Android USB通信

Android下的USB Host介绍和开发

Android下的USB Host介绍和开发

1.USB Host介绍
USB Host,中文意思是USB主模式，是相对于USB Accessory(USB副模式)来说的。如果Android工作在USB Host模式下，则连接到Android上的USB设备把Android类似的看作是一台PC机，PC机能干的事儿，Android也能干，例如将鼠标、键盘插入则可以使用键盘、鼠标来操作Android系统，如果插入U盘则，通过Android可以读写U盘上的数据。而USB Accessory模式表示将Android设备类似当作一个USB的键盘、鼠标、U盘插入到电脑主机上一样使用，这两种模式在Android API level-12以上才支持，即Android3.1及更高的版本支持这两种模式。

2.USB Host模式介绍
2.1 UsbManager
负责管理USB设备的类，你可以在相应代码中通过以下方法获得此对象的一个实例：UsbManager manager = (UsbManager) getSystemService(Context.USB_SERVICE);
该类提供的主要方法有：
1) getDeviceList()
获得设备列表，返回的是一个HashMap.;
2) hasPermission(UsbDevice device)
判断你的应用程序是否有接入此USB设备的权限，如果有则返回真，否则返回false.
3) openDevice(UsbDevice device)
打开USB设备，以便向此USB设备发送和接受数据，返回一个关于此USB设备的连接。
4) requestPermission(UsbDevice device, PendingIntent pi)
向USB设备请求临时的接入权限。

2.2 UsbDevice
代表一个USB设备的类，每个设备都包含了一个或多个接口，每个接口又包含一个或多个节点用来与此设备传输数据。该类的主要方法有：
1) getDeviceClass()
返回此USB设备的类别，用一个整型来表示。
2) getDeviceId()
返回唯一标识此设备的ID号，也用一个整型来表示。
3) getDeviceName()
返回此设备的名称，用一个字符串来表示。
4) getDeviceProtocol()
返回此设备的协议类别，用一个整型来表示。
5) getDeviceSubclass()
返回此设备的子类别，用一个整型来表示。
6) getVendorId()
返回生产商ID
7) getProductId()
返回产品ID
8) getInterfaceCount()
返回此设备的接口数量
9) getInterface(int index)
得到此设备的一个接口，返回一个UsbInterface。

2.3UsbInterface
代表USB设备的一个接口，注意：UsbInterface本身是一个类，并不是一个接口。此类的主要方法有以下：
1) getId()
得到给接口的id号。
2) getInterfaceClass()
得到该接口的类别。
3) getInterfaceSubclass()
得到该接口的子类。
4) getInterfaceProtocol()
得到该接口的协议类别。
5) getEndpointCount()
获得关于此接口的节点数量。
6) getEndpoint(int index)
对于指定的index获得此接口的一个节点，返回一个UsbEndpoint.
2.4 UsbEndpoint
代表一个接口的某个节点的类。该类主要提供了一下方法供你使用：
1) getAddress()
获得此节点的地址
2) getAttributes()
获得此节点的属性
3) getDirection()
获得此节点的数据传输方向
2.5 UsbDeviceConnection
代表USB连接的一个类。用此连接可以想USB设备发送和接收数据，可以通过调用该方法openDevice(UsbDevice) 来得到该类的一个实例。该类提供了以下方法供你使用：
1)bulkTransfer(UsbEndpoint endpoint, byte[] buffer, int length, int timeout)
通过给定的endpoint来进行大量的数据传输，传输的方向取决于该节点的方向，buffer是要发送或接收的字节数组，length是该字节数组的长度。传输成功则返回所传输的字节数组的长度，失败则返回负数。
2)controlTransfer(int requestType, int request, int value, int index, byte[] buffer, int length, int timeout)
该方法通过0节点向此设备传输数据，传输的方向取决于请求的类别，如果requestType为USB_DIR_OUT则为写数据，USB_DIR_IN, 则为读数据
Android配置文件要求
在你使用以上API进行开发之前，你需要在你的AndroidManifest.xml文件中添加以下内容：
1.因为并不能保证所有的安卓设备都支持以上API，所以你需要声明：
<uses-sdk android:minSdkVersion="12" />12以下的版本是不支持以上APId的。
<uses-feature android:name="android.hardware.usb.host" />
2.如果你想有一个USB设备接入你的安卓设备时能够通知你的应用程序，那么你需要在你的Activity标签中声明以下内容
<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" />

Resource属性指定了要过滤的数据设备信息，包括：
1) vendor-id 设备生产商id
2) product-id 设备id
3) class 设备类别
4) subclass 设备子类
5) protocol(device or interface) 协议类别
device_filter.xml文件放在resxml目录下，其中文件名不包括扩展名部分需要与<meta-data/> 标签中声明的一致。示例如下：
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<resources>
< usb-device vendor-id="1234" product-id="5678" class="255" subclass="66" protocol="1" />
< /resources>

3. 开发步骤
3.1 检测设备
你的应用可以通过两种方式来发现USB设备，一种是用一个意图过滤器在用户连接一个设备时对其进行通知，另一种则是通过枚举您已经连接的所有USB设备。如果你希望你的应用能够自动的探测到你想要的设备，请使用一个意图过滤器来做。但是，如果你希望得到一个已连接设备的列表或者你不希望过滤意图，枚举所有的设备会是一个更好的选择。
1）Intent Filter
为了让应用可以发现一个特定的USB设备，你可以为android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED这个意图指定一个意图来进行过滤。伴随着这个意图过滤器，您需要指定一个资源文件来特别说明这个USB设备的属性，例如供应商和产品ID。当用户连接到一个符合你配件过滤条件的配件时，这个系统会谈出一个对话框询问他们是否希望开始你的应用。如果用户同意，那么你的应用在失去连接之前会自动获取和设备连接的权限。
下面的例子告诉你该如何声明这个意图过滤器：
<activity ...>
...
< 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" />
< /activity>

下面的例子告诉你怎么样声明指定你希望连接的USB设备的相关资源文件：
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
< resources>
< usb-device vendor-id="1234" product-id="5678" />
< /resources>
2）列举设备
你可以通过UsbMnanger来列举已经连接的USB设备：代码如下
首先，得到UsbMnanger的一个实例
UsbManager manager = (UsbManager) getSystemService(Context.USB_SERVICE);
其次，通过此类的getDeviceList()方法得到包含所有已连接的USB设备的列表
HashMap<String, UsbDevice> deviceList = manager.getDeviceList();
最后，通过设备名称来得到给设备对象
UsbDevice device = deviceList.get("deviceName");
如果你想一个一个的列举所有的设备，可以实用迭代器，代码实例如下：
UsbManager manager = (UsbManager) getSystemService(Context.USB_SERVICE);
HashMap<String, UsbDevice> deviceList = manager.getDeviceList();
Iterator<UsbDevice> deviceIterator = deviceList.values().iterator();
while(deviceIterator.hasNext()){
UsbDevice device = deviceIterator.next()
//在这里添加处理设备的代码
}
3.2 获得和设备通信的权限
如果你实用intent filter来发现一个USB设备，即上述方法1）那么应用程序可以自动的获取权限；
如果是使用方法2）来检测USB设备，则你需要显示声明权限。其步骤如下：
首先：创建一个广播接收器，接受请求权限的广播，代码如下：
private static final String ACTION_USB_PERMISSION =private final BroadcastReceiver mUsbReceiver = new BroadcastReceiver() {
private final BroadcastReceiver mUsbReceiver = new BroadcastReceiver() {
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
String action = intent.getAction();
if (ACTION_USB_PERMISSION.equals(action)) {
synchronized (this) {
UsbDevice device = (UsbDevice)intent.getParcelableExtra(UsbManager.EXTRA_DEVICE);
if (intent.getBooleanExtra(UsbManager.EXTRA_PERMISSION_GRANTED, false)) {
if(device != null){
//在这里增加通信的代码
｝｝｝｝｝｝；

然后：在你的主Activity中注册该广播接收器,代码如下：
UsbManager mUsbManager= (UsbManager) getSystemService(Context.USB_SERVICE);
private static final String ACTION_USB_PERMISSION=
"com.android.example.USB_PERMISSION";
mPermissionIntent=PendingIntent.getBroadcast(this,0,new Intent(ACTION_USB_PERMISSION), 0);
IntentFilter filter= new IntentFilter(ACTION_USB_PERMISSION);
registerReceiver(mUsbReceiver, filter);
最后，调用此函数 requestPermission() 来显示询问对话框，即在上面红线处添加如下代码：
mUsbManager.requestPermission(device, mPermissionIntent);
3.3 和设备通信
Android设备和一个连接它的USB设备通信即可以是同步的也可以使异步的，不管是那种情况，你都应该创建一个新的线程去负责所有的数据传输，以免阻塞UI线程。为了和US B设备建立通信，你首先需要得到合适的接口和节点，然后通过UsbDeviceConnection在此节点上进行数据的传输，由此你的代码应该：
1）检查该USB设备的属性，例如，生产商id，产品id,设备类别，以确定你是否需要和此设备进行通信。
2）当你确定要和此设备进行通信的时候，找到合适的接口和节点。
3）当你找到一个合适的节点后，用UsbDeviceConnection在此节点上打开连接。
4）使用bulkTransfer()或者controlTransfer() 来发送和接收数据。示例代码如下：
private Byte[] bytes
private static int TIMEOUT= 0;
private boolean forceClaim= true;
...
UsbInterface intf= device.getInterface(0);
UsbEndpoint endpoint= intf.getEndpoint(0);
UsbDeviceConnection connection= mUsbManager.openDevice(device);
connection.claimInterface(intf, forceClaim);
connection.bulkTransfer(endpoint, bytes, bytes.length, TIMEOUT); //do in another thread
3.4 终止通信
当你完成数据的传输或者你的设备已拔出时，通过调用releaseInterface()和 close()来关闭接口和连接。