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用Kotlin在Android上玩转NFC：手把手实现一个简易门禁卡信息读取器

你是否曾经好奇过，每天进出小区或办公室时刷的那张门禁卡里到底藏着什么秘密？作为一个Android开发者，我们可以用Kotlin和NFC技术轻松揭开这个谜题。本文将带你从零开始，构建一个能够读取常见门禁卡信息的实用工具。

1. 准备工作：理解NFC与门禁卡

NFC（近场通信）技术在现代智能手机中已经相当普及，它允许设备在极短距离内（通常4厘米以内）进行无线数据交换。门禁卡大多采用RFID技术，而支持NFC的Android设备可以读取这些卡片的信息。

1.1 常见门禁卡类型

• Mifare Classic：最常见的门禁卡类型，使用13.56MHz频率
• Mifare Ultralight：更简单的卡片，通常用于一次性票证
• ISO 14443 Type A/B：另一种广泛使用的标准

提示：大多数小区门禁卡使用的是Mifare Classic 1K，它有16个扇区，每个扇区有4个块，共1KB存储空间。

2. 项目搭建与权限配置

首先创建一个新的Android项目，确保你的build.gradle中配置了Kotlin支持：

plugins { id 'com.android.application' id 'kotlin-android' id 'kotlin-android-extensions' }

2.1 AndroidManifest.xml配置

<uses-permission android:name="android.permission.NFC" /> <uses-feature android:name="android.hardware.nfc" android:required="true" /> <activity android:name=".MainActivity"> <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>

2.2 创建nfc_tech_filter.xml

在res/xml目录下创建nfc_tech_filter.xml文件：

<resources> <tech-list> <tech>android.nfc.tech.MifareClassic</tech> </tech-list> <tech-list> <tech>android.nfc.tech.NfcA</tech> </tech-list> </resources>

3. 核心NFC读取逻辑实现

3.1 初始化NFC适配器

在MainActivity中添加以下代码：

class MainActivity : AppCompatActivity() { private lateinit var nfcAdapter: NfcAdapter private lateinit var textView: TextView override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) { super.onCreate(savedInstanceState) setContentView(R.layout.activity_main) textView = findViewById(R.id.cardInfoTextView) nfcAdapter = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this) ?: run { Toast.makeText(this, "该设备不支持NFC", Toast.LENGTH_LONG).show() finish() return } } }

3.2 处理NFC Intent

override fun onNewIntent(intent: Intent) { super.onNewIntent(intent) handleNfcIntent(intent) } private fun handleNfcIntent(intent: Intent) { if (NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED == intent.action) { val tag = intent.getParcelableExtra<Tag>(NfcAdapter.EXTRA_TAG) tag?.let { val mifare = MifareClassic.get(it) try { mifare.connect() readCardData(mifare) } catch (e: Exception) { textView.text = "读取卡片失败: ${e.message}" } finally { mifare.close() } } } }

4. 读取并解析门禁卡数据

4.1 读取卡片基本信息

private fun readCardData(mifare: MifareClassic) { val sb = StringBuilder() // 获取卡片类型 val type = when(mifare.type) { MifareClassic.TYPE_CLASSIC -> "Mifare Classic" MifareClassic.TYPE_PLUS -> "Mifare Plus" MifareClassic.TYPE_PRO -> "Mifare Pro" else -> "未知类型" } sb.append("卡片类型: $type\n") sb.append("扇区数: ${mifare.sectorCount}\n") sb.append("块数: ${mifare.blockCount}\n") // 继续读取具体数据... textView.text = sb.toString() }

4.2 读取扇区数据

for (sector in 0 until mifare.sectorCount) { if (mifare.authenticateSectorWithKeyA(sector, MifareClassic.KEY_DEFAULT)) { val blockIndex = mifare.sectorToBlock(sector) val data = mifare.readBlock(blockIndex) sb.append("\n扇区 $sector:\n") sb.append(bytesToHex(data)) } else { sb.append("\n扇区 $sector: 认证失败\n") } }

4.3 字节数组转十六进制字符串工具函数

private fun bytesToHex(bytes: ByteArray): String { val hexChars = CharArray(bytes.size * 3) for (i in bytes.indices) { val v = bytes[i].toInt() and 0xFF hexChars[i * 3] = HEX_ARRAY[v ushr 4] hexChars[i * 3 + 1] = HEX_ARRAY[v and 0x0F] hexChars[i * 3 + 2] = ' ' } return String(hexChars) } companion object { private val HEX_ARRAY = "0123456789ABCDEF".toCharArray() }

5. 优化用户体验

5.1 启用前台分发系统

override fun onResume() { super.onResume() nfcAdapter.enableForegroundDispatch( this, PendingIntent.getActivity( this, 0, Intent(this, javaClass).addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP), 0 ), null, arrayOf(arrayOf("android.nfc.tech.MifareClassic")) ) } override fun onPause() { super.onPause() nfcAdapter.disableForegroundDispatch(this) }

5.2 添加UI反馈

在布局文件中添加一个简单的TextView来显示卡片信息：

<TextView android:id="@+id/cardInfoTextView" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:padding="16dp" android:textSize="14sp" android:text="请将门禁卡靠近手机背面NFC区域"/>

6. 安全注意事项与进阶方向

6.1 安全注意事项

• 不要尝试修改卡片数据，这可能导致卡片失效
• 某些卡片可能使用自定义密钥而非默认密钥
• 读取员工卡或门禁卡前请确保获得授权

6.2 进阶方向

如果你想进一步探索，可以考虑：

1. 卡片克隆检测：比较多个卡片的UID和扇区数据
2. 数据解析：尝试解析特定门禁系统的数据结构
3. 写入功能：在获得授权的情况下写入测试数据

fun writeTestData(mifare: MifareClassic, sector: Int) { if (mifare.authenticateSectorWithKeyA(sector, MifareClassic.KEY_DEFAULT)) { val block = mifare.sectorToBlock(sector) val data = ByteArray(16) { 0x0F } mifare.writeBlock(block, data) } }

7. 实际应用与调试技巧

在测试过程中，我发现不同品牌手机对NFC的支持有些差异。例如，华为手机通常需要将卡片放在摄像头附近，而三星手机则可能需要放在手机中部。如果遇到读取不稳定的情况，可以尝试：

• 调整卡片与手机的接触位置
• 确保手机屏幕已解锁
• 检查是否开启了NFC功能
• 尝试移除手机壳，特别是金属材质的

对于更复杂的门禁系统，可能需要分析多个扇区的数据模式。我曾经遇到过一种情况，门禁系统的有效信息存储在扇区1的块1中，而其他扇区都是空的或者包含厂商信息。