ANDROID OTG USB通信读写信息

zhangjiqun

发布于 2024-12-16 16:55:25

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github：https://github.com/mik3y/usb-serial-for-android

第一步：获取所有的已插入的串口驱动

1 UsbManager manager = (UsbManager) getSystemService(Context.USB_SERVICE);
2 List<UsbSerialDriver> availableDrivers = UsbSerialProber.getDefaultProber().findAllDrivers(manager);
3 if (availableDrivers.isEmpty()) {
4   return;
5 }

然后，我们选择第一个dirver ，连接设备

1 UsbSerialDriver driver = availableDrivers.get(0);
2 UsbDeviceConnection connection = manager.openDevice(driver.getDevice());
3 if (connection == null) {
4   // You probably need to call UsbManager.requestPermission(driver.getDevice(), ..)
5   return;
6 }

接下来就可以读数据了

 1 // Read some data! Most have just one port (port 0).
 2 UsbSerialPort port = driver.getPorts().get(0);
 3 try {
 4   port.open(connection);
 5 //设置串口的波特率、数据位，停止位，校验位
 6   port.setParameters(115200, 8, UsbSerialPort.STOPBITS_1, UsbSerialPort.PARITY_NONE);
 7 
 8   byte buffer[] = new byte[16];
 9   int numBytesRead = port.read(buffer, 1000);
10   Log.d(TAG, "Read " + numBytesRead + " bytes.");
11 } catch (IOException e) {
12   // Deal with error.
13 } finally {
14   port.close();
15 }

当然，我们可以给串口添加个监听

 1  1 private final ExecutorService mExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
 2  2 private SerialInputOutputManager mSerialIoManager;
 3  3 
 4  4 private final SerialInputOutputManager.Listener mListener =
 5  5             new SerialInputOutputManager.Listener() {
 6  6                 @Override
 7  7                 public void onRunError(Exception e) {
 8  8                     Log.d(TAG, "Runner stopped.");
 9  9                 }
10 10 
11 11                 @Override
12 12                 public void onNewData(final byte[] data) {
13 13                    //TODO 新的数据
14 14                 }
15 15             };
16 16 
17 17 mSerialIoManager = new SerialInputOutputManager(sPort, mListener);//添加监听
18 //在新的线程中监听串口的数据变化
19 18 mExecutor.submit(mSerialIoManager);

如果需要接受比较大的数据，有可能会遇到一个问题：数据缓存和接收时间不够，导致数据被覆盖或者丢失，我们就需要修改串口读取缓存了

把 SerialInputOutputManager 中的 READ_WAIT_MILLIS 和 BUFSIZ 改成合适的大小就可以了

写数据的操作就是调用port的方法

port.write(bytes, 1000);

其实这个开源项目已经为我们封装了很多驱动类，都在driver包下，我们直接拿来用就可以了

零 USB背景知识

USB是一种数据通信方式，也是一种数据总线，而且是最复杂的总线之一。硬件上，它是用插头连接。一边是公头（plug），一边是母头（receptacle）。例如，PC上的插座就是母头，USB设备使用公头与PC连接。目前USB硬件接口分三种，普通PC上使用的叫Type；原来诺基亚功能机时代的接口为Mini USB；目前Android手机使用的Micro USB。

Host USB是由Host端控制整个总线的数据传输的。单个USB总线上，只能有一个Host。 OTG On The Go，这是在USB2.0引入的一种mode，提出了一个新的概念叫主机协商协议（Host Negotiation Protocol），允许两个设备间商量谁去当Host。

一、Android中的USB

Android对Usb的支持是从3.1开始的，显然是加强Android平板的对外扩展能力。而对Usb使用更多的，是Android在工业中的使用。Android工业板子一般都会提供多个U口和多个串口，它们是连接外设的手段与桥梁。下面就来介绍一下Android Usb使用模式之一的USB Host。

android.hardware.usb包下提供了USB开发的相关类。我们需要了解UsbManager、UsbDevice、UsbInterface、UsbEndpoint、UsbDeviceConnection、UsbRequest、UsbConstants。 1、UsbManager:获得Usb的状态，与连接的Usb设备通信。 2、UsbDevice：Usb设备的抽象，它包含一个或多个UsbInterface，而每个UsbInterface包含多个UsbEndpoint。Host与其通信，先打开UsbDeviceConnection，使用UsbRequest在一个端点（endpoint）发送和接收数据。 3、UsbInterface：定义了设备的功能集，一个UsbDevice包含多个UsbInterface，每个Interface都是独立的。 4、UsbEndpoint：endpoint是interface的通信通道。 5、UsbDeviceConnection：host与device建立的连接，并在endpoint传输数据。 6、UsbRequest：usb 请求包。可以在UsbDeviceConnection上同步异步传输数据。 7、UsbConstants：usb常量的定义，对应linux/usb/ch9.h

二、USB插入事件

Usb的插入和拔出是以系统广播的形式发送的，只要我们注册这个广播即可。

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@Override protected void onResume() { super.onResume(); IntentFilter usbFilter = new IntentFilter(); usbFilter.addAction(UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_ATTACHED); usbFilter.addAction(UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_DETACHED); registerReceiver(mUsbReceiver, usbFilter); } @Override protected void onPause() { super.onPause(); unregisterReceiver(mUsbReceiver); } private final BroadcastReceiver mUsbReceiver = new BroadcastReceiver() { public void onReceive(Context context, Intent intent) { String action = intent.getAction(); tvInfo.append("BroadcastReceiver in\n"); if(UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_ATTACHED.equals(action)) { tvInfo.append("ACTION_USB_DEVICE_ATTACHED\n"); } else if(UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_DETACHED.equals(action)) { tvInfo.append("ACTION_USB_DEVICE_DETACHED\n"); } } };

三、Usb插入时启动程序

有些应用场景是，Usb插入后启动特定程序处理特定问题。我们的做法就是在Manifest中某个Activity加入Usb插入的action。

1 2 3 4	<intent-filter> <action android:name="android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED"> </action></intent-filter> <meta-data android:name="android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED" android:resource="@xml/usbfilter"></meta-data>

在usbfilter中加入厂商id和产品id的过滤，如下：

1 2 3 4	<resources> <usb-device vendor-id="1234" product-id="5678"> </usb-device></resources>

结果就是，当此型号设备通过Usb连接到系统时，对应的Activity就会启动。

四、UsbManager的初始化

1	mUsbManager = (UsbManager)getSystemService(Context.USB_SERVICE);

五、列出Usb设备

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HashMap<string,usbdevice> deviceHashMap = mUsbManager.getDeviceList(); Iterator<usbdevice> iterator = deviceHashMap.values().iterator(); while (iterator.hasNext()) { UsbDevice device = iterator.next(); tvInfo.append("\ndevice name: "+device.getDeviceName()+"\ndevice product name:" +device.getProductName()+"\nvendor id:"+device.getVendorId()+ "\ndevice serial: "+device.getSerialNumber()); }</usbdevice></string,usbdevice>

六、USB使用权限

安卓系统对USB口的使用需要得到相应的权限，而这个权限要用户亲自给才行。首先我们会确认一下上一节中的device是否已经获得权限，如果没有就要主动申请权限：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11	//先判断是否为自己的设备 //注意：支持十进制和十六进制 //比如：device.getProductId() == 0x04D2 if(device.getProductId() == 1234 && device.getVendorId() == 5678) { if(mUsbManager.hasPermission(device)) { //do your work } else { mUsbManager.requestPermission(device,mPermissionIntent); } }

我们仍然使用广播来获得权限赋予情况。

1public static final String ACTION_DEVICE_PERMISSION = "com.linc.USB_PERMISSION";

注册广播

1 2 3	mPermissionIntent = PendingIntent.getBroadcast(this,0,new Intent(ACTION_DEVICE_PERMISSION),0); IntentFilter permissionFilter = new IntentFilter(ACTION_DEVICE_PERMISSION); registerReceiver(mUsbReceiver,permissionFilter);

接收器的代码：

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private final BroadcastReceiver mUsbReceiver = new BroadcastReceiver() { public void onReceive(Context context, Intent intent) { String action = intent.getAction(); tvInfo.append("BroadcastReceiver in\n"); if (ACTION_DEVICE_PERMISSION.equals(action)) { synchronized (this) { UsbDevice device = intent.getParcelableExtra(UsbManager.EXTRA_DEVICE); if (intent.getBooleanExtra(UsbManager.EXTRA_PERMISSION_GRANTED, false)) { if (device != null) { tvInfo.append("usb EXTRA_PERMISSION_GRANTED"); } } else { tvInfo.append("usb EXTRA_PERMISSION_GRANTED null!!!"); } } } } };

七、通信

UsbDevice有了权限，下面就可以进行通信了。这里要用到：UsbInterface、UsbEndpoint（一进一出两个endpoint，双向通信）、UsbDeviceConnection。注意：通信的过程不能在UI线程中进行。得到授权后，将做一些通信前的准备工作，如下：

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private void initCommunication(UsbDevice device) { tvInfo.append("initCommunication in\n"); if(1234 == device.getVendorId() && 5678 == device.getProductId()) { tvInfo.append("initCommunication in right device\n"); int interfaceCount = device.getInterfaceCount(); for (int interfaceIndex = 0; interfaceIndex < interfaceCount; interfaceIndex++) { UsbInterface usbInterface = device.getInterface(interfaceIndex); if ((UsbConstants.USB_CLASS_CDC_DATA != usbInterface.getInterfaceClass()) && (UsbConstants.USB_CLASS_COMM != usbInterface.getInterfaceClass())) { continue; } for (int i = 0; i < usbInterface.getEndpointCount(); i++) { UsbEndpoint ep = usbInterface.getEndpoint(i); if (ep.getType() == UsbConstants.USB_ENDPOINT_XFER_BULK) { if (ep.getDirection() == UsbConstants.USB_DIR_OUT) { mUsbEndpointIn = ep; } else { mUsbEndpointOut = ep; } } } if ((null == mUsbEndpointIn) || (null == mUsbEndpointOut)) { tvInfo.append("endpoint is null\n"); mUsbEndpointIn = null; mUsbEndpointOut = null; mUsbInterface = null; } else { tvInfo.append("\nendpoint out: " + mUsbEndpointOut + ",endpoint in: " + mUsbEndpointIn.getAddress()+"\n"); mUsbInterface = usbInterface; mUsbDeviceConnection = mUsbManager.openDevice(device); break; } } } }

发送数据如下：