关于Android串口通讯总结
16lz
2021-01-26
前言
这几天完了串口，暂时还没搞懂这是啥玩意，因为目前底层到底如何通讯的我还不知道，不过这里先总结一下这两天的收获。
正文
现在我们开始我们最主要的问题，因为串口作为底层实现，linux把设备作为文件，并且串口文件在dev目录下的，并且现在都是通过c代码来打开的（貌似Java无法设置波特率啥的，这个东西c代码我暂时也搞不懂。并且我们cat这个文件的时候是得不到文件。以后我有机会研究研究，说不定可以实现呢。）。
这里我们关注两个问题。一个是路径，因为我们Android貌似好几个串口。所以你一定要知道你链接的串口的路径。第二波特率，这个是传输频率。非常重要，不然会出现乱码。一般如果我们可以收到消息，不能正常工作，大部分都是波特率不对。
对于不清楚如何使用jni的。我这里我推荐两个东西，Android Studio很强大，已经支持直接编译c/c++代码了，所以呢（Android studio 2.2+版本）。这里我就不再介绍之前用Javah的方法来编译jni的代码。具体教程在Android Studio 引入C/C++， 这里我还是不再详细介绍，后续我会给大家一个详细教程。
首先我们对于我们关注的串口我们会有两个操作，打开和关闭。
#include " , "()V"); jfieldID descriptorID = env->GetFieldID(cFileDescriptor, "descriptor", "I"); mFd = env->NewObject(cFileDescriptor, iFileDescriptor); env->SetIntField(mFd, descriptorID, (jint) fd); LOGI("return mFd = %d.", fd); return mFd;}/* * Class: com_zzx_port_SerialPort * Method: close * Signature: ()V */extern "C"JNIEXPORT void JNICALL Java_zzxcomm_keylock_Util_SerialPort_close (JNIEnv *env, jobject obj) { jclass SerialPortClass = env->GetObjectClass(obj); jclass FileDescriptorClass = env->FindClass("java/io/FileDescriptor"); jfieldID descriptorID = env->GetFieldID(FileDescriptorClass, "descriptor", "I"); jfieldID mFDID = env->GetFieldID(SerialPortClass, "mFd", "Ljava/io/FileDescriptor;"); jobject mFd = env->GetObjectField(obj, mFDID); jint descriptor = env->GetIntField(mFd, descriptorID); close(descriptor);}这里的东西我也不太懂，总是就是获取了一个文件的操作指针，也是句柄。总之就是你获取了文件的操作方法。。然后我们看下Java代码
import java.io.File;import java.io.FileDescriptor;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;/** * Created by Administrator on 2016/6/17. * 串口通信 */public class SerialPort { private FileInputStream mInput; private FileOutputStream mOutput; private FileDescriptor mFd; private native FileDescriptor open(String path, int baudRate, int flags); public native void close(); static { System.loadLibrary("native-lib"); } /** * 构造函数 * @param portPath 串口路径. * @param baudRate 串口波特率. * @param flags 串口类型.一般为0. */ public SerialPort(String portPath, int baudRate, int flags) throws SecurityException, IOException { File file = new File(portPath); if (!file.canRead() || !file.canWrite()) { //这里很重要，在Android 5.0 之后，这里无法获取root 权限，所以无法读取到我们串口的消息。所以呢，只能找底层人帮忙了。 try { Process su; su = Runtime.getRuntime().exec("/system/xbin/su"); String cmd = "chmod 666 " + portPath + "\n"; su.getOutputStream().write(cmd.getBytes()); if ((su.waitFor() != 0) || !file.canWrite() || !file.canRead()) { throw new SecurityException(); } su.destroy(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); throw new SecurityException(); } } try { mFd = open(portPath, baudRate, flags); if (mFd == null) { throw new IOException(); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); LogUtil.loge("serial port","is failed"); return; } mInput = new FileInputStream(mFd); mOutput = new FileOutputStream(mFd); LogUtil.loge("serial port","is open"); } /** * 获取输入流 */ public InputStream getInputStream() { return mInput; } /** * 获取输出流 */ public OutputStream getOutputStream() { return mOutput; } public void doClose(){ close(); }}这里打开文件。然后获取到io流，以便于在应用中读取，其实这里我们已经获取到我们该得到的东西了，不过我们还是注意一下，因为我们需要不停的读取这个串口，近似于监听效果，并且我们这里使用一个单例模式，以便于获取与不至于是程序混乱。代码如下
import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;/** * 串口操作类 * * @author Jerome * */public class SerialPortUtil { private SerialPort mSerialPort; private OutputStream mOutputStream; private InputStream mInputStream; private ReadThread mReadThread; private String path = "/dev/ttyMT0"; private int baudrate = 115200; private static SerialPortUtil portUtil; private OnDataReceiveListener onDataReceiveListener = null; private boolean isStop = false; public interface OnDataReceiveListener { void onSerialDataReceive(byte[] buffer, int size); } public void setOnDataReceiveListener( OnDataReceiveListener dataReceiveListener) { onDataReceiveListener = dataReceiveListener; } public static SerialPortUtil getInstance() { if (null == portUtil) { portUtil = new SerialPortUtil(); portUtil.onCreate(); } return portUtil; } /** * 初始化串口信息 */ public void onCreate() { try { mSerialPort = new SerialPort(path, baudrate,0); mOutputStream = mSerialPort.getOutputStream(); mInputStream = mSerialPort.getInputStream(); mReadThread = new ReadThread(); isStop = false; mReadThread.start(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } private boolean sendData(byte[] data){ boolean result = true; try { if (mOutputStream != null) { mOutputStream.write(data); LogUtil.logd("发出",data); } else { result = false; } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); result = false; } return result; } public void sendBuffer(byte[] mBuffer) { if (!sendData(mBuffer)){ closeSerialPort(); onCreate(); sendBuffer(mBuffer); } } private class ReadThread extends Thread { @Override public void run() { super.run(); while (!isStop && !isInterrupted()) { int size; try { if (mInputStream == null) return; byte[] buffer = new byte[512]; size = mInputStream.read(buffer); if (size > 0) { if (null != onDataReceiveListener) { onDataReceiveListener.onSerialDataReceive(buffer, size); } } Thread.sleep(10); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); return; } } } } /** * 关闭串口 */ public void closeSerialPort() { isStop = true; if (mReadThread != null) { mReadThread.interrupt(); } if (mSerialPort != null) { try { mSerialPort.doClose(); }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } } }}这里我们就已经获取了串口的读取与发送的代码控制了。基本算是整个个流程都完成了。不在详细介绍，对于接收数据后如何处理。这里本人也没找到好的办法，如果只在一个界面前面代码保留了一个监听接口，基本满足我们需求，但是如果要分发数据的话，这里就不太容易处理了，
这里提供几个思路
- eventbus、或者广播。这东西确实对于解耦很有用，缺点：黑洞效应比较明显，对于简单应用，有点复杂。
直接设置一个OnDataReceiveListener，用来分发消息。这里逻辑更加简单，可是遇到更加复杂的问题，很难解决
这里具体如何选择我就不再详细介绍。对于选择困难综合症患者。建议eventbus。
注意事项
我们通过数组得到的一般是inputstreame，然后很容易转换成byte数组，这里我们很容易知道每个byte包含8个字节，可以存储256个字符，但是这些字符有些无法表示，所以呢在很多通讯协议中都是讲一个byte转换成两个十六进制的数字表示，这里我知道的大概有四五种解析方法，我这里不一一解释，这篇博客暂时只给出一个方法。以后我有空再给大家补充
final static String HEX = "0123456789ABCDEF";private String getHexString(byte[] buffer) { StringBuilder sb = new StringBuilder(buffer.length * 2); for (int i=0;i> 4) & 0x0f)); //取出字节的低4位，然后与 0x0f与运算，得到0~15的数据，通过HEX.charAt(0~15)，即为十六进制数. sb.append(HEX.charAt(buffer[i] & 0x0f)); } LogUntils.logv(this,sb.toString()); return sb.toString();} 具体我就不解释了，这里逻辑比较简单。小面我们稍微说点小技巧。其实很简单，但是我总是忘记，
因为byte是8位，理论是上无符号，但是假如最高位为1的时候，再向int型转换的时候，会变成有符号的数据，这里我们记住，byte是个八byt的二进制数值，强制转换成int的时候只取这个八位的数值，所以会出现负数，当我们使用int型时，在八byt的范围内永远不会有负值。
而int型向byte转换仅仅取第八位的数值，因为byte不关心正负号，他仅仅是一种编码符号。所以加入我们需要判断获取的一个byte和int型。一般是可以
byt buffer = a;int code = 97;if(（byte）code == buffer){}或者：
byte buffer = a;int code = 97;if(code == （byt）buffer&0xff){}这里byte如果简单的算法还是要知道Java的数据存储方式比较好。具体自己理解。
Android 5.0之后包括5.0，权限貌似有问题。具体如何读取串口。我暂时没找到好的方法
还有几个问题。关于消息的处理。当读取的消息不是一条，也就是在那个时间段内，读取的东西不是一条消息指令。我们需要截取指令长度，然后处理。这里可以结合自己code来处理
如果中间发错指令或者，或者需要重新发送。这里需要建立一个消息队列，这里的问题比较复杂，不在详细介绍，这种情况一般很少发生，基本可以不用考虑。
后记
总之这个算是写完了，遇到一些问题，希望大家指正.具体代码
一个版本的源码：这里写代码片
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