点击菜单栏的help，选择install new software.进入后点击添加（add）按钮。（2）加载ADT。选择Add后，输入你要输入的名字和地址，如图。稍等片刻，就会出现需要我们加载的内容，选择第一个开发工具（Develpe tools）中的所有组件。这里需要注意的是如果你的eclipse提示错误，无法进行下一步的话那么就是你的eclipse的版本有问题，请更换其他版本在进行下载。其中下面的Name自己填写，location改为自己的ADT的安装包的路径，点击Archive找到路径并添加。点击ok，完成添加（3）创建Android虚拟机。在安装ADT插件完成之后，eclipse会重启，这样在eclipse的菜单界面会多两个按钮，点击右边ADT的管理器，进入创建Android虚拟机。点击后会出现以下界面，下面是以前创建的2个虚拟机，点击Create新建按照以下内容创建你的虚拟机，点击正常(ok)，完成创建。5. 下载安装TomcatTomcat 服务器是一个免费的开放源代码的Web 应用服务器，属于轻量级应用服务器，在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用，是开发和调试JSP 程序的首选。至此，可以安装Tomcat了。下载好压缩包后，直接解压至某一目录下，目录中不能包含中文，上面安装JDK的时候也是。解压后如下所示：将此文件夹拷贝到你常用的根目录下，这里以E盘为例。这样就算安装好了！接下来开始配置环境变量，打开环境变量同上操作，不在赘述。然后新建三个系统变量：TOMCAT_HOME=E:tomcat-6.0.39CATALINA_HOME=E:tomcat-6.0.39CATALINA_BASE=E:tomcat-6.0.391. 11在Classpath中最后添加%TOMCAT_HOME%libservlet-api.jar;在PAth中最前添加%CATALINA_HOME%bin;注意：前后顺序不影响2. 12至此，配置工作完成！打开bin文件夹，双击startup.bat它会自动打开如下控制台界面。不要关闭控制台界面，打开浏览器，输入http:/localhost:8080出现Tomcat的网页，证明安装并配置成功！最后关闭控制台，关闭控制台即关闭Tomcat服务13注意：如果双击startup.bat时出现闪退，有三种可能1.注册表有以前的Tomcat文件残留2.配置不正确，重新配置一遍！3.版本冲突，刚上手的话最好不要装很多个Tomcat，装一个就够了！如果非要装多个，要去service.bat里修改服务名称使其不同名才可以。6. 下载安装数据库管理软件MysqlMySQL是一个关系型数据库管理系统，关联数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性，在WEB应用方面 MySQL 是最好的关系数据库管理系统应用软件之一。（1）、首先单击MySQL5.5.21的安装文件，出现该数据库的安装向导界面，单击“next”继续安装，如图所示：（2）、在打开的窗口中，选择接受安装协议，单击“next”继续安装，如图所示:（3）、在出现选择安装类型的窗口中，有“typical（默认）”、“Complete（完全）”、“Custom（用户自定义）”三个选项，我们选择“Custom”，因为通过自定义可以更加的让我们去熟悉它的安装过程，单击“next”继续安装，如图所示：（4）、在出现自定义安装界面中选择mysql数据库的安装路径,这里我设置的是“d:Program FileMySQL”，单击“next”继续安装，如图所示：（5）、接下来进入到准备安装的界面，首先确认一下先前的设置，如果有误，按“back”返回，没有错误，单击“Install”按钮继续安装，如图所示：（6）、单击“Install”按钮之后出现如下正在安装的界面，经过很少的时间，MySQL数据库安装完成，出现完成MySQL安装的界面，如图所示：这个界面单击“next”就行。注意要选择上边的“Launch the MySQL Instance Configuration Wizard”选项，这是启动MySQL的配置，单击“Finish”按钮，进入到配置界面。（7）、MySQL数据库的安装十分简单，关键是安装完成之后的配置，单击完成之后出现如下的配置界面向导，单击“next”进行配置，如图所示：（8）、在打开的配置类型窗口中选择配置的方式，“Detailed Configuration（手动精确配置）”、“Standard Configuration（标准配置）”，为了熟悉过程，我们选择“Detailed Configuration（手动精确配置）”，单击“next”继续，如图所示：（9）、在出现的窗口中，选择服务器的类型，“Developer Machine（开发测试类）”、“Server Machine（服务器类型）”、“Dedicated MySQL Server Machine（专门的数据库服务器）”，我们仅仅是用来学习和测试，默认就行，单击“next”继续，如图所示：（10）、在出现的配置界面中选择mysql数据库的用途，“Multifunctional Database（通用多功能型）”、“Transactional Database Only（服务器类型）”、“Non-Transactional Database Only（非事务处理型）”，这里我选择的是第一项，通用安装，单击“next”继续配置，如图所示：（11）、在出现的界面中，进行对InnoDB Tablespace进行配置，就是为InnoDB 数据库文件选择一个存储空间，如果修改了，要记住位置，重装的时候要选择一样的地方，否则可能会造成数据库损坏，当然，对数据库做个备份就没问题了，如图所示：（12）、在打开的页面中，选择mysql的访问量，同时连接的数目，“Decision Support(DSS)/OLAP（20个左右）”、“Online Transaction Processing(OLTP)（500个左右）”、“Manual Setting（手动设置，设置为15个）这里选择手动设置，单击“next”继续，如图所示：（13）、在打开的页面中设置是否启用TCP/IP连接，设定端口，如果不启用，就只能在自己的机器上访问mysql数据库了，这也是连接java的操作，默认的端口是3306，并启用严格的语法设置，单击“next”继续，如图所示：（14）、在打开的字符编码的页面中，设置mysql要使用的字符编码，第一个是西文编码，第二个是多字节的通用utf8编码，第三个是手动，我们选择utf-8或者是gbk,单击“next”，继续配置，如图所示：（15）、在打开的页面中选择是否将mysql安装为windows服务，还可以指定Service Name（服务标识名称），是否将mysql的bin目录加入到Windows PATH（加入后，就可以直接使用bin下的文件，而不用指出目录名，比如连接，“mysql u username p password;”就可以了,单击“next”继续配置，如图所示：（16）、在打开的页面中设置是否要修改默认root用户（超级管理员）的密码（默认为空），“New root password”，如果要修改，就在此填入新密码，并启用root远程访问的功能，不要创建匿名用户，单击“next”继续配置，如图所示：（17）、到这里所有的配置操作都已经完成，单击Execute按钮执行配置，如图所示：（18）、过了几分钟，出现如下的提示界面就代表MySQL配置已经结束了，并提示了成功的信息。（19）、在服务中将mysql数据库启动，并在命令窗口中输入“mysql h localhost u root -p”,接着在出现的提示中输入用户的密码，如图所示：从图中可以看到mysql数据库在启动之后，成功的登录了，在此我们可以对数据库进行操作了。7. 下载安装数据库可视化工具Navicat for MySQL Navicat是数据库的可视化工具，Navicat for MySQL一套专为 MySQL 设计的高性能数据库管理及开发工具。通过它的图形化界面，我们可以很清楚的查看数据的存储信息，并可以做事务操作。8. 实现手机端读取NFC标签信息。（1）创建第一个Android应用程序启动Eclipse,选择菜单File|New|Project 选择other ，展开Android文件夹，选择Android Application Project下一步：输入你创建的工程名字，然后一直默认点击下一步，最后点击完成。至此，你的第一个Android程序创建完成。要运行你的项目时，右键点击你的项目名，选择 run as|Android Application，选择你想将此项目部署的目标设备上，即可完成部署启动。（2）创建NFC读取的应用程序按照上一步做的，创建一个新的Android程序2.1) 在res|layout|下打开.xml布局文件，布局你的App主界面界面布局文件如下：LinearLayout xmlns:android=/apk/res/androidandroid:layout_width=match_parent android:layout_height=wrap_content android:orientation=vertical TextView android:id=+id/tv1 android:layout_width=match_parent android:layout_height=wrap_content android:gravity=center android:text=请将标签靠近手机背面 android:textSize=20sp /View android:layout_width=match_parent android:layout_height=0.2dp android:background=#000000 /TextView android:id=+id/tv2 android:layout_width=match_parent android:layout_height=wrap_content android:text=读取标签ID号: /View android:layout_width=match_parent android:layout_height=0.2dp android:background=#000000 /TextView android:id=+id/tv3 android:layout_width=match_parent android:layout_height=wrap_content android:gravity=center android:text=标签类型信息 /LinearLayout2.2) 在scr下部署文件，找到你刚才创建的.java文件。scr文件下共有两个包：其中com.example.nfc_lab包下的NFC_lab.java文件代码如下：package com.example.nfc_lab;import java.io.IOException;import com.jph.sdg.service.SendDateToServer;import android.app.Activity;import android.app.PendingIntent;import android.content.Intent;import android.content.IntentFilter;import android.content.IntentFilter.MalformedMimeTypeException;import android.nfc.NfcAdapter;import android.nfc.Tag;import android.nfc.tech.MifareClassic;import android.nfc.tech.NfcA;import android.os.Bundle;import android.os.Handler;import android.os.Message;import android.util.Log;import android.view.View;import android.view.View.OnClickListener;import android.widget.Button;import android.widget.TextView;import android.widget.Toast;public class NFC_lab extends Activity private NfcAdapter nfcAdapter;private TextView tv1,tv2,tv3;private PendingIntent mPendingIntent;private IntentFilter mFilters;private String mTechLists;private String info=;private int mCount=0;Handler handler=new Handler()public void handleMessage(Message msg) switch (msg.what) case SendDateToServer.SEND_SUCCESS:break;case SendDateToServer.SEND_FAIL:break;default:break;private Button btnSend;Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_nfc_lab);init();/刷新控件/获取默认的NFC控制器nfcAdapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this); if (nfcAdapter = null) tv1.setText(设备不支持NFC！); finish(); return; if (!nfcAdapter.isEnabled() tv1.setText(请在系统设置中先启用NFC功能！); finish(); return; 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 NfcA tags mTechLists = new String new String NfcA.class.getName() ; private void init() / TODO 自动生成的方法存根 tv1=(TextView) findViewById(R.id.tv1); tv2=(TextView) findViewById(R.id.tv2); tv3=(TextView) findViewById(R.id.tv3); Override protected void onResume() / TODO 自动生成的方法存根super.onResume();nfcAdapter.enableForegroundDispatch(this, mPendingIntent, mFilters, mTechLists); Override protected void onNewIntent(Intent intent) / TODO 自动生成的方法存根super.onNewIntent(intent); tv1.setText(发现新的 Tag: + +mCount);/mCount 计数 String intentActionStr = intent.getAction();/ 获取到本次启动的actionif (NfcAdapter.ACTION_NDEF_DISCOVERED.equals(intentActionStr)/ NDEF类型| NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED.equals(intentActionStr)/ 其他类型| NfcAdapter.ACTION_TAG_DISCOVERED.equals(intentActionStr) / 未知类型/在intent中读取Tag idTag tag = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG);byte bytesId = tag.getId();/ 获取id数组info=ByteArrayChange.ByteArrayToHexString(bytesId); tv2.setText(标签UID: +info); tv3.setText(readTag(tag); new SendDateToServer(handler).SendDataToServer(info); public String readTag(Tag tag) tv3=(TextView) findViewById(R.id.tv3); MifareClassic mfc = MifareClassic.get(tag); for (String tech : tag.getTechList() System.out.println(tech);/显示设备支持技术 boolean auth = false; /读取TAG try String metaInfo = ; /Enable I/O operations to the tag from this TagTechnology object. mfc.connect();/部分设备可能会连接失败，不支持读取下面功能 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() + Bn; return metaInfo; catch (Exception e) /Toast.makeText(this, e.getMessage(), Toast.LENGTH_LONG).show(); e.printStackTrace(); finally if (mfc != null) try mfc.close(); catch (IOException e) Toast.makeText(this, e.getMessage(), Toast.LENGTH_LONG) .show(); return 您的设备不支持查询标签信息功能;/如果连接失败 Override public void onPause() super.onPause(); nfcAdapter.disableForegroundDispatch(this); 在com.example.nfc_lab下的ByteArrayChange.java其中加入如下代码：package com.example.nfc_lab;public class ByteArrayChange public static String ByteArrayToHexString(byte bytesId) /Byte数组转换为16进制字符串/ TODO 自动生成的方法存根 int i, j, in; String hex = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F ; String output = ; for (j = 0; j bytesId.length; +j) in = bytesIdj 0xff; i = (in 4) 0x0f; output += hexi; i = in 0x0f; output += hexi; return output;在com.example.service下的SendDataToServer.java中加入以下代码：package com.example.service;import .HttpURLConnection;import .URL;import .URLEncoder;import java.util.HashMap;import java.util.Map;import android.os.Handler;/* * 通过GET方式向服务器发送数据 */public class SendDateToServer /添加访问IP地址，注：改为自己的IP地址格式为 http:/你的IP地址:8080private static String url=16:8080/Android_servlet_test/ServletForGETMethod;/模拟机测试的话，IP设为 /06本机的IPv4地址/关于本机的IP地址，点击电脑左下角的开始菜单，在搜索框内输入cmd,按下回车，然后在里面输入ipconfig,再按下回车键/并在其中找到自己的Ipv4地址public static final int SEND_SUCCESS=0x123;public static final int SEND_FAIL=0x124;private Handler handler;public SendDateToServer(Handler handler) / TODO Auto-generated constructor stubthis.handler=handler;/* * 通过Get方式向服务器发送数据 * param UID 标签号 */public void SendDataToServer(String UID) / TODO Auto-generated method stubfinal MapString, Stringmap=new HashMapString, String();map.put(UID, UID);new Thread(new Runnable() Overridepublic void run() / TODO Auto-generated method stubtry if (sendGetRequest(map,url,utf-8) handler.sendEmptyMessage(SEND_SUCCESS);/通知主线程数据发送成功else /将数据发送给服务器失败 catch (Exception e) / TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();).start();/* * 发送GET请求 * param map 请求参数 * param url 请求路径 * return * throws Exception */private boolean sendGetRequest(MapString, String param, String url,String encoding) throws Exception / TODO Auto-generated method stub/http:/localhost:8080/ServerForGETMethod/ServletForGETMethod?name=aapwd=124StringBuffer sb=new StringBuffer(url);if (!url.equals()!param.isEmpty() sb.append(?);for (Map.EntryString, Stringentry:param.entrySet() sb.append(entry.getKey()+=);sb.append(URLEncoder.encode(entry.getValue(), encoding);sb.append();sb.deleteCharAt(sb.length()-1);/删除字符串最后一个字符“”HttpURLConnection conn=(HttpURLConnection) new URL(sb.toString().openConnection();conn.setConnectTimeout(5000);conn.setRequestMethod(GET);/设置请求方式为GETif (conn.getResponseCode()=2000) return true;return false; 在AndroidManifest.xml中加入NFC权限及相关过滤器?xml version=1.0 encoding=utf-8?manifest xmlns:android=/apk/res/android package=com.example.nfc_lab android:versionCode=1 android:versionName=1.0 uses-sdk android:minSdkVersion=14 android:targetSdkVersion=21 /uses-permission android:name=android.permission.NFC /uses-permission android:name=android.permission.READ_PHONE_STATE/uses-feature android:name=android.hardware.nfc android:required=true /uses-permission android:name=android.permission.INTERNET/application android:allowBackup=true android:icon=drawable/ic_launcher android:label=string/app_name android:theme=style/AppTheme activity android:name=.NFC_lab android:label=string/app_name intent-filteraction android:name=ent.action.MAIN /category android:name=ent.category.LAUNCHER /intent-filterintent-filteraction android:name=android.nfc.action.NDEF_DISCOVERED/intent-filterintent-filteraction android:name=android.nfc.action.TAG_DISCOVERED/actioncategory android:name=ent.category.DEFAULT/category/intent-filterintent-filteraction android:name=android.nfc.action.TECH_DISCOVERED /intent-filtermeta-data android:name=android.nfc.action.TECH_DISCOVERED android:resource=xml/nfc_tech_filter /activity/application/manifest2.3) 在res|文件下加入可识别NFC类型的范围的xml文件右键点击res，新建文件夹，名字为xml，建立完成后，右键xml文件找到other，在新建向导下，找到XML文件夹，找到XML File选中，点击下一步，在文件名中输入nfc_tech_filter.xml点击完成，双击新建xml文件，打开键入以下内容：resources xmlns:xliff=urn:oasis:names:tc:xliff:document:1.2!- 可以处理所有Android支持的NFC类型 -tech-listtechandroid.nfc.tech.IsoDep/techtechandroid.nfc.tech.NfcA/techtechandroid.nfc.tech.NfcB/techtechandroid.nfc.tech.NfcF/techtechandroid.nfc.tech.NfcV/techtechandroid.nfc.tech.Ndef/techtechandroid.nfc.tech.NdefForm