Android实战技巧之四十九：Usb通信之USB Host

零 USB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。

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。

一、Android中的USB

Android对Usb的支持是从3.1开始的，显然是加强Android平板的对外扩展能力。而对Usb使用更多的，是Android在工业中的使用。Android工业板子一般都会提供多个U口和多个串口，它们是连接外设的手段与桥梁。下面就来介绍一下Android Usb使用模式之一的USB Host。

android.hardware.usb包下提供了USB开发的相关类。
我们需要了解UsbManager、UsbDevice、UsbInterface、UsbEndpoint、UsbDeviceConnection、UsbRequest、UsbConstants。
1、UsbManager:获得Usb的状态，与连接的Usb设备通信。
2、UsbDevice：Usb设备的抽象，它包含一个或多个UsbInterface，而每个UsbInterface包含多个UsbEndpoint。Host与其通信，先打开UsbDeviceConnection，使用UsbRequest在一个端点（endpoint）发送和接收数据。
3、UsbInterface：定义了设备的功能集，一个UsbDevice包含多个UsbInterface，每个Interface都是独立的。
4、UsbEndpoint：endpoint是interface的通信通道。
5、UsbDeviceConnection：host与device建立的连接，并在endpoint传输数据。
6、UsbRequest：usb 请求包。可以在UsbDeviceConnection上同步异步传输数据。
7、UsbConstants：usb常量的定义，对应linux/usb/ch9.h

二、USB插入事件

Usb的插入和拔出是以系统广播的形式发送的，只要我们注册这个广播即可。

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<code class = "hljs java" >    @Override      protected void onResume() {          super .onResume();          IntentFilter usbFilter = new IntentFilter();          usbFilter.addAction(UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_ATTACHED);          usbFilter.addAction(UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_DETACHED);          registerReceiver(mUsbReceiver, usbFilter);      }        @Override      protected void onPause() {          super .onPause();          unregisterReceiver(mUsbReceiver);      }        private final BroadcastReceiver mUsbReceiver = new BroadcastReceiver() {          public void onReceive(Context context, Intent intent) {              String action = intent.getAction();              tvInfo.append( "BroadcastReceiver inn" );               if (UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_ATTACHED.equals(action)) {                  tvInfo.append( "ACTION_USB_DEVICE_ATTACHEDn" );              } else if (UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_DETACHED.equals(action)) {                  tvInfo.append( "ACTION_USB_DEVICE_DETACHEDn" );              }          }      };</code>

三、Usb插入时启动程序

有些应用场景是，Usb插入后启动特定程序处理特定问题。
我们的做法就是在Manifest中某个Activity加入Usb插入的action。

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<code class = " hljs xml" > <intent-filter>      <action android:name= "android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED" > </action></intent-filter>          <meta-data android:name= "android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED" android:resource= "@xml/usbfilter" ></meta-data></code>

在usbfilter中加入厂商id和产品id的过滤，如下：

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<code class = " hljs xml" ><!--{cke_protected}{C}%3C!%2D%2D%3Fxml%20version%3D% 221.0 % 22 %20encoding%3D%22utf- 8 % 22 %3F%2D%2D%3E--> <resources>      <usb-device vendor-id= "1234" product-id= "5678" > </usb-device></resources></code>

结果就是，当此型号设备通过Usb连接到系统时，对应的Activity就会启动。

四、UsbManager的初始化

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1	<code class = "hljs fix" >mUsbManager = (UsbManager)getSystemService(Context.USB_SERVICE);</code>

五、列出Usb设备

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<code class = "hljs avrasm" >        HashMap<string,usbdevice> deviceHashMap = mUsbManager.getDeviceList();          Iterator<usbdevice> iterator = deviceHashMap.values().iterator();          while (iterator.hasNext()) {              UsbDevice device = iterator.next();              tvInfo.append( "ndevice name: " +device.getDeviceName()+ "ndevice product name:"                      +device.getProductName()+ "nvendor id:" +device.getVendorId()+                      "ndevice serial: " +device.getSerialNumber());          }</usbdevice></string,usbdevice></code>

六、USB使用权限

安卓系统对USB口的使用需要得到相应的权限，而这个权限要用户亲自给才行。
首先我们会确认一下上一节中的device是否已经获得权限，如果没有就要主动申请权限：

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<code class = "hljs scss" >            //先判断是否为自己的设备              //注意：支持十进制和十六进制              //比如：device.getProductId() == 0x04D2              if (device.getProductId() == 1234 && device.getVendorId() == 5678 ) {                  if (mUsbManager.hasPermission(device)) {                      //do your work                  } else {                      mUsbManager.requestPermission(device,mPermissionIntent);                  }              } </code>

我们仍然使用广播来获得权限赋予情况。

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1	<code class = "hljs java" > public static final String ACTION_DEVICE_PERMISSION = "com.linc.USB_PERMISSION" ;</code>

注册广播

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<code class = "hljs cs" >        mPermissionIntent = PendingIntent.getBroadcast( this , 0 , new Intent(ACTION_DEVICE_PERMISSION), 0 );          IntentFilter permissionFilter = new IntentFilter(ACTION_DEVICE_PERMISSION);          registerReceiver(mUsbReceiver,permissionFilter);</code>

接收器的代码：

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<code class = "hljs java" > private final BroadcastReceiver mUsbReceiver = new BroadcastReceiver() {          public void onReceive(Context context, Intent intent) {              String action = intent.getAction();              tvInfo.append( "BroadcastReceiver inn" );              if (ACTION_DEVICE_PERMISSION.equals(action)) {                  synchronized ( this ) {                      UsbDevice device = intent.getParcelableExtra(UsbManager.EXTRA_DEVICE);                      if (intent.getBooleanExtra(UsbManager.EXTRA_PERMISSION_GRANTED, false )) {                          if (device != null ) {                              tvInfo.append( "usb EXTRA_PERMISSION_GRANTED" );                          }                      } else {                          tvInfo.append( "usb EXTRA_PERMISSION_GRANTED null!!!" );                      }                  }              }          }      };</code>

七、通信

UsbDevice有了权限，下面就可以进行通信了。
这里要用到：UsbInterface、UsbEndpoint（一进一出两个endpoint，双向通信）、UsbDeviceConnection。
注意：通信的过程不能在UI线程中进行。
得到授权后，将做一些通信前的准备工作，如下：

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<code class = "hljs cs" > private void initCommunication(UsbDevice device) {          tvInfo.append( "initCommunication inn" );          if ( 1234 == device.getVendorId() && 5678 == device.getProductId()) {              tvInfo.append( "initCommunication in right devicen" );              int interfaceCount = device.getInterfaceCount();              for ( int interfaceIndex = 0 ; interfaceIndex < interfaceCount; interfaceIndex++) {                  UsbInterface usbInterface = device.getInterface(interfaceIndex);                  if ((UsbConstants.USB_CLASS_CDC_DATA != usbInterface.getInterfaceClass())                          && (UsbConstants.USB_CLASS_COMM != usbInterface.getInterfaceClass())) {                      continue ;                  }                    for ( int i = 0 ; i < usbInterface.getEndpointCount(); i++) {                      UsbEndpoint ep = usbInterface.getEndpoint(i);                      if (ep.getType() == UsbConstants.USB_ENDPOINT_XFER_BULK) {                          if (ep.getDirection() == UsbConstants.USB_DIR_OUT) {                              mUsbEndpointIn = ep;                          } else {                              mUsbEndpointOut = ep;                          }                      }                  }                    if (( null == mUsbEndpointIn) || ( null == mUsbEndpointOut)) {                      tvInfo.append( "endpoint is nulln" );                      mUsbEndpointIn = null ;                      mUsbEndpointOut = null ;                      mUsbInterface = null ;                  } else {                      tvInfo.append( "nendpoint out: " + mUsbEndpointOut + ",endpoint in: " +                              mUsbEndpointIn.getAddress()+ "n" );                      mUsbInterface = usbInterface;                      mUsbDeviceConnection = mUsbManager.openDevice(device);                      break ;                  }              }          }      }</code>

发送数据如下：

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1	<code class = "hljs cs" >result = mUsbDeviceConnection.bulkTransfer(mUsbEndpointOut, mData, ( int )buffSize, 1500 ); //需要在另一个线程中进行</code>

八、其他

作为一个普通的开发者，如果没有USB设备，那么调试程序是个问题。
可以使用AdbTest程序用OTG线连接两个手机或平板试试。
有USB设备的同事，会根据设备的通信协议规则去编码。这里面要用到byte与其他类型转换，以及十六进制的问题。
具体问题具体分析吧。这篇文章磕磕绊绊，就先到这里了
。

最后

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