Android Studio : 使用 jni 实现串口通讯

添加 SerialPort 类

在网上找到 SerialPort 的 java 类,添加到项目中。

package com.xd.serialport;

import android.util.Log;

import java.io.File;
import java.io.FileDescriptor;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;

public class SerialPort {
    private static final String TAG = "SerialPort";  

    /* 
     * Do not remove or rename the field mFd: it is used by native method close(); 
     */  
    private FileDescriptor mFd;  
    private FileInputStream mFileInputStream;  
    private FileOutputStream mFileOutputStream;  

    public SerialPort(File device, int baudrate, int flags) throws SecurityException, IOException {  

        /* Check access permission */  
        if (!device.canRead() || !device.canWrite()) {  
            try {  
                /* Missing read/write permission, trying to chmod the file */  
                Process su;  
                su = Runtime.getRuntime().exec("/system/bin/su");  
                String cmd = "chmod 666 " + device.getAbsolutePath() + "\n"  
                        + "exit\n";  
                su.getOutputStream().write(cmd.getBytes());  
                if ((su.waitFor() != 0) || !device.canRead()  
                        || !device.canWrite()) {  
                    throw new SecurityException();  
                }  
            } catch (Exception e) {  
                e.printStackTrace();  
                throw new SecurityException();  
            }  
        }  

        mFd = open(device.getAbsolutePath(), baudrate, flags);  
        if (mFd == null) {  
            Log.e(TAG, "native open returns null");  
            throw new IOException();  
        }  
        mFileInputStream = new FileInputStream(mFd);  
        mFileOutputStream = new FileOutputStream(mFd);  
    }  

    // Getters and setters  
    public InputStream getInputStream() {  
        return mFileInputStream;  
    }  

    public OutputStream getOutputStream() {  
        return mFileOutputStream;  
    }  

    // JNI  
    private native static FileDescriptor open(String path, int baudrate, int flags);  
    public native void close();  
    static {  
        System.loadLibrary("serial_port");  
    }  
}

项目结构如下:

Android Studio : 使用 jni 实现串口通讯_第1张图片


生成 c 语言头文件

  • 打开 Terminal(View -> Tool Windows -> Terminal)

    Android Studio : 使用 jni 实现串口通讯_第2张图片

  • 输入cd app\src\main\java进入源码所在目录

    Android Studio : 使用 jni 实现串口通讯_第3张图片

  • 输入javah -jni com.xd.serialport.SerialPort生成头文件

    Android Studio : 使用 jni 实现串口通讯_第4张图片

    Android Studio : 使用 jni 实现串口通讯_第5张图片


创建 jni 文件夹,添加 .c 文件

  • 右键 Moudle,右键菜单中选择 New -> Folder -> JNI Folder,弹出的对话框,直接点击完成。

    Android Studio : 使用 jni 实现串口通讯_第6张图片

  • 将前面生成的 .h 文件移入 jni 文件夹中。

  • 右键 jni 文件夹,右键菜单中选择New -> C/C++ Source File创建与 .h 文件同名的 .c 文件。

    Android Studio : 使用 jni 实现串口通讯_第7张图片

  • 为 .c 文件添加如下内容(来源于网络)。

    注意:需要将include头文件、open、close方法中的包名修改为自己的包名

    
    #include   
    
    
    #include   
    
    
    #include   
    
    
    #include   
    
    
    #include   
    
    
    #include   
    
    
    #include   
    
    
    #include   
    
    
    
    #include "android/log.h"  
    
    static const char *TAG="serial_port";  
    
    #define LOGI(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, TAG, fmt, ##args)  
    
    
    #define LOGD(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, TAG, fmt, ##args)  
    
    
    #define LOGE(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, fmt, ##args)  
    
    
    /* 
    * Class: android_serialport_SerialPort 
    * Method: open 
    * Signature: (Ljava/lang/String;II)Ljava/io/FileDescriptor; 
    */  
    static speed_t getBaudrate(jint baudrate)  
    {  
        switch(baudrate) {  
        case 0: return B0;  
        case 50: return B50;  
        case 75: return B75;  
        case 110: return B110;  
        case 134: return B134;  
        case 150: return B150;  
        case 200: return B200;  
        case 300: return B300;  
        case 600: return B600;  
        case 1200: return B1200;  
        case 1800: return B1800;  
        case 2400: return B2400;  
        case 4800: return B4800;  
        case 9600: return B9600;  
        case 19200: return B19200;  
        case 38400: return B38400;  
        case 57600: return B57600;  
        case 115200: return B115200;  
        case 230400: return B230400;  
        case 460800: return B460800;  
        case 500000: return B500000;  
        case 576000: return B576000;  
        case 921600: return B921600;  
        case 1000000: return B1000000;  
        case 1152000: return B1152000;  
        case 1500000: return B1500000;  
        case 2000000: return B2000000;  
        case 2500000: return B2500000;  
        case 3000000: return B3000000;  
        case 3500000: return B3500000;  
        case 4000000: return B4000000;  
        default: return -1;  
        }  
    }  
    
    /* 
     * Class:     android_serialport_SerialPort 
     * Method:    open 
     * Signature: (Ljava/lang/String;II)Ljava/io/FileDescriptor; 
     */  
    JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_xd_serialport_SerialPort_open  
      (JNIEnv *env, jclass thiz, jstring path, jint baudrate, jint flags)  
    {  
        int fd;  
        speed_t speed;  
        jobject mFileDescriptor;  
    
        /* Check arguments */  
        {  
            speed = getBaudrate(baudrate);  
            if (speed == -1) {  
                /* TODO: throw an exception */  
                LOGE("Invalid baudrate");  
                return NULL;  
            }  
        }  
    
        /* Opening device */  
        {  
            jboolean iscopy;  
            const char *path_utf = (*env)->GetStringUTFChars(env, path, &iscopy);  
            LOGD("Opening serial port %s with flags 0x%x", path_utf, O_RDWR | flags);  
            fd = open(path_utf, O_RDWR | flags);  
            LOGD("open() fd = %d", fd);  
            (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, path, path_utf);  
            if (fd == -1)  
            {  
                /* Throw an exception */  
                LOGE("Cannot open port");  
                /* TODO: throw an exception */  
                return NULL;  
            }  
        }  
    
        /* Configure device */  
        {  
            struct termios cfg;  
            LOGD("Configuring serial port");  
            if (tcgetattr(fd, &cfg))  
            {  
                LOGE("tcgetattr() failed");  
                close(fd);  
                /* TODO: throw an exception */  
                return NULL;  
            }  
    
            cfmakeraw(&cfg);  
            cfsetispeed(&cfg, speed);  
            cfsetospeed(&cfg, speed);  
    
            if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &cfg))  
            {  
                LOGE("tcsetattr() failed");  
                close(fd);  
                /* TODO: throw an exception */  
                return NULL;  
            }  
        }  
    
        /* Create a corresponding file descriptor */  
        {  
            jclass cFileDescriptor = (*env)->FindClass(env, "java/io/FileDescriptor");  
            jmethodID iFileDescriptor = (*env)->GetMethodID(env, cFileDescriptor, "", "()V");  
            jfieldID descriptorID = (*env)->GetFieldID(env, cFileDescriptor, "descriptor", "I");  
            mFileDescriptor = (*env)->NewObject(env, cFileDescriptor, iFileDescriptor);  
            (*env)->SetIntField(env, mFileDescriptor, descriptorID, (jint)fd);  
        }  
    
        return mFileDescriptor;  
    }  
    
    /* 
     * Class:     cedric_serial_SerialPort 
     * Method:    close 
     * Signature: ()V 
     */  
    JNIEXPORT void JNICALL Java_com_xd_serialport_SerialPort_close  
      (JNIEnv *env, jobject thiz)  
    {  
        jclass SerialPortClass = (*env)->GetObjectClass(env, thiz);  
        jclass FileDescriptorClass = (*env)->FindClass(env, "java/io/FileDescriptor");  
    
        jfieldID mFdID = (*env)->GetFieldID(env, SerialPortClass, "mFd", "Ljava/io/FileDescriptor;");  
        jfieldID descriptorID = (*env)->GetFieldID(env, FileDescriptorClass, "descriptor", "I");  
    
        jobject mFd = (*env)->GetObjectField(env, thiz, mFdID);  
        jint descriptor = (*env)->GetIntField(env, mFd, descriptorID);  
    
        LOGD("close(fd = %d)", descriptor);  
        close(descriptor);  
    }

    Android Studio : 使用 jni 实现串口通讯_第8张图片


配置NDK,生成 .so 文件

  • 在 local.properties 添加 ndk 路径

    Android Studio : 使用 jni 实现串口通讯_第9张图片

    android-ndk的版本至少要 r9d 以上的版本,如果等于或低于该版本,运行时会提示No rule to make target的错误。我使用的是 r10e 的版本。

  • 在 module 的 build.gradle 中添加 ndk 配置

    在 defaultConfig 节点下添加:

    ndk{  
        abiFilter "armeabi"  
        moduleName "serial_port"  // 生成so的名称
        ldLibs "log", "z", "m", "jnigraphics", "android"  
    }
  • 在 gradle.properties 中添加android.useDeprecatedNdk=true,否则 sync 时会提示错误NDK integration is deprecated in the current plugin.

  • Sync Project with Gradle Files

  • 运行项目,将在目录\build\intermediates\ndk\debug\lib\armeabi下生成libserial_port.so文件。

    Android Studio : 使用 jni 实现串口通讯_第10张图片

  • 将 so 文件拷贝到\src\main\jniLibs\armeabi目录下。

    Android Studio : 使用 jni 实现串口通讯_第11张图片

至此,串口通讯可以正常使用了。


参考资料

  • android 串口编程

  • android studio下的jni应用

  • android studio jni开发 串口通信

  • android studio 串口jni开发

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