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AndroidUSB

2024-07-11 21:27:52| 来源: 网络整理| 查看: 265

背景知识

USB是一种数据通信方式，也是一种数据总线，而且是最复杂的总线之一。硬件上，它是用插头连接。一边是公头（plug），一边是母头（receptacle）。例如，PC上的插座就是母头，USB设备使用公头与PC连接。目前USB硬件接口分三种，普通PC上使用的叫Type；原来诺基亚功能机时代的接口为Mini USB；目前Android手机使用的Micro USB/TYPE-C。

Host

USB是由Host端控制整个总线的数据传输的。单个USB总线上，只能有一个Host。

OTG

On The Go，这是在USB2.0引入的一种mode，提出了一个新的概念叫主机协商协议（Host Negotiation Protocol），允许两个设备间商量谁去当Host。

想了解更多USB知识，请参考USB官网以及下面这篇文章： http://www.crifan.com/files/doc/docbook/usb_basic/release/html/usb_basic.html

USB HOST/DEVICE/OTG概念：

1.USB 设备分为 HOST (主设备)和SLAVE (从设备),只有当一台 HOST 与一台 SLAVE 连接时才能实现数据的传输。 (1) USBHOST 是指主机。 (2) USBOTG 设备既能做主机,又能做设备。 OTG 技术就是实现在没有 Host 的情况下,实现从设备间的数据传送。当 OTG 插到电脑上时. OTG 的角色就是连接电脑的 device (读卡器),也就是 SLAVE (从设备);当USB/SD device插到 OTG 上, OTG 的角色就是 HOST 主机。（有些手机也经常用到 OTG的功能）

Android使用（Host连接）

首先应该介绍，USBManager这个类，这个类用于访问USB状态并与USB设备通信。目前只开放HOST模式。初始化USBManager mUsbManager = ((UsbManager) context.getSystemService(USB_SERVICE)); 里面有几个重要的方法：

1.getDeviceList()——获取当前USB连接从设备的列表，返回一个存储UsbDevice的HashMap 2.getAccessoryList()——这个就是获取Host的列表（用不到） 3.openDevice(UsbDevice)—— 这个方法是USB连接方法，连接成功后会返回一个UsbDeviceConnection对象。 4.requestPermission(UsbDevice,PendingIntent)——这个方法用于请求USB权限。

监听USB插入/拔出

通过广播意图android.hardware.usb.action.USB_STATE，实现插入拔出监听

class USBStateReceive extends BroadcastReceiver { public static final String ACTION_USB_STATE = "android.hardware.usb.action.USB_STATE"; public static final String USB_CONNECTED = "connected"; private IUsbStateChangeListener mUsbStateChangeListener; public void onReceive(Context paramContext, Intent intent) { String action = intent.getAction(); Log.d(TAG, "usb action + " + action); switch (action) { case UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_ATTACHED: UsbDevice device = intent.getParcelableExtra(UsbManager.EXTRA_DEVICE); Log.d(TAG, "device_attached," + device.toString()); if (mUsbStateChangeListener != null) { mUsbStateChangeListener.onAttach(device); } break; case UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_DETACHED: device = intent.getParcelableExtra(UsbManager.EXTRA_DEVICE); Log.d(TAG, "device_detached," + device.toString()); if (mUsbStateChangeListener != null) { mUsbStateChangeListener.onDetach(device); } break; case ACTION_USB_STATE: boolean connected = intent.getBooleanExtra(USB_CONNECTED, false); break; } } public void setUsbStateChangeListener(IUsbStateChangeListener usbStateChangeListener) { this.mUsbStateChangeListener = usbStateChangeListener; } }

这个广播也可以获取到当前插入/拔出的设备信息。可以通过这个广播来监听新插入/拔出的USB设备。

当前连接的USB设备

可以通过getDeviceList获取当前连接的USB设备为此我们编写一个USBFinder 用来查找USB设备。

package cn.xiaolongonly.usbhelper.usbmodule; import android.hardware.usb.UsbDevice; import android.hardware.usb.UsbManager; import java.util.HashMap; import java.util.Iterator; /** * * * @author xiaolong [email protected] * @version v1.0 * @since 2019/4/10 15:36 */ public class USBFinder { private UsbManager mUsbManager; private static USBFinder usbFinder; private USBFinder(UsbManager usbManager) { this.mUsbManager = usbManager; } /** * Application Context; * */ public static void init(UsbManager usbManager) { usbFinder = new USBFinder(usbManager); } public static USBFinder getInstance() { if (usbFinder == null) { throw new RuntimeException("需要在Application中執行USBFinder.init()"); } return usbFinder; } public HashMap findUsbMap() { HashMap deviceMap = mUsbManager.getDeviceList(); return deviceMap; } public UsbDevice findUsbDevice(int vendorId, int productId) { HashMap deviceMap = mUsbManager.getDeviceList(); Iterator iterator = deviceMap.values().iterator(); UsbDevice localUsbDevice; while (iterator.hasNext()) { localUsbDevice = (UsbDevice) iterator.next(); if (localUsbDevice.getVendorId() == vendorId || localUsbDevice.getProductId() == productId) { return localUsbDevice; } } return null; } } findUsbMap 用于找到当前已连接的USB设备列表，这个用户选择连接非常有用，比如有多个USB设备，选择一个连接。（跟上一个通过广播监听的区别是，有时候一些USB设备默认是插着的，通过上面的广播并不能知道）findUsbDevice 遍历设备列表，通过vendorId和productId找到合适的USB设备，通过这个可以省掉让用户选择的过程，如果连接的设备只有一个的话可以直接用这个。 USB连接，如何确认USB连接及USB授权？

Android 在USBManager 提供了一个 requestPermission(UsbDevice device, PendingIntent pi)，这个模式是手机作为HOST对设备做授权。

public void getPermission(Context context, UsbManager usbManager, UsbDevice usbDevice, final UsbPermissionReceiverListener callBack) { if (usbManager.hasPermission(usbDevice)) { callBack.onSuccessful(); return; } mContext = context; IntentFilter intentFilter = new IntentFilter(); intentFilter.addAction("com.android.example.USB_PERMISSION"); mContext.registerReceiver(mUsbReceiver, intentFilter);//注册广播接收者 mUsbReceiver.setUsbPermissionReceiverListener(new UsbPermissionReceiverListener() { @Override public void onSuccessful() { mContext.unregisterReceiver(mUsbReceiver); callBack.onSuccessful(); } @Override public void onFail(String msg) { mContext.unregisterReceiver(mUsbReceiver); callBack.onFail(msg); } }); mUsbReceiver.setUsbDeviceName(usbDevice.getDeviceName());//为广播接受者设置DeviceName名称用于与接收的名称进行对比 PendingIntent mPermissionIntent = PendingIntent.getBroadcast(context, 0, new Intent(ACTION_USB_PERMISSION), 0); usbManager.requestPermission(usbDevice, mPermissionIntent); }

授权广播

class PermissionReceiver extends BroadcastReceiver { protected UsbPermissionReceiverListener mUsbPeramissionRecevierListener = null; protected String mUsbDeviceName = ""; public void onReceive(Context paramContext, Intent intent) { String action = intent.getAction(); Log.d(TAG, "usb action + " + action); if (intent == null) { mUsbPeramissionRecevierListener.onFail("授权失败：未知授权申请！"); } else { if (ACTION_USB_PERMISSION.equals(intent.getAction())) { UsbDevice localUsbDevice = intent.getParcelableExtra("device"); if (localUsbDevice != null) { if (!(intent.getBooleanExtra("permission", false))) {//用户取消授权 if (this.mUsbPeramissionRecevierListener != null) { mUsbPeramissionRecevierListener.onFail("用户取消授权，授权失败！"); } } else { String deviceName = localUsbDevice.getDeviceName(); if (deviceName.equals(this.mUsbDeviceName)) {//若获得的deviceName与_usbDeviceName一致 if (this.mUsbPeramissionRecevierListener != null) { mUsbPeramissionRecevierListener.onSuccessful(); } } else { if (this.mUsbPeramissionRecevierListener != null) { mUsbPeramissionRecevierListener.onFail("授權失敗：設備名稱不一致！"); } } } } else { return; } } else { mUsbPeramissionRecevierListener.onFail("授權失敗：未知授权申请！"); return; } } } public void setUsbPermissionReceiverListener(UsbPermissionReceiverListener paramAsyncTaskListener) { this.mUsbPeramissionRecevierListener = paramAsyncTaskListener; } public void setUsbDeviceName(String usbDeviceName) { this.mUsbDeviceName = usbDeviceName; } }

授权广播类，监听的是com.android.example.USB_PERMISSION

通过以上几个方法我们可以获取到当前连接的USB设备了，接下来就是建立传输通道

数据传输

这边先要获取一个UsbDeviceConnection 对象，也就是通过USBManager.openDevice(UsbDevice)获取连接的对象。

/** * 选择USB设备和interface,打开。 * * @return */ public int open(UsbDevice usbDevice, int interfaceIndex) { mDevice = usbDevice; if (!setInterface(this.mDevice, interfaceIndex)) { Log.d(TAG, "interfaceIndex OutOfBound!"); return -1; } this.mInterface = mDevice.getInterface(interfaceIndex); if (!(setEndpoint(this.mInterface))) { return -1; } this.mDeviceConnection = this.mManager.openDevice(usbDevice); if (this.mDeviceConnection == null) { return -1; } return 0; }

讲一下为什么这个类需要传interfaceIndex，一般来讲一个UsbDevice 会有多个UsbInterface，不同的interface是分开的，有不同的功能。每个UsbInterface又会有多个UsbEndpoint，用于处理输入和输出，也就是数据传输。传入interfaceIndex是为了能够找到符合要求的index.

检验interface和endpoint 是否符合

protected boolean setInterface(UsbDevice mDevice, int interfaceIndex) { if (mDevice != null && mDevice.getInterfaceCount() > interfaceIndex) { return true; } else { return false; } } /** * 设置Endpoint,根据Device的Interface * * @param paramUsbInterface * @return */ protected boolean setEndpoint(UsbInterface paramUsbInterface) { if (paramUsbInterface.getEndpointCount() != 2) { Log.d(TAG, "Endpoint count less than 2.."); return false; } for (int m = 0; m if (ep.getDirection() == UsbConstants.USB_DIR_OUT) { this.mEndpointOut = ep; } else { this.mEndpointIn = ep; } } else { return false; } } return true; }

这两个方法就是用来看是不是能找到对应的UsbInterface和UsbEndpoint，因为我们的需求是要这个既有输入又有输出的UsbInterface。所以做了相应的校验。

接下来是数据传输

public void sendData(byte[] data, IDataSendCallBack iDataSendCallBack, int timeOut) { if (this.mDeviceConnection == null) { if (iDataSendCallBack != null) { iDataSendCallBack.onSendResult(CODE_DEVICE_NO_OPEN, null, "未开启设备，请先执行open()！"); } } this.mDeviceConnection.claimInterface(this.mInterface, true);//调用了本地 bulkTransfer(this.mDeviceConnection, this.mEndpointOut, this.mEndpointIn, data, data.length, timeOut, iDataSendCallBack); this.mDeviceConnection.releaseInterface(this.mInterface);//释放接口 } protected void bulkTransfer(final UsbDeviceConnection usbDeviceConnection, UsbEndpoint outPoint, final UsbEndpoint inPoint, byte[] datas, int dataLength, final int timeLimit, final IDataSendCallBack iDataSendCallBack) { int bulkTransferLength = usbDeviceConnection.bulkTransfer(outPoint, datas, dataLength, timeLimit); if (bulkTransferLength iDataSendCallBack.onSendResult(CODE_SEND_FAIL, datas, "发送失败！"); } } if (iDataSendCallBack != null) { iDataSendCallBack.onSendResult(CODE_SEND_SUCCESS, datas, "發送成功！"); } if (mEndpointIn == null) { if (iDataSendCallBack != null) { iDataSendCallBack.onSendResult(CODE_NO_INPOINT, null, "該interface底下沒有接口端口，无法接收数据！"); } } new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { while (true) { byte[] inByte = new byte[1024]; int inLength = usbDeviceConnection.bulkTransfer(inPoint, inByte, inByte.length, timeLimit); if (inLength > 0) { inByte = Arrays.copyOf(inByte, inLength); if (iDataSendCallBack != null) { iDataSendCallBack.onSendResult(CODE_DATA_RECEIVE, inByte, "收到数据！"); } } else { break; } } } }).start(); }

DeviceConnection.claimInterface()占用了这个interface，在发送结束后releaseInterface 相当于释放interface. 项目要求是一次输入，一次输出。所以每次都会开开合合，如果不是这种需求的话应该可以长期开着等全部结束后关闭，类似于Socket。

Talk is cheap, here the code.

项目地址：https://github.com/guoxiaolongonly/USBHelper

参考自：https://blog.csdn.net/cui130/article/details/81329634

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