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Android OTG之USB转串口模块通讯

news 来源：原创 2024/5/21 0:20:34

微信公众号：CodingAndroid
CSDN：http://blog.csdn.net/xinpengfei521

1.背景简介

我们公司开发了一款室内机平板APP应用，要求平板能去控制智能门锁、等其他智能设备，智能门锁不是我们公司开发的，与我们公司属于合作关系。

2.分析及实现思路

智能门锁的控制是通过使用 433射频（不了解的请百度）来进行通讯的；
平板是没法与智能门锁直接进行通讯，但是厂家提供了一个433通讯模块（支持串口）；
而平板（支持OTG）是支持USB转串口模块的，所以整个流程是可以走通的，如下图

3.主要代码实现

3.1初始化USB转串口模块

由于我们选用的是CH340模块，我们先导入ch340的 jar 包，然后在代码中检查手机/平板是否支持USB HOST模式，如果支持我们就初始化通讯时的相关参数：波特率、数据位、停止位等，具体的参数看你们之间通讯的协议。初始化完成之后，我们就可以打开USB进行通讯了，同时初始化完成之后我们需要开启一个读取数据的线程，这样，一旦收到数据或者相应的响应包（一般也叫ACK）我们就可以进行相应的处理了。

下面贴上初始化、及开启读取数据线程的代码实现：

 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        // 判断系统是否支持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方法用于枚举CH34X设备以及打开相关设备
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()) {  //对串口设备进行初始化操作
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的参数、需要先配置参数
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，函数说明可参照编程手册
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发送和接收数据

发送和接收数据都是按16进制进行发送和处理的，所以我们写了一个工具类方便发送，如下：

 1/**
 2 * Created by xpf on 2018/2/6 :)
 3 * Function:CH340数据处理工具类
 4 */
 5public class CH340Util {
 6    /**
 7     * write data in ch340.
 8     *
 9     * @param byteArray 字节数组
10     * @return 返回写入的结果，-1表示写入失败！
11     */
12    public static int writeData(@NonNull byte[] byteArray) {
13        // 将此处收到的数组转化为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[]转换为hexString
20     *
21     * @param buffer 数据
22     * @param size   字符数
23     * @return 返回转换后的十六进制字符串
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}

然后基本的发送和接收数据就写完了，发送数据时调用 writeData() 方法就可以了，接收数据也类似，具体的业务及通讯的协议、加密规则等都需要你和硬件提供方进行协商对接制定，由于涉及到公司机密，此处我就不进行说明了，只说一下最基本的发送和接收数据。

4.插入模块实现自动打开APP

Android中USB的插拔都会发送一个广播，我们只需要在AndroidMenifest.xml文件中接收这个广播就可以了，当我们入模块的时候就会启动我们的APP,第一次会弹出一个对话框询问我们是否打开xxx应用，我们点击确认即可，另外不是我们插入任何USB设备都打开我们的应用，所以我们需要过滤掉对我们没有用的设备，在res下建一个xml目录，新建usb_filter.xml文件，配置好我们这个USB设备模块的product-id和vendor-id，每个模块厂家这个值都是不一样的，有两种获取方式，一个是代码中枚举USB设备然后打印出来，另外一种方法是打开Logcat观察，然后插入USB设备，你会发现系统会打印出来这个USB设备等信息。

最后不要忘了添加权限：

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