Android Service创建USB HOST通信

之前做了一个关于Android USB通信的Case，通过Android的USB总线给Zigbee供电，和板载的Zigbee（基于Zigbee的自组网）进行通信。要使用Android的USB Host功能，首先你需要确定你的平板（手机）设备是否支持USB Host的功能，你可以从手机开发商的简介里面看到，这个功能是由CPU直接关联的，和软件没有关系，所以，你可以把你的外设模块插进去你的Android设备看看有没有反应（比如：指示灯亮），假如没有反应，那肯定是不支持的。

废话说了那么多了，进入正题。

我的案子是把USB的通信写在Service里面的，有不了解Service的，先看Service的相关内容。下面列出了Android对USB的支持。

点开USB，你可以看到Android USB支持的两种模式：

第一种就是HOST模式：Android设备为USB总线和外设供电，数据传输是双向的。

第二种是Accessory模式：即附件模式，Android作为附件，手机和电脑连接，通常是这种模式，由USB Device端向总线供电，数据传输方向是双向的。这就是为什么手机插到电脑上可以充电的原因。

我们讨论的是第一种模式——HOST。

在讨论具体代码之前，我需要先讲一下再host模式下面的调试办法，因为数据线的端口被外设使用了，那么，传统的连接数据线调试的方法已经不行了。官网给出了解决办法：

1、请把你的Android设备用数据线连接到电脑，当然，你也要把Android设备的wifi打开。

2、在windows命令行下，进入SDK platform-tools/ 目录（具体看你把SDK安装在哪个目录了），执行 adb tcpip 5555 回车。这里其实是打开了adb调试的无线端口（Android设备在电脑上的端口映射），其实后面的数字你可以随便来，只要端口没有被占用。

3、adb connect <device-ip-address>:5555键入回车，这里的device-ip-address是你Android端的IP地址。

4、最后adb usb回车，假如没有问题，现在你已经可以在eclipse上看到logcat的输出了。

其实还有个简单的办法，笔者是使用这个办法，你可以在应用商店上下一个无线ADB工具，随便哪个都可以，这类工具就是在Android端做了上面的那些工作，而且还不用连数据线，但是第三步的那个操作还是要你在windows的命令行窗口手动输入的。

通过上面的操作，你已经可以用无线下载你写的程序、调试了。

在写代码之前，我们必须在我们的manifest文件里面声明我们要使用USB Host的功能。

方法：添加权限标签

 <uses-feature
         android:name="android.hardware.usb.host"
         android:required="true" />

     <uses-permission
         android:name="android.hardware.usb.host"
         android:required="false" />

上面的代码，会表明本应用程序是要使用host的功能的。

除开声明外，你还要添加一个关于设备信息的xml文件，这个文件放在res目录下的xml目录下：

里面写好了我们要发现的具体设备的PID、VID，我只写了这两个，这是我在测试阶段用的一个设备的：

 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
 <resources>

     <usb-device
         product-id="5800"
         vendor-id="1105" />

 </resources>

里面的两个id你可以通过后面的枚举设备中打印出来。这样是方便设备一插入 ，系统就会提醒用户打开对设备进行声明的程序。

当然，你还要manifest中的某个activity下声明，你使用了这个文件，那么，一旦你打开应用，就会自动跳转到你声明的那个activity：

 <activity
             android:name="cyc.gzpl.gzplv3.WelcomeActivity"
             android:launchMode="standard"
             android:screenOrientation="landscape"
             android:theme="@android:style/Theme.NoTitleBar.Fullscreen" >
             <intent-filter>
                 <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                 <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
             </intent-filter>
             <intent-filter>
                 <action android:name="android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED" />
             </intent-filter>

             <meta-data
                 android:name="android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED"
                 android:resource="@xml/device_filter" />

我放在了MainActivity。

建立了一个Service类：

 public class ZigbeeService extends Service {
 //这里定义一些必要的变量
 <span style="white-space:pre">  </span>@Override
     public void onStart(Intent intent, int startId) {
         // TODO Auto-generated method stub
         super.onStart(intent, startId); // 每次startService（intent）时都回调该方法
         System.out.println("进入service的onStart函数");
         myUsbManager = (UsbManager) getSystemService(Context.USB_SERVICE); // 获取UsbManager

         // 枚举设备
         enumerateDevice(myUsbManager);
         // 查找设备接口
         getDeviceInterface();
         // 获取设备endpoint
         assignEndpoint(Interface2);
         // 打开conn连接通道
         openDevice(Interface2);
 }

这一段代码，基本上已经完成了和USB建立连接了。我们一个个来分析：

 myUsbManager = (UsbManager) getSystemService(Context.USB_SERVICE); // 获取UsbManager

这条代码的作用是获取一个UsbManager的实例，通过它我们可以获取USB的状态，并且和USB设备进行通信。总的来说，它管理了USB设备。

你把你的外设插入USB接口后，紧接着就是调用美剧USB总线上的usb设备了，具体函数实现如下：

 // 枚举设备函数
     private void enumerateDevice(UsbManager mUsbManager) {
         System.out.println("开始进行枚举设备!");
         if (mUsbManager == null) {
             System.out.println("创建UsbManager失败，请重新启动应用！");
             info.setText("创建UsbManager失败，请重新启动应用！");
             return;
         } else {
             HashMap<String, UsbDevice> deviceList = mUsbManager.getDeviceList();
             if (!(deviceList.isEmpty())) {
                 // deviceList不为空
                 System.out.println("deviceList is not null!");
                 Iterator<UsbDevice> deviceIterator = deviceList.values()
                         .iterator();
                 while (deviceIterator.hasNext()) {
                     UsbDevice device = deviceIterator.next();
                     // 输出设备信息
                     Log.i(TAG, "DeviceInfo: " + device.getVendorId() + " , "
                             + device.getProductId());
                     System.out.println("DeviceInfo:" + device.getVendorId()
                             + " , " + device.getProductId());
                     // 保存设备VID和PID
                     VendorID = device.getVendorId();
                     ProductID = device.getProductId();
                     // 保存匹配到的设备
                     if (VendorID == 1105 && ProductID == 5800) {
                         myUsbDevice = device; // 获取USBDevice
                         System.out.println("发现待匹配设备:" + device.getVendorId()
                                 + "," + device.getProductId());
                         Context context = getApplicationContext();
                         Toast.makeText(context, "发现待匹配设备", Toast.LENGTH_SHORT)
                                 .show();
                     }
                 }
             } else {
                 info.setText("请连接USB设备至PAD！");
                 Context context = getApplicationContext();
                 Toast.makeText(context, "请连接USB设备至PAD！", Toast.LENGTH_SHORT)
                         .show();
             }
         }
     }

通过上面的枚举函数，总线上面的设备都会被列出来，你可以选择符合你要求的设备，把它放到一个UsbDevice的实例里面。接下来还不能对USB进行直接通信。。。

接下来的工作：查找外设的usb接口，我的zigbee上面有两个接口，一个0接口，还有一个2接口，我在这里吃了很大的亏，我一直忽视了2接口，一直死在0接口那里，0接口是用来进行配置的，作为用户层，是用不到的，2接口作为数据传输口。具体情况可能是要根据你的外设的情况来定的，推荐你接口的信息都要打印出来，并且都试一下。

下面是查询接口的具体实现：

 // 寻找设备接口
     private void getDeviceInterface() {
         if (myUsbDevice != null) {
             Log.d(TAG, "interfaceCounts : " + myUsbDevice.getInterfaceCount());
             for (int i = 0; i < myUsbDevice.getInterfaceCount(); i++) {
                 UsbInterface intf = myUsbDevice.getInterface(i);

                 if (i == 0) {
                     Interface1 = intf; // 保存设备接口
                     System.out.println("成功获得设备接口:" + Interface1.getId());
                 }
                 if (i == 1) {
                     Interface2 = intf;
                     System.out.println("成功获得设备接口:" + Interface2.getId());
                 }
             }
         } else {
             System.out.println("设备为空！");
         }

     }

把获取到的接口，存放在一个UsbInterface实例里面。接下来还是不能直接通信的。。。。。

接下来，我们要分配接口的端点：

 // 分配端点，IN | OUT，即输入输出；可以通过判断
     private UsbEndpoint assignEndpoint(UsbInterface mInterface) {

         for (int i = 0; i < mInterface.getEndpointCount(); i++) {
             UsbEndpoint ep = mInterface.getEndpoint(i);
             // look for bulk endpoint
             if (ep.getType() == UsbConstants.USB_ENDPOINT_XFER_BULK) {
                 if (ep.getDirection() == UsbConstants.USB_DIR_OUT) {
                     epBulkOut = ep;
                     System.out.println("Find the BulkEndpointOut," + "index:"
                             + i + "," + "使用端点号："
                             + epBulkOut.getEndpointNumber());
                 } else {
                     epBulkIn = ep;
                     System.out
                             .println("Find the BulkEndpointIn:" + "index:" + i
                                     + "," + "使用端点号："
                                     + epBulkIn.getEndpointNumber());
                 }
             }
             // look for contorl endpoint
             if (ep.getType() == UsbConstants.USB_ENDPOINT_XFER_CONTROL) {
                 epControl = ep;
                 System.out.println("find the ControlEndPoint:" + "index:" + i
                         + "," + epControl.getEndpointNumber());
             }
             // look for interrupte endpoint
             if (ep.getType() == UsbConstants.USB_ENDPOINT_XFER_INT) {
                 if (ep.getDirection() == UsbConstants.USB_DIR_OUT) {
                     epIntEndpointOut = ep;
                     System.out.println("find the InterruptEndpointOut:"
                             + "index:" + i + ","
                             + epIntEndpointOut.getEndpointNumber());
                 }
                 if (ep.getDirection() == UsbConstants.USB_DIR_IN) {
                     epIntEndpointIn = ep;
                     System.out.println("find the InterruptEndpointIn:"
                             + "index:" + i + ","
                             + epIntEndpointIn.getEndpointNumber());
                 }
             }
         }
         if (epBulkOut == null && epBulkIn == null && epControl == null
                 && epIntEndpointOut == null && epIntEndpointIn == null) {
             throw new IllegalArgumentException("not endpoint is founded!");
         }
         return epIntEndpointIn;
     }

usb的端点不是随便分配的，有IN/OUT之分，前者是输入，后者是输出。

分配到的端点，用UsbEndpoint的实例存起来。Endpoint是用来传输数据的，但是，接下来，还是不能进行通信的。。。。。

我们要建立外设和Android设备的连接才行，也就是打开设备的连接，不然怎么通信呢？代码如下：

 // 打开设备
     public void openDevice(UsbInterface mInterface) {
         if (mInterface != null) {
             UsbDeviceConnection conn = null;
             // 在open前判断是否有连接权限；对于连接权限可以静态分配，也可以动态分配权限
             if (myUsbManager.hasPermission(myUsbDevice)) {
                 conn = myUsbManager.openDevice(myUsbDevice);
             }

             if (conn == null) {
                 return;
             }

             if (conn.claimInterface(mInterface, true)) {
                 myDeviceConnection = conn;
                 if (myDeviceConnection != null)// 到此你的android设备已经连上zigbee设备
                     System.out.println("open设备成功！");
                 final String mySerial = myDeviceConnection.getSerial();
                 System.out.println("设备serial number：" + mySerial);
             } else {
                 System.out.println("无法打开连接通道。");
                 conn.close();
             }
         }
     }

打开连接后，我们会得到一个UsbDeviceConnection的实例，我们的通信都是建立在一个可用的USB的连接上。

终于可以通信了。。。。。。

下面讲一下USB传输在Android里面的几个函数。。。。。

通常有两种传输方式，一种叫控制传输，具体函数解释如下：

这个传输函数有个特点，它是用于端点0的传输，具体，我也没用过，参考文档上说，0端点是用来配置用的，所以我也没有深究。

另外一个函数bulk传输，它用于usb大流量数据的一个传输，我使用的是这个。

下面是我用这个函数实现读写USB的代码：

 // 发送数据
     private void sendMessageToPoint(byte[] buffer) {
         // bulkOut传输
         if (myDeviceConnection
                 .bulkTransfer(epBulkOut, buffer, buffer.length, 0) < 0)
             System.out.println("bulkOut返回输出为  负数");
         else {
             System.out.println("Send Message Succese！");
         }
     }

当发送数据的时候，我们使用的是out端点。

 // 从设备接收数据bulkIn
     private byte[] receiveMessageFromPoint() {
         byte[] buffer = new byte[15];
         if (myDeviceConnection.bulkTransfer(epBulkIn, buffer, buffer.length,
                 2000) < 0)
             System.out.println("bulkIn返回输出为  负数");
         else {
             System.out.println("Receive Message Succese！"
             // + "数据返回"
             // + myDeviceConnection.bulkTransfer(epBulkIn, buffer,
             // buffer.length, 3000)
                     );
         }
         return buffer;
     }

接收数据的时候，使用的IN端点。

上面打开设备的时候得到的UsbDeviceConnection的实例和端点分配分配的端点，将在这里被使用到。

OK！~~~

到这里，大部分的任务都完成了，剩下的工作就是写一些逻辑代码去调用bulk传输函数就可以了，这里我就不多说了。

另外，在Service是需要在manifest里面注册的，程序跑起来以后，Service是完全和程序的其他部分并行的，不影响程序的正常运行，也不会阻塞界面，实现了，后台与Zigbee的通信，这里主要讲的是usb host在Android里面的几个主要的点，关于Zigbee就没有多说了，无非就是一些看用户手册的活。

笔者了解有限，有不对的地方，请指出来，大家一起交流、探讨。。。THKS