Android OTG之USB轉串口模塊通信

 

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1.背景簡介

咱們公司開發了一款室內機平板APP應用，要求平板能去控制智能門鎖、等其餘智能設備，智能門鎖不是咱們公司開發的，與咱們公司屬於合做關係。

2.分析及實現思路

1. 智能門鎖的控制是經過使用 433射頻（不瞭解的請百度）來進行通信的；
2. 平板是無法與智能門鎖直接進行通信，可是廠家提供了一個433通信模塊（支持串口）；
3. 而平板（支持OTG）是支持USB轉串口模塊的，因此整個流程是能夠走通的，以下圖

3.主要代碼實現

3.1初始化USB轉串口模塊

因爲咱們選用的是CH340模塊，咱們先導入ch340的 jar 包，而後在代碼中檢查手機/平板是否支持USB HOST模式，若是支持咱們就初始化通信時的相關參數：波特率、數據位、中止位等，具體的參數看大家之間通信的協議。初始化完成以後，咱們就能夠打開USB進行通信了，同時初始化完成以後咱們須要開啓一個讀取數據的線程，這樣，一旦收到數據或者相應的響應包（通常也叫ACK）咱們就能夠進行相應的處理了。

下面貼上初始化、及開啓讀取數據線程的代碼實現：

 1    /**
 2 * initialize ch340 parameters.
 3 *
 4 * @param context Application context.
 5 */
 6    public static void initCH340(Context context) {
 7        if (context == null) return;
 8        Context appContext = context.getApplicationContext();
 9        mUsbManager = (UsbManager) appContext.getSystemService(Context.USB_SERVICE);
10        if (mUsbManager != null) {
11            HashMap<String, UsbDevice> deviceHashMap = mUsbManager.getDeviceList();
12            for (UsbDevice device : deviceHashMap.values()) {
13                if (device.getProductId() == 29987 && device.getVendorId() == 6790) {
14                    mUsbDevice = device;
15                    if (mUsbManager.hasPermission(device)) {
16                        loadDriver(appContext, mUsbManager);
17                    } else {
18                        if (listener != null) {
19                            listener.result(false);
20                        }
21                    }
22                    break;
23                }
24            }
25        }
26    }
27    /**
28 * load ch340 driver.
29 *
30 * @param appContext
31 * @param usbManager
32 */
33    public static void loadDriver(Context appContext, UsbManager usbManager) {
34        driver = new CH34xUARTDriver(usbManager, appContext, ACTION_USB_PERMISSION);
35        // 判斷系統是否支持USB HOST
36        if (!driver.UsbFeatureSupported()) {
37            InLog.e(TAG, "Your mobile phone does not support USB HOST, please change other phones to try again!");
38        } else {
39            openCH340();
40        }
41    }
42    /**
43 * config and open ch340.
44 */
45    private static void openCH340() {
46        int ret_val = driver.ResumeUsbList();
47        InLog.d(TAG, ret_val + "");
48        // ResumeUsbList方法用於枚舉CH34X設備以及打開相關設備
49        if (ret_val == -1) {
50            InLog.d(TAG, ret_val + "Failed to open device!");
51            driver.CloseDevice();
52        } else if (ret_val == 0) {
53            if (!driver.UartInit()) {  //對串口設備進行初始化操做
54                InLog.d(TAG, ret_val + "Failed device initialization!");
55                InLog.d(TAG, ret_val + "Failed to open device!");
56                return;
57            }
58            InLog.d(TAG, ret_val + "Open device successfully!");
59            if (!isOpenDeviceCH340) {
60                isOpenDeviceCH340 = true;
61                configParameters();//配置ch340的參數、須要先配置參數
62            }
63        } else {
64            InLog.d(TAG, "The phone couldn't find the device！");
65        }
66    }
67    /**
68 * config ch340 parameters.
69 * 配置串口波特率，函數說明可參照編程手冊
70 */
71    private static void configParameters() {
72        if (driver.SetConfig(baudRate, dataBit, stopBit, parity, flowControl)) {
73            InLog.d(TAG, "Successful serial port Settings！");
74            if (readDataRunnable == null) {
75                readDataRunnable = new ReadDataRunnable();
76            }
77            mThreadPool.execute(readDataRunnable);
78        } else {
79            InLog.d(TAG, "Serial port Settings failed！");
80        }
81    }

3.2發送和接收數據

發送和接收數據都是按16進制進行發送和處理的，因此咱們寫了一個工具類方便發送，以下：

 1/**
 2 * Created by xpf on 2018/2/6 :)
 3 * Function:CH340數據處理工具類
 4 */
 5public class CH340Util {
 6    /**
 7 * write data in ch340.
 8 *
 9 * @param byteArray 字節數組
10 * @return 返回寫入的結果，-1表示寫入失敗！
11 */
12    public static int writeData(@NonNull byte[] byteArray) {
13        // 將此處收到的數組轉化爲HexString
14        String hexString = bytesToHexString(byteArray, byteArray.length);
15        InLog.i("TAG", "WriteHexString===" + hexString);
16        return InitCH340.getDriver().WriteData(byteArray, byteArray.length);
17    }
18    /**
19 * byte[]轉換爲hexString
20 *
21 * @param buffer 數據
22 * @param size 字符數
23 * @return 返回轉換後的十六進制字符串
24 */
25    public static String bytesToHexString(byte[] buffer, final int size) {
26        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("");
27        if (buffer == null || size <= 0) return null;
28        for (int i = 0; i < size; i++) {
29            String hex = Integer.toHexString(buffer[i] & 0xff);
30            if (hex.length() < 2) stringBuilder.append(0);
31            stringBuilder.append(hex);
32        }
33        return stringBuilder.toString();
34    }
35}

而後基本的發送和接收數據就寫完了，發送數據時調用 writeData() 方法就能夠了，接收數據也相似，具體的業務及通信的協議、加密規則等都須要你和硬件提供方進行協商對接制定，因爲涉及到公司機密，此處我就不進行說明了，只說一下最基本的發送和接收數據。

4.插入模塊實現自動打開APP

Android中USB的插拔都會發送一個廣播，咱們只須要在AndroidMenifest.xml文件中接收這個廣播就能夠了，當咱們入模塊的時候就會啓動咱們的APP,第一次會彈出一個對話框詢問咱們是否打開xxx應用，咱們點擊確認便可，另外不是咱們插入任何USB設備都打開咱們的應用，因此咱們須要過濾掉對咱們沒有用的設備，在res下建一個xml目錄，新建usb_filter.xml文件，配置好咱們這個USB設備模塊的product-id和vendor-id，每一個模塊廠家這個值都是不同的，有兩種獲取方式，一個是代碼中枚舉USB設備而後打印出來，另一種方法是打開Logcat觀察，而後插入USB設備，你會發現系統會打印出來這個USB設備等信息。

最後不要忘了添加權限：

1    <uses-feature
2 android:name="android.hardware.usb.host"
3 android:required="true" />
4    <uses-permission android:name="android.hardware.usb.host" />

此處因爲篇幅緣由就不具體展開講解更多細節了，核心的代碼和實現我都已經貼出來了，要想查看更具體的實現，請下載個人demo:

https://github.com/xinpengfei520/USB-OTG-CH340-UART-interface

若在閱讀過程當中遇到什麼問題，或有好提議，歡迎在公衆號「CodingAndroid」中提出

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