OTG – Android USB Hos

前几天研究了一下Android上OTG的功能。
OTG在Android3.1及以上被支持。也就是minSdkVersion为12.

API概述

UsbManager
允许您枚举已连接的USB设备并且与其进行“交流”。

UsbDevice
代表了一个已连接的USB的设备并且包含具有该设备验证信息，接口和接入点的方法。

UsbInterface
代表了一个USB设备的一个接口，该接口定义了一系列关于设备的函数。一个设备在进行“交流”的时候可以有一个或者多个接口。

UsbEndpoint
代表一个接口的接入点，该接入点就是这个接口的通信信道。一个接口可以有一个或者多个这样的接入点，而且一般都是有输入和输出双向通信的接入点。

UsbDeviceConnection
代表该设备的一个连接，用来在接入点上传输数据。这个类允许您能用同步或者异步的方式发送和返回数据。

UsbRequest
在通过UsbDeviceConnection和设备进行“交流”的一个异步请求。

UsbConstants
关于在linux内核中linux/usb/ch9.h的相关定义的USB常量。

在大多数情况中，跟USB设备通信时，需要使用所有这些类（使用异步通信，只需要使用UsbRequest类）。使用UsbManager对象来获取期望的UsbDevice对象。有了这个UsbDevice对象时，就需要查找对应的UsbInterface对象和基于该接口通信的UsbEndpoint对象。一旦获取了正确的端点，就可以打开UsbDeviceConnect对象来跟USB设备进行通信了。

Android清单要求

在使用USB主机模式API工作之前，你需要把以下介绍的内容添加到你的应用程序清单中：

1. 因为不是所有的Android设备都保证支持USB主机模式，所以要在你的应用程序声明中包含元素，以声明你的应用程序要使用android.hardware.usb.host功能。

2. 把应用程序的最小SDK设置为API Level 12或更高的版本。在较早的API版本中不存在USB主机模式API。

3. 如果你希望你的应用程序能够获得接入USB设备时的通知，那么还要在你的主Activity中指定用android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED类型的Intent来配对的和元素。元素要指向一个外部的XML资源文件，该文件声明了希望检测的设备的识别信息。

在这个XML资源文件中，要用元素来声明你想要过滤的USB设备。以下列出了元素的属性。通常，使用vendor-id和product-id来指定你所希望过滤的特定的设备，并且使用class、subclass和protocol来指定你所希望过滤的USB设备组，如大容量存储设备或数码相机。你可以不指定任何属性，或所有全部属性。不指定任何属性，就会跟所有USB设备匹配，如果应用程序需要，就可以这样做：

A. vendor-id

B. product-id

C. class

D. subclass

E. protocol（设备或接口）

在res/xml目录中保存这个资源文件。该资源文件的名称（不含.xml扩展名）必须跟元素中指定的名称相同。XML资源文件的格式请看下例。

1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
2 <manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
3     package="com.example.testusb"
4     android:versionCode="1"
5     android:versionName="1.0"
6     >
7
8     <uses-sdk
9         android:minSdkVersion="12"
10         android:targetSdkVersion="17" />
11
12     <uses-feature android:name="android.hardware.usb.host" />
13
14     <application
15         android:allowBackup="true"
16         android:icon="@drawable/ic_launcher"
17         android:label="@string/app_name"
18         android:theme="@style/AppTheme" >
19         <activity
20             android:name="com.example.testusb.TestUSB"
21             android:label="@string/app_name" >
22             <intent-filter>
23                 <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
24                 <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
25             </intent-filter>
26             <!-- 当你需要希望你的应用能够被连接的设备所提示，需要针对intent-filter和meta-data加上android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED意图 -->
27             <intent-filter>
28                 <action android:name="android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED" />
29             </intent-filter>
30
31             <!-- 用于过滤具体USB设备，其中device_filter是个xml文件 -->
32             <meta-data android:name="android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED"
33                 android:resource="@xml/device_filter" />
34         </activity>
35
36     </application>
37
38 </manifest>

资源文件应该保存在res/xml/device_filter.xml

1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
2 <resources>
3     <!-- 如果你不确定你需要检测的设备vendor-id和product-id，可以所有的参数都为空，将获得所有已连接的USB设备。
4     否则请对应上相应参数。 -->
5     <usb-device vendor-id="65535" product-id="65535" class="255" subclass="66"protocol="1" />
6 </resources>

可以在Windows上查看USB设备的VID和PID，需要注意的是，在Windows上VID和PID都是十六进制数，需要转换为10进制。

声明: 本文由( 上善若水 )原创编译，转载请保留链接: OTG – Android USB Host(一)

发现设备
可以使用两种方法来发现设备：
1.使用Intent过滤器，过滤用户接入USB设备时所发出的通知；
2.列举已经接入的USB设备。

如果你希望你的程序能够自动的检测你所期望的USB设备，需要使用Intent过滤器，如我们刚才在AndroidManifest.xml中添加的过滤器。

在Activity中，可以从这样的意图中获取UsbDevice：

1 UsbDevice device = (UsbDevice) intent.getParcelableExtra(UsbManager.EXTRA_DEVICE);

如果你你希望过滤所有的USB设备，或者应用程序没有过滤对应的Intent对象，那么可以使用列举:

1 UsbManager usbManager = (UsbManager) getSystemService(Context.USB_SERVICE);
2 HashMap<String, UsbDevice> map = usbManager.getDeviceList();
3 for(UsbDevice device : map.values()){
4     Log.i(TAG, "dName: " + device.getDeviceName());
5     Log.i(TAG, "vid: " + device.getVendorId() + "\t pid: " + device.getProductId());
6     usbDevice = device;
7     //Other code
8 }

或者使用迭代，获取每一个设备：

1 HashMap<String, UsbDevice> deviceList = usbManager .getDeviceList();
2 Iterator<UsbDevice> deviceIterator = deviceList.values().iterator();
3 while(deviceIterator.hasNext()){
4     UsbDevice device = deviceIterator.next();
5     //Other code
6 }

获取跟设备通信的权限
在跟USB设备进行通信之前，你的应用程序必须要获取用户的许可。
注意：如果你的应用程序使用Intent过滤器来发现接入的USB设备，而且用户允许你的应用程序处理该Intent，那么它会自动的接收权限，否则，在你的应用程序接入该设备之前，必须明确的申请权限。

明确的申请权限在某些情况下是必须的，如你的应用程序列举已经接入的USB设备并想要跟其中的一个设备通信的时候。在试图跟一个设备通信之前，你必须要检查是否有访问设备的权限。否则，如果用户拒绝了你访问该设备的请求，你会收到一个运行时错误。

要明确的获取这个权限，首先要创建一个广播接收器。这个接收器用于监听你调用requestPermission()方法时，系统所发出的Intent对象。调用requestPermission()方法时，系统会显示一个对话框，询问用户是否允许跟该USB设备进行连接。下列代码演示如何创建这个广播接收器：

1 private static final String ACTION_USB_PERMISSION = "com.android.example.USB_PERMISSION";
2 private final BroadcastReceiver mUsbReceiver = new BroadcastReceiver() {
3
4     public void onReceive(Context context, Intent intent) {
5     String action = intent.getAction();
6         Log.e(TAG, action);
7
8     if (ACTION_USB_PERMISSION.equals(action)) {
9         synchronized (this) {
10         usbDevice = (UsbDevice)intent.getParcelableExtra(UsbManager.EXTRA_DEVICE);
11         //允许权限申请
12         if (intent.getBooleanExtra(UsbManager.EXTRA_PERMISSION_GRANTED, false)) {
13             if(usbDevice != null){
14                 //call method to set up device communication
15                 }
16             } else {
17                 Log.d(TAG, "permission denied for device " + usbDevice);
18             }
19         }
20     }
21 };

注册接收的广播，并放在onCreate中：

1 //注册广播
2 IntentFilter filter = new IntentFilter(ACTION_USB_PERMISSION);
3 registerReceiver(mUsbReceiver, filter);

申请权限：

1 PendingIntent pi = PendingIntent.getBroadcast(this, 0, new Intent(ACTION_USB_PERMISSION),0);
2 if(usbManager.hasPermission(usbDevice)){
3     //Other code
4 }else{
5     //没有权限询问用户是否授予权限
6     usbManager.requestPermission(usbDevice, pendingIntent); //该代码执行后，系统弹出一个对话框，
7                                                             //询问用户是否授予程序操作USB设备的权限
8 }

当用户回应这个对话框时，你的广播接收器就会收到一个包含用一个boolean值来表示结果的EXTRA_PERMISSION_GRANTED字段的意图。在您连接设备之前检查这个字段的值是否为true。

跟设备进行通信：
我们可以同步或者异步的和USB设备进行“交流”。在任意一种情况之下，您都应该创建一个新的线程来进行数据传输，这样就不会阻塞您的主线程了。要想正确的设置好和一个设备之间的连接，您需要获得该设备正确的UsbInterface和UsbEndpoint来和您进行“交流”以及通过UsbDeviceConnection在这个接入点上发送请求。一般来说，您的代码应该这样：

1.检查一个UsbDevice对象的属性，例如产品ID，供应商ID，或者是关于设备的类，以此来确认您是否希望和该设备进行“交流”。

2.当您确信您希望和该设备进行“交流”时，找到关于该设备正确的UsbInterface以及和该接口所对应的UsbEndpoint。接口可以有一个或者多个接入点，而且一般都会有一个双向通信的输入和输出接入点。

3.当您找到正确的接入点时，在该接入点时打开一个UsbDeviceConnection。

4.您可以通过bulkTransfer()和controlTransfer()这两个方法在接入点上传输您所需要传递的数据。您最好在另起一个新的线程来进行这个步骤以避免阻塞主线程。想要详细地了解关于Android中使用线程的信息，详见线程和进程。

1 private Byte[] bytes;
2 private static int TIMEOUT = 3000;
3 private boolean forceClaim = true;
4
5 UsbInterface usbInterface = usbDevice.getInterface(0);
6 //USBEndpoint为读写数据所需的节点
7 UsbEndpoint inEndpoint = usbInterface.getEndpoint(0);  //读数据节点
8 UsbEndpoint outEndpoint = usbInterface.getEndpoint(1); //写数据节点
9 UsbDeviceConnection connection = usbManager.openDevice(usbDevice);
10 connection.claimInterface(usbInterface, true);
11
12 //发送数据
13 byte[] byte2 = new byte[64];    //发送与接收字节数与设备outputreport有关
14 int out = connection.bulkTransfer(outEndpoint, bytes, bytes.length, TIMEOUT);
15 Log.e(TAG, "out:" + out);
16
17 //读取数据1   两种方法读取数据
18 int ret = connection.bulkTransfer(inEndpoint, byte2, byte2.length, TIMEOUT);
19 Log.e(TAG, "ret:"+ret);
20
21 //还有第二种读取方式，未验证。
22 int outMax = outEndpoint.getMaxPacketSize();
23 int inMax = inEndpoint.getMaxPacketSize();
24 ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(inMax);
25 UsbRequest usbRequest = new UsbRequest();
26 usbRequest.initialize(connection, inEndpoint);
27 usbRequest.queue(byteBuffer, inMax);
28 if(connection.requestWait() == usbRequest){
29     byte[] retData = byteBuffer.array();
30 }

终止通信：

当您在完成和设备的“交流”之后，又或者该设备被移除了，通过调用releaseInterface()和close()的方法来关闭UseInterface和UsbDeviceConnection。为了监听分离这样的事件，您需要创建一个如下的广播接收器：

1 BroadcastReceiver mUsbReceiver = new BroadcastReceiver() {
2     public void onReceive(Context context, Intent intent) {
3         String action = intent.getAction();
4
5       if (UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_DETACHED.equals(action)) {
6             UsbDevice device = (UsbDevice)intent.getParcelableExtra(UsbManager.EXTRA_DEVICE);
7             if (device != null) {
8                 // call your method that cleans up and closes communication with the device
9             }
10         }
11     }
12 };

在您的应用中创建这个广播接收器，不是在manifest文件中，允许您的应用只能在它运行的时候处理这样的设备分离事件。这样的话，设备分离这个事件就只向正在运行的应用广播，而不是向所有的应用进行广播。

总结：

我在发送数据的时候，返回的是2，接收返回-1，一直不清楚需要发送的数据是什么格式需要哪些命令，在网上查找了很久也没有找到。
也就只能做到设备接通，但是通信不算成功。

暂时没有时间深入研究了，有兴趣的同学可以查看一下Android的示例代码：Adb test sample，显示了怎样进行异步块数据数据传输，MissleLauncher sample显示了如何监听异步的中断端点。

声明: 本文由( 上善若水 )原创编译，转载请保留链接: OTG – Android USB Host(三)