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: 12以下的版本是不支持以上APId的。 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 < 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 标签中声明的一致。示例如下: <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> < 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: ... < intent-filter> < action android:name="android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED" /> < 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 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 deviceList = manager.getDeviceList(); Iterator 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。 |