Android USB串口通信是物联网开发中的重要技术，它让Android设备能够直接与各种串口设备进行数据交换。本文将通过详细的步骤和实际案例，帮助开发者快速掌握Android USB串口通信的核心技术。
项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/us/usb-serial-for-android 项目简介与应用场景
usb-serial-for-android是一个专为Android平台设计的开源驱动库，它使得Android设备能够通过USB主机模式与Arduino、FTDI芯片等USB串行设备进行通信。该库自Android 3.1版本开始支持，从Android 4.2版本起稳定运行。
主要应用场景：
- 与Arduino开发板进行数据通信
- 连接工业控制设备
- 物联网传感器数据采集
- 嵌入式系统调试
环境准备与快速配置
开发环境要求
确保您已安装以下开发工具：
- Android Studio最新版本
- Android SDK（API级别不低于12）
- JDK 8或更高版本
项目集成步骤
1. 获取项目代码
首先需要获取项目源代码：
git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/us/usb-serial-for-android
2. 添加依赖配置
在项目的build.gradle文件中添加JitPack仓库：
allprojects {
repositories {
// ... 其他仓库
maven { url 'https://jitpack.io' }
}
}
然后添加库依赖：
dependencies {
implementation 'com.github.mik3y:usb-serial-for-android:3.9.0'
}
3. 配置设备过滤器
在res/xml目录下创建device_filter.xml文件：
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
<usb-device vendor-id="1234" product-id="5678"/>
</resources>
在AndroidManifest.xml中关联过滤器：
<activity android:name=".MainActivity">
<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>
核心功能实现演示
设备连接与初始化
以下是建立USB串口连接的核心代码：
// 获取USB管理器实例
UsbManager manager = (UsbManager) getSystemService(Context.USB_SERVICE);
// 查找所有可用的驱动程序
List<UsbSerialDriver> availableDrivers = UsbSerialProber.getDefaultProber().findAllDrivers(manager);
if (availableDrivers.isEmpty()) {
// 没有找到可用设备
return;
}
// 连接到第一个可用驱动程序
UsbSerialDriver driver = availableDrivers.get(0);
UsbDeviceConnection connection = manager.openDevice(driver.getDevice());
if (connection == null) {
// 需要请求权限
UsbManager.requestPermission(driver.getDevice(), ...);
return;
}
// 打开串口并配置参数
UsbSerialPort port = driver.getPorts().get(0);
port.open(connection);
port.setParameters(115200, 8, UsbSerialPort.STOPBITS_1, UsbSerialPort.PARITY_NONE);
数据传输操作
直接读写模式：
// 准备发送数据
byte[] request = "Hello Arduino".getBytes();
// 发送数据
port.write(request, 1000); // 1000ms超时
// 接收数据
byte[] response = new byte[1024];
int len = port.read(response, 1000);
if (len > 0) {
String receivedData = new String(response, 0, len);
// 处理接收到的数据
}
事件驱动读取模式：
// 创建串口输入输出管理器
SerialInputOutputManager ioManager = new SerialInputOutputManager(port, this);
ioManager.start();
// 实现数据接收回调
@Override
public void onNewData(byte[] data) {
runOnUiThread(() -> {
// 在UI线程中更新界面
textView.append(new String(data));
});
}
常见问题解决方案
设备识别问题
如果设备无法被自动识别，可以创建自定义探测器：
// 创建自定义探测表
ProbeTable customTable = new ProbeTable();
customTable.addProduct(0x1234, 0x0001, FtdiSerialDriver.class);
customTable.addProduct(0x1234, 0x0002, FtdiSerialDriver.class);
// 使用自定义探测器
UsbSerialProber prober = new UsbSerialProber(customTable);
List<UsbSerialDriver> drivers = prober.findAllDrivers(usbManager);
兼容设备列表
该库支持多种USB转串口芯片：
| 芯片类型 | 具体型号 |
|---|---|
| FTDI | FT232R, FT232H, FT2232H, FT4232H, FT230X, FT231X, FT234XD |
| Prolific | PL2303 |
| Silabs | CP2102, CP210*系列 |
| Qinheng | CH340, CH341A |
权限处理
在Android 6.0及以上版本，需要动态请求USB权限：
private static final String ACTION_USB_PERMISSION = "com.example.USB_PERMISSION";
private final BroadcastReceiver usbPermissionReceiver = 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)) {
// 权限已授予，可以打开设备
}
}
}
}
};
进阶应用与最佳实践
错误处理机制
建立完善的错误处理机制：
try {
port.open(connection);
port.setParameters(115200, 8, UsbSerialPort.STOPBITS_1, UsbSerialPort.PARITY_NONE);
} catch (IOException e) {
Log.e(TAG, "设备打开失败", e);
// 处理异常情况
}
资源管理
确保正确释放资源：
@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
if (ioManager != null) {
ioManager.stop();
}
if (port != null) {
try {
port.close();
} catch (IOException e) {
Log.e(TAG, "端口关闭失败", e);
}
}
}
性能优化建议
- 使用合适的缓冲区大小
- 合理设置读写超时时间
- 在后台服务中管理连接
- 实现连接状态监控
通过本教程的学习，您已经掌握了Android USB串口通信的核心技术。现在就开始动手实践，将您的Android设备与各种串口设备连接起来，开启物联网开发的新篇章！
创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考
