Android USB Host的使用详解

转自：http://blog.csdn.net/leo_wonty/article/details/6721214

HID是一种USB通信协议，无需安装驱动就能进行交互，在学习HID之前，先来复习一下USB协议的相关内容。

 

USB设备描述符－概述

当插入USB设备后，主机会向设备请求各种描述符来识别设备。那什么是设备描述符呢？

Descriptor即描述符，是一个完整的数据结构，可以通过C语言等编程实现，并存储在USB设备中，用于描述一个USB设备的所有属性，USB主机是通过一系列命令来要求设备发送这些信息的。

描述符的作用就是通过命令操作作来给主机传递信息，从而让主机知道设备具有什么功能、属于哪一类设备、要占用多少带宽、使用哪类传输方式及数据量的大小，只有主机确定了这些信息之后，设备才能真正开始工作。

USB有那些标准描述符？ 

USB有5种标准描述符：设备描述符 、配置描述符、字符描述符、接口描述符、端点描述符  。

以下转自：http://blog.csdn.net/duckmoving/article/details/9713269

我必须声明一下，本文章是我自己的X度空间最近迁移过来的，不是抄袭。

【废话一段】
      前段时间，我的小组开发一个Android主机的系统，这个系统需要外接USB的指纹机、读卡器、U盘，硬件已经有了，主机是一个开发板接口丰富，并且支持Android USB Host模式，外设自然不用说。
     但是碰到了一个问题，驱动！本来这个项目是源于Windows的，外设全部是针对Windows而开发的，如果要用专门的驱动，那么开发Android本身就需要复杂的过程。后来经过硬件工程师的改造，我们将USB换成了HID模式，减轻开发难度。
     经过一段时间搜索网上资料，关于Android USB Host的资料可以说非常少，不是少数，而是几乎雷同。我是百度+google，更换无数中英文关键字，最后我如愿完成自己的项目，和HID设备正常通讯了，并且识别了U盘。对于网络上中文资料的少而单一的现状，我决定自己写一篇文章，让同行们少走弯路。
    我的代码参考了来自“开源中国”部分资料，如果有解决不了的，可以在那里查询。
【基础功能】
    注意：本文的步骤，可能需要你具备Root的权限，否则有些操作可能会无法完成。强烈建议你先root设备。
    步骤一：你必须确定你的Android设备支持USB Host，具体支持与否请参考自己的说明书。确定了才有必要看本文章。
   步骤二：确认Android是否已经开放了USB访问权限，这一步非常重要。操作是：进入系统，找到目录“/system/etc/permissions”，可以用ES或者RE文件管理器进行操作。查看该目录下，是否有一个文件"android.hardware.usb.host.xml",如果没有，则自己创建一个同名文件，内容如下：

 <permissions>
     <feature name="android.hardware.usb.host"/>
 </permissions>

然后，拷贝到“/system/etc/permissions”目录下。（可以用Eclipse的DDMS帮忙，push进去）
   步骤三：其实呢，有了步骤三基本也就可以了，但是我自己也不是很确定，于是有了步骤四。继续检查目录“/system/etc/permissions”下，将其中的“handheld_core_hardware.xml （手机）或者 tablet_core_hardware.xml（平板）”拖出来，打开文件，看看<permissions>结点下面有没有下面这个结点：

 <feature name="android.hardware.usb.host" />

如果没有，就自己补上一行，保存，并push进去替换原来的文件。比如我的文件内容是：

 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
 <permissions>
     <feature name="android.hardware.camera" />
     <feature name="android.hardware.location" />
     <feature name="android.hardware.location.network" />
     <feature name="android.hardware.sensor.compass" />
     <feature name="android.hardware.sensor.accelerometer" />
     <feature name="android.hardware.bluetooth" />
     <feature name="android.hardware.touchscreen" />
     <feature name="android.hardware.microphone" />
     <feature name="android.hardware.screen.portrait" />
     <feature name="android.hardware.screen.landscape" />
     <feature name="android.hardware.usb.host" />
 </permissions>

步骤四：非常重要，就是重启你的Android设备。
【详细代码】
       事实上，做完上面的步骤，剩下的代码就非常地简单了，我之前搜索到的基本就是这些内容了。

      强烈建议大家参考SDK文档下面的google示例：ADBTest，他写的类非常有用，我下面的内容可以忽略过去。我后来就是参考了ADBTest之后，改装成一个通用类，可以让我的主机接多个USB-HID外设，实现同时异步收发。当然，你通过我下面的代码应该也能实现举一反三。

   先看看AndroidManifest.xml文件，为了写这篇文章，我特意做了大量注释：

 <manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
     package="com.example.usbmanager"
     android:versionCode="1"
     android:versionName="1.0" >
       <!-- 这个权限是必须有的，否则操作不了硬件,google的文档没有说出来，据说是因为有过滤器后自动获得，但是我的项目没这句话不成功。 -->
     <uses-permission android:name="android.permission.HARDWARE_TEST" />
     <!-- 这句话也是必须的 -->
     <uses-feature android:name="android.hardware.usb.host" android:required="true"/>
     <!-- SDK必须是12以上的，因为从 Android3.1开始，才正式支持USB Host -->
     <uses-sdk
         android:minSdkVersion="12"
         android:targetSdkVersion="17" />

     <application
         android:icon="@drawable/ic_launcher"
         android:label="@string/app_name"
         android:theme="@style/AppTheme" >
         <activity
             android:name=".MainActivity"
             android:label="@string/app_name"
             >
             <intent-filter>
                 <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                 <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
             </intent-filter>
             <!-- 以下这个过滤器是要手工增加上，如果不增加也可以在代码中动态注册，不过我的代码是在这里注册 -->
             <intent-filter>
                 <action
                     android:name="android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED" />
             </intent-filter>
              <!-- 以下这个meta-data是要手工增加上，他是用来过滤你的具体USB设备的，其中的device_filter是个xml文件 -->
             <meta-data
                 android:name="android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED"
                 android:resource="@xml/device_filter"/>
             <!--
             <intent-filter>
                 <action android:name="android.intent.action.VIEW"></action>
                 <category android:name="android.intent.category.DEFAULT"></category>
                 <data android:mimeType=""></data>
             </intent-filter>
             -->

         </activity>
     </application>

 </manifest>

注意看：上面的文件提到了一个文件“ device_filter ”，他也是你能否成功的一个重要文件” device_filter.xml “，这个文件必须自己创建：
         在项目工程中的res结点创建一个新的文件夹叫”xml“（不会操作？？？？右键啊！），然后再在xml文件夹下创建一个xml，文件名就叫做“device_filter",内容如下：

 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
 <resources>
     <!-- 以下内容的 vendor-id、product-id就是USB的vid和pid了，请大家自己在Windows中找到这个设备的属性，检查设备的VID_PID值-->
     <!-- 还要说明一点的是：Windows设备属性中看到的ID值是16进制表示的，必须转换成10进制，并配置 。-->
     <!-- 测试用的亿捷U盘，Windows中显示的VID是090C，转换为十进制是2316，其他的道理是一样的 -->
     <usb-device vendor-id="2316" product-id="4096"/>
     <!-- 测试用的M1读卡器 -->
     <usb-device vendor-id="1155" product-id="22352"/>
     <!-- USB-HUB -->
     <usb-device vendor-id="1507" product-id="1544" />
 </resources>

     我必须讲清楚，上面的设备是我测试用的，和大家手上的设备根本不一样，请自行查看USB设备VID\PID然后转换 。

         我们再来看看布局文件activity_main.xml， 这个布局是测试用的，非常随意，请大家根据自己的项目布局测试，不一定要用我这个，也不要问我为什么要这么设计布局，哥我只是玩玩而已，不要那么认真嘛~~~~~

 <RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
     xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
     android:layout_width="match_parent"
     android:layout_height="match_parent"
     android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
     android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
     android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
     android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
     tools:context=".MainActivity" >

     <TextView
         android:id="@+id/tvtitle"
         android:layout_width="wrap_content"
         android:layout_height="wrap_content"
         android:text="@string/title" />

     <EditText
         android:id="@+id/etxsend"
         android:layout_width="wrap_content"
         android:layout_height="wrap_content"
         android:layout_alignLeft="@+id/tvtitle"
         android:layout_below="@+id/tvtitle"
         android:ems="10"
         android:hint="@string/sendhint"
         android:visibility="invisible" />

     <EditText
         android:id="@+id/etxreceive"
         android:layout_width="wrap_content"
         android:layout_height="wrap_content"
         android:layout_alignLeft="@+id/btsend"
         android:layout_below="@+id/btsend"
         android:layout_marginTop="37dp"
         android:ems="10"
         android:hint="@string/receivehint"
         android:visibility="invisible" />

     <Button
         android:id="@+id/btreceive"
         android:layout_width="wrap_content"
         android:layout_height="wrap_content"
         android:layout_alignLeft="@+id/etxreceive"
         android:layout_below="@+id/etxreceive"
         android:text="@string/btreceive" />

     <Button
         android:id="@+id/btsend"
         android:layout_width="wrap_content"
         android:layout_height="wrap_content"
         android:layout_alignLeft="@+id/etxsend"
         android:layout_below="@+id/etxsend"
         android:layout_marginTop="16dp"
         android:text="@string/btsend" />

     <ListView
         android:id="@+id/lsv1"
         android:layout_width="match_parent"
         android:layout_height="wrap_content"
         android:layout_alignLeft="@+id/btreceive"
         android:layout_below="@+id/btreceive" >
     </ListView>

 </RelativeLayout>

        特别是上面提到的一些按钮上的text，大家发挥自己想象力，我不想再贴上values下面的那些文件了。其中有些按钮根本没有用到。我是调试用的。
      
       这回，我们进入了直接的代码模块：MainActivity.java

 package com.example.usbmanager;

 import java.util.ArrayList;
 import java.util.HashMap;
 import java.util.Iterator;
 import java.util.List;

 import android.os.Bundle;
 import android.R.string;
 import android.app.Activity;
 import android.app.PendingIntent;
 import android.content.BroadcastReceiver;
 import android.content.Context;
 import android.content.DialogInterface;
 import android.content.Intent;
 import android.content.IntentFilter;
 import android.database.DataSetObserver;
 import android.hardware.usb.UsbConstants;
 import android.hardware.usb.UsbDevice;
 import android.hardware.usb.UsbDeviceConnection;
 import android.hardware.usb.UsbEndpoint;
 import android.hardware.usb.UsbInterface;
 import android.hardware.usb.UsbManager;
 import android.util.Log;
 import android.view.View.OnClickListener;
 import android.view.Gravity;
 import android.view.Menu;
 import android.view.View;
 import android.view.ViewGroup;
 import android.widget.ArrayAdapter;
 import android.widget.Button;
 import android.widget.EditText;
 import android.widget.ListAdapter;
 import android.widget.ListView;
 import android.widget.Toast;

 public class MainActivity extends Activity {
     private static final String TAG = "MainActivity";   //记录标识
     private Button btsend;      //发送按钮
     private UsbManager manager;   //USB管理器
     private UsbDevice mUsbDevice;  //找到的USB设备
     private ListView lsv1;         //显示USB信息的
     private UsbInterface mInterface;
     private UsbDeviceConnection mDeviceConnection;
     @Override
     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
         super.onCreate(savedInstanceState);
         setContentView(R.layout.activity_main);
         btsend = (Button) findViewById(R.id.btsend);

         btsend.setOnClickListener(btsendListener);

         lsv1 = (ListView) findViewById(R.id.lsv1);
         // 获取USB设备
         manager = (UsbManager) getSystemService(Context.USB_SERVICE);
         if (manager == null) {
             return;
         } else {
             Log.i(TAG, "usb设备：" + String.valueOf(manager.toString()));
         }
         HashMap<String, UsbDevice> deviceList = manager.getDeviceList();
         Log.i(TAG, "usb设备：" + String.valueOf(deviceList.size()));
         Iterator<UsbDevice> deviceIterator = deviceList.values().iterator();
         ArrayList<String> USBDeviceList = new ArrayList<String>(); // 存放USB设备的数量
         while (deviceIterator.hasNext()) {
             UsbDevice device = deviceIterator.next();

             USBDeviceList.add(String.valueOf(device.getVendorId()));
             USBDeviceList.add(String.valueOf(device.getProductId()));

             // 在这里添加处理设备的代码
             if (device.getVendorId() == 1155 && device.getProductId() == 22352) {
                 mUsbDevice = device;
                 Log.i(TAG, "找到设备");
             }
         }
         // 创建一个ArrayAdapter
         lsv1.setAdapter(new ArrayAdapter<String>(this,
                 android.R.layout.simple_list_item_1, USBDeviceList));
         findIntfAndEpt();

     }

     private byte[] Sendbytes;    //发送信息字节
     private byte[] Receiveytes;  //接收信息字节
     private OnClickListener btsendListener = new OnClickListener() {
         int ret = -100;
         @Override
         public void onClick(View v) {
             /*
              * 请注意，本模块通信的内容使用的协议是HID读卡器协议，不会和大家手上的设备一样
              * 请大家在测试时参考自己手上的设备资料，严格按照HID标准执行发送和接收数据
              * 我的范例使用的设备是广州微云电子的WY-M1RW-01非接触式读卡器，outputreport是64，因此我发送的字节长度是64
              * 我发送的字节内容是要求读卡器蜂鸣器响两短一长
              */
             String testString = "90000CB20301F401F401F401F407D447FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF";
             Sendbytes = clsPublic.HexString2Bytes(testString);

             // 1,发送准备命令
             ret = mDeviceConnection.bulkTransfer(epOut, Sendbytes, Sendbytes.length, 5000);
             Log.i(TAG,"已经发送!");

             // 2,接收发送成功信息
             Receiveytes=new byte[64];     //这里的64是设备定义的，不是我随便乱写，大家要根据设备而定
             ret = mDeviceConnection.bulkTransfer(epIn, Receiveytes, Receiveytes.length, 10000);
             Log.i(TAG,"接收返回值:" + String.valueOf(ret));
             if(ret != 64) {
                 DisplayToast("接收返回值"+String.valueOf(ret));
                 return;
             }
             else {
                 //查看返回值
                 DisplayToast(clsPublic.Bytes2HexString(Receiveytes));
                 Log.i(TAG,clsPublic.Bytes2HexString(Receiveytes));
             }
         }
     };

     // 显示提示的函数，这样可以省事，哈哈
     public void DisplayToast(CharSequence str) {
         Toast toast = Toast.makeText(this, str, Toast.LENGTH_LONG);
         // 设置Toast显示的位置
         toast.setGravity(Gravity.TOP, 0, 200);
         // 显示Toast
         toast.show();
     }

     // 寻找接口和分配结点
     private void findIntfAndEpt() {
         if (mUsbDevice == null) {
             Log.i(TAG,"没有找到设备");
             return;
         }
         for (int i = 0; i < mUsbDevice.getInterfaceCount();) {
             // 获取设备接口，一般都是一个接口，你可以打印getInterfaceCount()方法查看接
             // 口的个数，在这个接口上有两个端点，OUT 和 IN
             UsbInterface intf = mUsbDevice.getInterface(i);
             Log.d(TAG, i + " " + intf);
             mInterface = intf;
             break;
         }

         if (mInterface != null) {
             UsbDeviceConnection connection = null;
             // 判断是否有权限
             if(manager.hasPermission(mUsbDevice)) {
                 // 打开设备，获取 UsbDeviceConnection 对象，连接设备，用于后面的通讯
                 connection = manager.openDevice(mUsbDevice);
                 if (connection == null) {
                     return;
                 }
                 if (connection.claimInterface(mInterface, true)) {
                     Log.i(TAG,"找到接口");
                     mDeviceConnection = connection;
                     //用UsbDeviceConnection 与 UsbInterface 进行端点设置和通讯
                     getEndpoint(mDeviceConnection,mInterface);
                 } else {
                     connection.close();
                 }
             } else {
                 Log.i(TAG,"没有权限");
             }
         }
         else {
             Log.i(TAG,"没有找到接口");
         }
     }


     private UsbEndpoint epOut;
     private UsbEndpoint epIn;
     //用UsbDeviceConnection 与 UsbInterface 进行端点设置和通讯
     private void getEndpoint(UsbDeviceConnection connection, UsbInterface intf) {
         if (intf.getEndpoint(1) != null) {
             epOut = intf.getEndpoint(1);
         }
         if (intf.getEndpoint(0) != null) {
             epIn = intf.getEndpoint(0);
         }
     }


 }

还有个类clsPublic.java，用来做些类型转换的和其他用途。

 package com.example.usbmanager;

 public class clsPublic {
      // 整数到字节数组转换
      public static byte[] int2bytes(int n) {
      byte[] ab = new byte[4];
      ab[0] = (byte) (0xff & n);
      ab[1] = (byte) ((0xff00 & n) >> 8);
      ab[2] = (byte) ((0xff0000 & n) >> 16);
      ab[3] = (byte) ((0xff000000 & n) >> 24);
      return ab;
      }

      // 字节数组到整数的转换
      public static int bytes2int(byte b[]) {
      int s = 0;
      s = ((((b[0] & 0xff) << 8 | (b[1] & 0xff)) << 8) | (b[2] & 0xff)) << 8
      | (b[3] & 0xff);
      return s;
      }

      // 字节转换到字符
      public static char byte2char(byte b) {
      return (char) b;
      }

      private final static byte[] hex = "0123456789ABCDEF".getBytes();

      private static int parse(char c) {
      if (c >= 'a')
      return (c - 'a' + 10) & 0x0f;
      if (c >= 'A')
      return (c - 'A' + 10) & 0x0f;
      return (c - '0') & 0x0f;
      }

      // 从字节数组到十六进制字符串转换
      public static String Bytes2HexString(byte[] b) {
      byte[] buff = new byte[2 * b.length];
      for (int i = 0; i < b.length; i++) {
      buff[2 * i] = hex[(b[i] >> 4) & 0x0f];
      buff[2 * i + 1] = hex[b[i] & 0x0f];
      }
      return new String(buff);
      }

      // 从十六进制字符串到字节数组转换
      public static byte[] HexString2Bytes(String hexstr) {
      byte[] b = new byte[hexstr.length() / 2];
      int j = 0;
      for (int i = 0; i < b.length; i++) {
      char c0 = hexstr.charAt(j++);
      char c1 = hexstr.charAt(j++);
      b[i] = (byte) ((parse(c0) << 4) | parse(c1));
      }
      return b;
      }
 }

         
【调试】

      如果一切顺利的话，你接上你的USB设备后，android会弹出一个访问硬件的权限提示框，你要点击“确定“。

      调试的内容应该我不需要讲了，Eclipse会帮你搞定的。

      好吧！已经把该说的代码都说了，说句实话，CSDN的网络稳定性还是很差，目前我正在物色新的博客平台，X园好像挺可以的。