Android硬件控制之USB连接
简介
在Android实现USB连接有什么作用？USB连接有什么限制？USB连接实现的难度？
1.Android实现USB连接有什么作用？
在Android上实现USB连接的用处在于可以在搭载Android系统的手机或者开发板上控制设备。例如：Android控制USB摄像头、Android控制USB打印机、Android控制身份证读卡器......理论上只要支持USB连接的设备都可以用Android实现控制。当然这里的控制分为两种情况：
-
USB免驱设备。（驱动部分已在Android底层或Linux层实现）
-
USB指定驱动设备。（硬件厂家驱动、通用通讯协议
2.USB连接有什么限制？
对于USB设备连接来说就像客户端连接服务器，在网络连接中需要知道服务器的ip地址才能找到对应的服务器，同理在USB连接中也是需要知道对应USB设备的vendorId（设备厂商Id）和productId(设备产品Id)。在我开发过的USB的设备中发现这两个Id在同一厂商生产的相同系列的不同产品中，他们可能会重复。和网络连接不同的是，如果不知道这两个Id,也是可以连接设备，只是不知道连接的哪一个，这里的id主要是用于连接和过滤设备用的
3.USB连接实现的难度？
其实USB设备的连接比较简单，比较现在USB设备已经相当普及、不论是通过Android系统还是通过Linux系统你都可以很好的实现。可能对于平时没有在Android接触过USB通信的感觉难而已，等你看完本文后你会觉得真的很简单。而且这个是不需要root权限的，看完本文后你就可以用你Android手机实现控制一个外接摄像头，想想是不是很激动。
实现步骤
1.物理连接
如果你是在Android手机这样不支持USB连接的设备上实现，可以通过在type-c上用OTG扩展出USB母口（淘宝5元包邮），如果你实在Android开发板上实现USB连接，直连就可以，一般开发板都支持USB口。如果你想控制更多的USB设备可以通过USB扩展器实现。
2.权限配置
首先在AndroidManifest.xml中申明USB权限
然后在你操作的Activity或service中添加meta-data
这里的usb_xml文件为res文件夹下的xml文件夹中的设备过滤文件
这里的每一个usb-device对应一个usb设备。
3.找到指定USB设备
连接USB设备前，首先要通过vendorId和productId过滤出我们需要的设备操作对象UsbDevice
/**
* 找到自定设备
*/
public void findUSB(int VENDORID, int PRODUCTID) {
//1)创建usbManager
usbManager = (UsbManager) mContext.getSystemService(Context.USB_SERVICE);
//2)获取到所有设备 选择出满足的设备
HashMap deviceList = usbManager.getDeviceList();
Iterator deviceIterator = deviceList.values().iterator();
while (deviceIterator.hasNext()) {
UsbDevice device = deviceIterator.next();
Log.i(TAG, "vendorID--" + device.getVendorId() + "ProductId--" + device.getProductId());
if (device.getVendorId() == VENDORID && device.getProductId() == PRODUCTID) {
usbDevice = device; // 获取USBDevice
}
}
} 4.查找设备接口
根据USBDevice找到指定的设备接口UsbInterface，一个设备上面一般只有一个接口，有两个端点，分别接受和发送数据
UsbInterface usbInterface = null;
for (int i = 0; i < usbDevice.getInterfaceCount(); i++) {
//一个设备上面一般只有一个接口，有两个端点，分别接受和发送数据
usbInterface = usbDevice.getInterface(i);
break;
}5.获取usb设备的通信通道
USB通信通道即和USB设备间接收和发送的通过，通过获取通道中对应的断点发送或接收数据实现控制。
for (int i = 0; i < usbInterface.getEndpointCount(); i++) {
UsbEndpoint ep = usbInterface.getEndpoint(i);
switch (ep.getType()) {
case UsbConstants.USB_ENDPOINT_XFER_BULK://USB端口传输
if (UsbConstants.USB_DIR_OUT == ep.getDirection()) {//输出
epBulkOut = ep;
Log.e(TAG, "获取发送数据的端点");
} else {
epBulkIn = ep;
Log.e(TAG, "获取接受数据的端点");
}
break;
case UsbConstants.USB_ENDPOINT_XFER_CONTROL://控制
epControl = ep;
Log.e(TAG, "find the ControlEndPoint:" + "index:" + i + "," + epControl.getEndpointNumber());
break;
case UsbConstants.USB_ENDPOINT_XFER_INT://中断
if (ep.getDirection() == UsbConstants.USB_DIR_OUT) {//输出
epIntEndpointOut = ep;
Log.e(TAG, "find the InterruptEndpointOut:" + "index:" + i + "," + epIntEndpointOut.getEndpointNumber());
}
if (ep.getDirection() == UsbConstants.USB_DIR_IN) {
epIntEndpointIn = ep;
Log.e(TAG, "find the InterruptEndpointIn:" + "index:" + i + "," + epIntEndpointIn.getEndpointNumber());
}
break;
default:
break;
}
}6.打开USB设备连接
在打开USB设备的时候是需要申请USB连接权限的，而且申请权限的次数是根据连接的设备来确定。也就是说需要给每个usb设备单独授权（这个也好理解，只是很多时候系统USB权限弹窗都一样，多个设备时体验不好，如果要修改我认为只能从系统层面解决）。
if (usbManager.hasPermission(usbDevice)) {
//有权限，那么打开
conn = usbManager.openDevice(usbDevice);
} else {
usbManager.requestPermission(usbDevice, intent);
if (usbManager.hasPermission(usbDevice)) { //权限获取成功
conn = usbManager.openDevice(usbDevice);
} else {
Log.e(TAG, "没有权限");
}
}7.请求接口
到此整个USB连接就已经完成了。整个连接就像Socket似的，你如果不主动释放，正常情况下他不会断开。
if (conn.claimInterface(usbInterface, true)) {
if (conn != null)// 到此你的android设备已经连上zigbee设备
Log.i(TAG, "open设备成功！");
final String mySerial = conn.getSerial();
Log.i(TAG, "设备serial number：" + mySerial);
} else {
Log.i(TAG, "无法打开连接通道。");
conn.close();
}8.发送数据
当USB连接完成后就可以进行数据发送了，这里发送的通常都是字节数据，设备根据他自己的方式解析数据做出对应的响应。
public void sendData(byte[] buffer) {
if (conn == null || epBulkOut == null) return;
if (conn.bulkTransfer(epBulkOut, buffer, buffer.length, 0) >= 0) {
//0 或者正数表示成功
Log.i(TAG, "发送成功");
} else {
Log.i(TAG, "发送失败的");
}
}9.关闭USB连接
当你不用的时候一定要记得关闭连接释放资源
conn.close();结语
对于USB连接其实就通过简单的几步就能实现USB设备与Android系统的通信，是不是很简单。我把Android系统USB通讯、Android系统串口通信、Android系统Pos打印、Android系统gpio控制、Android上USB连接Camera、Android系统上实现双屏异显等示例代码都放到github上（CSDN现在下载需要积分，暂时就不上传了），代码现在还没有整理，如有什么不合理的地方，希望大佬们指正 QQ 962851730。后续将陆续推出以上系列播客。