android串口程序

提到串口编程,就不得不提到JNI,不得不提到JavaAPI中的文件描述符类:FileDescriptor。下面我分别对JNI、FileDescriptor以及串口的一些知识点和实现的源码进行分析说明。这里主要是参考了开源项目android-serialport-api。

    串口编程需要了解的基本知识点:对于串口编程,我们只需对串口进行一系列的设置,然后打开串口,这些操作我们可以参考串口调试助手的源码进行学习。在Java中如果要实现串口的读写功能只需操作文件设备类:FileDescriptor即可,其他的事都由驱动来完成不用多管!当然,你想了解,那就得看驱动代码了。这里并不打算对驱动进行说明,只初略阐述应用层的实现方式。

 

(一)JNI:

    关于JNI的文章网上有很多,不再多做解释,想详细了解的朋友可以查看云中漫步的技术文章,写得很好,分析也很全面,那么在这篇拙文中我强调3点:

    1、如何将编译好的SO文件打包到APK中?(方法很简单,直接在工程目录下新建文件夹 libs/armeabi,将SO文件Copy到此目录即可)

    2、命名要注意的地方?(在编译好的SO文件中,将文件重命名为:libfilename.so即可。其中filename.so是编译好后生成的文件)

    3、MakeFile文件的编写(不用多说,可以直接参考package/apps目录下用到JNI的相关项目写法)

    这是关键的代码:

[cpp]  view plain copy
  1. <span style="font-size:18px;">        int fd;  
  2.         speed_t speed;  
  3.         jobject mFileDescriptor;  
  4.   
  5.         /* Check arguments */  
  6.         {  
  7.                 speed = getBaudrate(baudrate);  
  8.                 if (speed == -1) {  
  9.                         /* TODO: throw an exception */  
  10.                         LOGE("Invalid baudrate");  
  11.                         return NULL;  
  12.                 }  
  13.         }  
  14.   
  15.         /* Opening device */  
  16.         {  
  17.                 jboolean iscopy;  
  18.                 const char *path_utf = (*env)->GetStringUTFChars(env, path, &iscopy);  
  19.                 LOGD("Opening serial port %s with flags 0x%x", path_utf, O_RDWR | flags);  
  20.                 fd = open(path_utf, O_RDWR | flags);  
  21.                 LOGD("open() fd = %d", fd);  
  22.                 (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, path, path_utf);  
  23.                 if (fd == -1)  
  24.                 {  
  25.                         /* Throw an exception */  
  26.                         LOGE("Cannot open port");  
  27.                         /* TODO: throw an exception */  
  28.                         return NULL;  
  29.                 }  
  30.         }  
  31.   
  32.         /* Configure device */  
  33.         {  
  34.                 struct termios cfg;  
  35.                 LOGD("Configuring serial port");  
  36.                 if (tcgetattr(fd, &cfg))  
  37.                 {  
  38.                         LOGE("tcgetattr() failed");  
  39.                         close(fd);  
  40.                         /* TODO: throw an exception */  
  41.                         return NULL;  
  42.                 }  
  43.   
  44.                 cfmakeraw(&cfg);  
  45.                 cfsetispeed(&cfg, speed);  
  46.                 cfsetospeed(&cfg, speed);  
  47.   
  48.                 if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &cfg))  
  49.                 {  
  50.                         LOGE("tcsetattr() failed");  
  51.                         close(fd);  
  52.                         /* TODO: throw an exception */  
  53.                         return NULL;  
  54.                 }  
  55.         }  
  56. </span>  

(二)FileDescritor:

    文件描述符类的实例用作与基础机器有关的某种结构的不透明句柄,该结构表示开放文件、开放套接字或者字节的另一个源或接收者。文件描述符的主要实际用途是创建一个包含该结构的FileInputStream 或FileOutputStream。这是API的描述,不太好理解,其实可简单的理解为:FileDescritor就是对一个文件进行读写。

(三)实现串口通信细节

1)  建工程:SerialDemo包名:org.winplus.serial,并在工程目录下新建jni和libs两个文件夹和一个org.winplus.serial.utils,如下图:

android串口程序_第1张图片

2) 新建一个类:SerialPortFinder,添加如下代码:

[java]  view plain copy
  1. <span style="font-size:18px;">package org.winplus.serial.utils;  
  2.   
  3. import java.io.File;  
  4. import java.io.FileReader;  
  5. import java.io.IOException;  
  6. import java.io.LineNumberReader;  
  7. import java.util.Iterator;  
  8. import java.util.Vector;  
  9.   
  10. import android.util.Log;  
  11.   
  12. public class SerialPortFinder {  
  13.   
  14.     private static final String TAG = "SerialPort";  
  15.   
  16.     private Vector<Driver> mDrivers = null;  
  17.   
  18.     public class Driver {  
  19.         public Driver(String name, String root) {  
  20.             mDriverName = name;  
  21.             mDeviceRoot = root;  
  22.         }  
  23.   
  24.         private String mDriverName;  
  25.         private String mDeviceRoot;  
  26.         Vector<File> mDevices = null;  
  27.   
  28.         public Vector<File> getDevices() {  
  29.             if (mDevices == null) {  
  30.                 mDevices = new Vector<File>();  
  31.                 File dev = new File("/dev");  
  32.                 File[] files = dev.listFiles();  
  33.                 int i;  
  34.                 for (i = 0; i < files.length; i++) {  
  35.                     if (files[i].getAbsolutePath().startsWith(mDeviceRoot)) {  
  36.                         Log.d(TAG, "Found new device: " + files[i]);  
  37.                         mDevices.add(files[i]);  
  38.                     }  
  39.                 }  
  40.             }  
  41.             return mDevices;  
  42.         }  
  43.   
  44.         public String getName() {  
  45.             return mDriverName;  
  46.         }  
  47.     }  
  48.   
  49.     Vector<Driver> getDrivers() throws IOException {  
  50.         if (mDrivers == null) {  
  51.             mDrivers = new Vector<Driver>();  
  52.             LineNumberReader r = new LineNumberReader(new FileReader(  
  53.                     "/proc/tty/drivers"));  
  54.             String l;  
  55.             while ((l = r.readLine()) != null) {  
  56.                 // Issue 3:  
  57.                 // Since driver name may contain spaces, we do not extract  
  58.                 // driver name with split()  
  59.                 String drivername = l.substring(00x15).trim();  
  60.                 String[] w = l.split(" +");  
  61.                 if ((w.length >= 5) && (w[w.length - 1].equals("serial"))) {  
  62.                     Log.d(TAG, "Found new driver " + drivername + " on "  
  63.                             + w[w.length - 4]);  
  64.                     mDrivers.add(new Driver(drivername, w[w.length - 4]));  
  65.                 }  
  66.             }  
  67.             r.close();  
  68.         }  
  69.         return mDrivers;  
  70.     }  
  71.   
  72.     public String[] getAllDevices() {  
  73.         Vector<String> devices = new Vector<String>();  
  74.         // Parse each driver  
  75.         Iterator<Driver> itdriv;  
  76.         try {  
  77.             itdriv = getDrivers().iterator();  
  78.             while (itdriv.hasNext()) {  
  79.                 Driver driver = itdriv.next();  
  80.                 Iterator<File> itdev = driver.getDevices().iterator();  
  81.                 while (itdev.hasNext()) {  
  82.                     String device = itdev.next().getName();  
  83.                     String value = String.format("%s (%s)", device,  
  84.                             driver.getName());  
  85.                     devices.add(value);  
  86.                 }  
  87.             }  
  88.         } catch (IOException e) {  
  89.             e.printStackTrace();  
  90.         }  
  91.         return devices.toArray(new String[devices.size()]);  
  92.     }  
  93.   
  94.     public String[] getAllDevicesPath() {  
  95.         Vector<String> devices = new Vector<String>();  
  96.         // Parse each driver  
  97.         Iterator<Driver> itdriv;  
  98.         try {  
  99.             itdriv = getDrivers().iterator();  
  100.             while (itdriv.hasNext()) {  
  101.                 Driver driver = itdriv.next();  
  102.                 Iterator<File> itdev = driver.getDevices().iterator();  
  103.                 while (itdev.hasNext()) {  
  104.                     String device = itdev.next().getAbsolutePath();  
  105.                     devices.add(device);  
  106.                 }  
  107.             }  
  108.         } catch (IOException e) {  
  109.             e.printStackTrace();  
  110.         }  
  111.         return devices.toArray(new String[devices.size()]);  
  112.     }  
  113. }  
  114. </span>  

上面这个类在“android-serialport-api串口工具测试随笔”中有详细的说明,我就不多说了。

3)新建SerialPort类,这个类主要用来加载SO文件,通过JNI的方式打开关闭串口

[java]  view plain copy
  1. <span style="font-size:18px;">package org.winplus.serial.utils;  
  2.   
  3. import java.io.File;  
  4. import java.io.FileDescriptor;  
  5. import java.io.FileInputStream;  
  6. import java.io.FileOutputStream;  
  7. import java.io.IOException;  
  8. import java.io.InputStream;  
  9. import java.io.OutputStream;  
  10.   
  11. import android.util.Log;  
  12.   
  13. public class SerialPort {  
  14.     private static final String TAG = "SerialPort";  
  15.   
  16.     /* 
  17.      * Do not remove or rename the field mFd: it is used by native method 
  18.      * close(); 
  19.      */  
  20.     private FileDescriptor mFd;  
  21.     private FileInputStream mFileInputStream;  
  22.     private FileOutputStream mFileOutputStream;  
  23.   
  24.     public SerialPort(File device, int baudrate, int flags)  
  25.             throws SecurityException, IOException {  
  26.   
  27.         /* Check access permission */  
  28.         if (!device.canRead() || !device.canWrite()) {  
  29.             try {  
  30.                 /* Missing read/write permission, trying to chmod the file */  
  31.                 Process su;  
  32.                 su = Runtime.getRuntime().exec("/system/bin/su");  
  33.                 String cmd = "chmod 666 " + device.getAbsolutePath() + "\n"  
  34.                         + "exit\n";  
  35.                 su.getOutputStream().write(cmd.getBytes());  
  36.                 if ((su.waitFor() != 0) || !device.canRead()  
  37.                         || !device.canWrite()) {  
  38.                     throw new SecurityException();  
  39.                 }  
  40.             } catch (Exception e) {  
  41.                 e.printStackTrace();  
  42.                 throw new SecurityException();  
  43.             }  
  44.         }  
  45.   
  46.         mFd = open(device.getAbsolutePath(), baudrate, flags);  
  47.         if (mFd == null) {  
  48.             Log.e(TAG, "native open returns null");  
  49.             throw new IOException();  
  50.         }  
  51.         mFileInputStream = new FileInputStream(mFd);  
  52.         mFileOutputStream = new FileOutputStream(mFd);  
  53.     }  
  54.   
  55.     // Getters and setters  
  56.     public InputStream getInputStream() {  
  57.         return mFileInputStream;  
  58.     }  
  59.   
  60.     public OutputStream getOutputStream() {  
  61.         return mFileOutputStream;  
  62.     }  
  63.   
  64.     // JNI  
  65.     private native static FileDescriptor open(String path, int baudrate,  
  66.             int flags);  
  67.   
  68.     public native void close();  
  69.   
  70.     static {  
  71.         System.loadLibrary("serial_port");  
  72.     }  
  73. }  
  74. </span>  

4) 新建一个MyApplication 继承android.app.Application,用来对串口进行初始化和关闭串口
[java]  view plain copy
  1. <span style="font-size:18px;">package org.winplus.serial;  
  2.   
  3. import java.io.File;  
  4. import java.io.IOException;  
  5. import java.security.InvalidParameterException;  
  6.   
  7. import org.winplus.serial.utils.SerialPort;  
  8. import org.winplus.serial.utils.SerialPortFinder;  
  9.   
  10. import android.content.SharedPreferences;  
  11.   
  12. public class Application extends android.app.Application {  
  13.     public SerialPortFinder mSerialPortFinder = new SerialPortFinder();  
  14.     private SerialPort mSerialPort = null;  
  15.   
  16.     public SerialPort getSerialPort() throws SecurityException, IOException, InvalidParameterException {  
  17.             if (mSerialPort == null) {  
  18.                     /* Read serial port parameters */  
  19.                     SharedPreferences sp = getSharedPreferences("android_serialport_api.sample_preferences", MODE_PRIVATE);  
  20.                     String path = sp.getString("DEVICE""");  
  21.                     int baudrate = Integer.decode(sp.getString("BAUDRATE""-1"));  
  22.   
  23.                     /* Check parameters */  
  24.                     if ( (path.length() == 0) || (baudrate == -1)) {  
  25.                             throw new InvalidParameterException();  
  26.                     }  
  27.   
  28.                     /* Open the serial port */  
  29.                     mSerialPort = new SerialPort(new File(path), baudrate, 0);  
  30.             }  
  31.             return mSerialPort;  
  32.     }  
  33.   
  34.     public void closeSerialPort() {  
  35.             if (mSerialPort != null) {  
  36.                     mSerialPort.close();  
  37.                     mSerialPort = null;  
  38.             }  
  39.     }  
  40. }  
  41. </span>  

5) 新建一个继承抽象的Activity类,主要用于读取串口的信息
[java]  view plain copy
  1. <span style="font-size:18px;">package org.winplus.serial;  
  2.   
  3. import java.io.IOException;  
  4. import java.io.InputStream;  
  5. import java.io.OutputStream;  
  6. import java.security.InvalidParameterException;  
  7.   
  8. import org.winplus.serial.utils.SerialPort;  
  9.   
  10. import android.app.Activity;  
  11. import android.app.AlertDialog;  
  12. import android.content.DialogInterface;  
  13. import android.content.DialogInterface.OnClickListener;  
  14. import android.os.Bundle;  
  15.   
  16. public abstract class SerialPortActivity extends Activity {  
  17.     protected MyApplication mApplication;  
  18.     protected SerialPort mSerialPort;  
  19.     protected OutputStream mOutputStream;  
  20.     private InputStream mInputStream;  
  21.     private ReadThread mReadThread;  
  22.   
  23.     private class ReadThread extends Thread {  
  24.   
  25.         @Override  
  26.         public void run() {  
  27.             super.run();  
  28.             while (!isInterrupted()) {  
  29.                 int size;  
  30.                 try {  
  31.                     byte[] buffer = new byte[64];  
  32.                     if (mInputStream == null)  
  33.                         return;  
  34.                       
  35.                     /** 
  36.                      * 这里的read要尤其注意,它会一直等待数据,等到天荒地老,海枯石烂。如果要判断是否接受完成,只有设置结束标识,或作其他特殊的处理。 
  37.                      */  
  38.                     size = mInputStream.read(buffer);  
  39.                     if (size > 0) {  
  40.                         onDataReceived(buffer, size);  
  41.                     }  
  42.                 } catch (IOException e) {  
  43.                     e.printStackTrace();  
  44.                     return;  
  45.                 }  
  46.             }  
  47.         }  
  48.     }  
  49.   
  50.     private void DisplayError(int resourceId) {  
  51.         AlertDialog.Builder b = new AlertDialog.Builder(this);  
  52.         b.setTitle("Error");  
  53.         b.setMessage(resourceId);  
  54.         b.setPositiveButton("OK"new OnClickListener() {  
  55.             public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {  
  56.                 SerialPortActivity.this.finish();  
  57.             }  
  58.         });  
  59.         b.show();  
  60.     }  
  61.   
  62.     @Override  
  63.     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
  64.         super.onCreate(savedInstanceState);  
  65.         mApplication = (MyApplication) getApplication();  
  66.         try {  
  67.             mSerialPort = mApplication.getSerialPort();  
  68.             mOutputStream = mSerialPort.getOutputStream();  
  69.             mInputStream = mSerialPort.getInputStream();  
  70.   
  71.             /* Create a receiving thread */  
  72.             mReadThread = new ReadThread();  
  73.             mReadThread.start();  
  74.         } catch (SecurityException e) {  
  75.             DisplayError(R.string.error_security);  
  76.         } catch (IOException e) {  
  77.             DisplayError(R.string.error_unknown);  
  78.         } catch (InvalidParameterException e) {  
  79.             DisplayError(R.string.error_configuration);  
  80.         }  
  81.     }  
  82.   
  83.     protected abstract void onDataReceived(final byte[] buffer, final int size);  
  84.   
  85.     @Override  
  86.     protected void onDestroy() {  
  87.         if (mReadThread != null)  
  88.             mReadThread.interrupt();  
  89.         mApplication.closeSerialPort();  
  90.         mSerialPort = null;  
  91.         super.onDestroy();  
  92.     }  
  93. }  
  94. </span>  

6)编写string.xml 以及baudrates.xml文件

    在string.xml文件中添加:
[html]  view plain copy
  1. <span style="font-size:18px;">    <string name="error_configuration">Please configure your serial port first.</string>  
  2.     <string name="error_security">You do not have read/write permission to the serial  port.</string>  
  3.     <string name="error_unknown">The serial port can not be opened for an unknown  reason.</string>  
  4. </span>  

在baudrates.xml文件中添加
[html]  view plain copy
  1. <span style="font-size:18px;"><?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>  
  2. <resources>  
  3.   
  4.     <string-array name="baudrates_name">  
  5.         <item>50</item>  
  6.         <item>75</item>  
  7.         <item>110</item>  
  8.         <item>134</item>  
  9.         <item>150</item>  
  10.         <item>200</item>  
  11.         <item>300</item>  
  12.         <item>600</item>  
  13.         <item>1200</item>  
  14.         <item>1800</item>  
  15.         <item>2400</item>  
  16.         <item>4800</item>  
  17.         <item>9600</item>  
  18.         <item>19200</item>  
  19.         <item>38400</item>  
  20.         <item>57600</item>  
  21.         <item>115200</item>  
  22.         <item>230400</item>  
  23.         <item>460800</item>  
  24.         <item>500000</item>  
  25.         <item>576000</item>  
  26.         <item>921600</item>  
  27.         <item>1000000</item>  
  28.         <item>1152000</item>  
  29.         <item>1500000</item>  
  30.         <item>2000000</item>  
  31.         <item>2500000</item>  
  32.         <item>3000000</item>  
  33.         <item>3500000</item>  
  34.         <item>4000000</item>  
  35.     </string-array>  
  36.     <string-array name="baudrates_value">  
  37.         <item>50</item>  
  38.         <item>75</item>  
  39.         <item>110</item>  
  40.         <item>134</item>  
  41.         <item>150</item>  
  42.         <item>200</item>  
  43.         <item>300</item>  
  44.         <item>600</item>  
  45.         <item>1200</item>  
  46.         <item>1800</item>  
  47.         <item>2400</item>  
  48.         <item>4800</item>  
  49.         <item>9600</item>  
  50.         <item>19200</item>  
  51.         <item>38400</item>  
  52.         <item>57600</item>  
  53.         <item>115200</item>  
  54.         <item>230400</item>  
  55.         <item>460800</item>  
  56.         <item>500000</item>  
  57.         <item>576000</item>  
  58.         <item>921600</item>  
  59.         <item>1000000</item>  
  60.         <item>1152000</item>  
  61.         <item>1500000</item>  
  62.         <item>2000000</item>  
  63.         <item>2500000</item>  
  64.         <item>3000000</item>  
  65.         <item>3500000</item>  
  66.         <item>4000000</item>  
  67.     </string-array>  
  68.   
  69. </resources>  
  70. </span>  

7)开始编写界面了:在main.xml布局文件中添加两个编辑框,一个用来发送命令,一个用来接收命令:
[html]  view plain copy
  1. <span style="font-size:18px;"><?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>  
  2. <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
  3.     android:layout_width="fill_parent"  
  4.     android:layout_height="fill_parent"  
  5.     android:orientation="vertical" >  
  6.   
  7.     <EditText  
  8.         android:id="@+id/EditTextReception"  
  9.         android:layout_width="fill_parent"  
  10.         android:layout_height="fill_parent"  
  11.         android:layout_weight="1"  
  12.         android:gravity="top"  
  13.         android:hint="Reception"  
  14.         android:isScrollContainer="true"  
  15.         android:scrollbarStyle="insideOverlay" >  
  16.     </EditText>  
  17.   
  18.     <EditText  
  19.         android:id="@+id/EditTextEmission"  
  20.         android:layout_width="fill_parent"  
  21.         android:layout_height="wrap_content"  
  22.         android:hint="Emission"  
  23.         android:lines="1" >  
  24.     </EditText>  
  25.   
  26. </LinearLayout>  
  27. </span>  

8) SerialDemoActivity类的实现:

[java]  view plain copy
  1. <span style="font-size:18px;">package org.winplus.serial;  
  2.   
  3. import java.io.IOException;  
  4.   
  5. import android.os.Bundle;  
  6. import android.view.KeyEvent;  
  7. import android.widget.EditText;  
  8. import android.widget.TextView;  
  9. import android.widget.TextView.OnEditorActionListener;  
  10.   
  11. public class SerialDemoActivity extends SerialPortActivity{  
  12.     EditText mReception;  
  13.   
  14.     @Override  
  15.     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
  16.             super.onCreate(savedInstanceState);  
  17.             setContentView(R.layout.main);  
  18.   
  19. //          setTitle("Loopback test");  
  20.             mReception = (EditText) findViewById(R.id.EditTextReception);  
  21.   
  22.             EditText Emission = (EditText) findViewById(R.id.EditTextEmission);  
  23.             Emission.setOnEditorActionListener(new OnEditorActionListener() {  
  24.                     public boolean onEditorAction(TextView v, int actionId, KeyEvent event) {  
  25.                             int i;  
  26.                             CharSequence t = v.getText();  
  27.                             char[] text = new char[t.length()];  
  28.                             for (i=0; i<t.length(); i++) {  
  29.                                     text[i] = t.charAt(i);  
  30.                             }  
  31.                             try {  
  32.                                     mOutputStream.write(new String(text).getBytes());  
  33.                                     mOutputStream.write('\n');  
  34.                             } catch (IOException e) {  
  35.                                     e.printStackTrace();  
  36.                             }  
  37.                             return false;  
  38.                     }  
  39.             });  
  40.     }  
  41.   
  42.     @Override  
  43.     protected void onDataReceived(final byte[] buffer, final int size) {  
  44.             runOnUiThread(new Runnable() {  
  45.                     public void run() {  
  46.                             if (mReception != null) {  
  47.                                     mReception.append(new String(buffer, 0, size));  
  48.                             }  
  49.                     }  
  50.             });  
  51.     }  
  52. }  
  53. </span>  

    写到这里,代码基本上写完了。下面就是要实现JNI层的功能了,要实现JNI,必须首先生成头文件,头文件的生成方式也很简单, 我们编译工程,在终端输入 javah org.winplus.serial.utils.SerialPort 则会生成头文件:org_winplus_serial_utils_SerialPort.h,这个头文件的名字可以随意命名。我们将它命名为:SerialPort.h拷贝到新建的目录jni中,新建SerialPort.c 文件,这两个文件的代码就不贴出来了。直接到上传的代码中看吧。

android串口程序_第2张图片

(四)串口的应用,可实现扫描头,指纹识别等外围USB转串口的特色应用。

 

还蛮繁琐的,以上只是对开源项目android-serialport-api 进行精简想了解此项目请点击此处!就这样吧,晚了准备见周公去!

 源码下载地址==》

精心准备的串口编程资料,欢迎下载==》

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