近日研究USB-OTG-HID的开发,研究心得如下。来自互联网

OTG在Android3.1及以上被支持。也就是minSdkVersion为12.

API概述

UsbManager
允许您枚举已连接的USB设备并且与其进行“交流”。

UsbDevice
代表了一个已连接的USB的设备并且包含具有该设备验证信息,接口和接入点的方法。

UsbInterface
代表了一个USB设备的一个接口,该接口定义了一系列关于设备的函数。一个设备在进行“交流”的时候可以有一个或者多个接口。

UsbEndpoint
代表一个接口的接入点,该接入点就是这个接口的通信信道。一个接口可以有一个或者多个这样的接入点,而且一般都是有输入和输出双向通信的接入点。

UsbDeviceConnection
代表该设备的一个连接,用来在接入点上传输数据。这个类允许您能用同步或者异步的方式发送和返回数据。

UsbRequest
在通过UsbDeviceConnection和设备进行“交流”的一个异步请求。

UsbConstants
关于在linux内核中linux/usb/ch9.h的相关定义的USB常量。

在大多数情况中,跟USB设备通信时,需要使用所有这些类(使用异步通信,只需要使用UsbRequest类)。使用UsbManager对象来获取期望的UsbDevice对象。有了这个UsbDevice对象时,就需要查找对应的UsbInterface对象和基于该接口通信的UsbEndpoint对象。一旦获取了正确的端点,就可以打开UsbDeviceConnect对象来跟USB设备进行通信了。

Android清单要求

在使用USB主机模式API工作之前,你需要把以下介绍的内容添加到你的应用程序清单中:

1. 因为不是所有的Android设备都保证支持USB主机模式,所以要在你的应用程序声明中包含元素,以声明你的应用程序要使用android.hardware.usb.host功能。

2. 把应用程序的最小SDK设置为API Level 12或更高的版本。在较早的API版本中不存在USB主机模式API。

3. 如果你希望你的应用程序能够获得接入USB设备时的通知,那么还要在你的主Activity中指定用android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED类型的Intent来配对的和元素。元素要指向一个外部的XML资源文件,该文件声明了希望检测的设备的识别信息。

在这个XML资源文件中,要用元素来声明你想要过滤的USB设备。以下列出了元素的属性。通常,使用vendor-idproduct-id来指定你所希望过滤的特定的设备,并且使用classsubclassprotocol来指定你所希望过滤的USB设备组,如大容量存储设备或数码相机。你可以不指定任何属性,或所有全部属性。不指定任何属性,就会跟所有USB设备匹配,如果应用程序需要,就可以这样做:

A. vendor-id

B. product-id

C. class

D. subclass

E. protocol(设备或接口)

res/xml目录中保存这个资源文件。该资源文件的名称(不含.xml扩展名)必须跟元素中指定的名称相同。XML资源文件的格式请看下例。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

    package="com.example.testusb"

    android:versionCode="1"

    android:versionName="1.0"

    >

 

    <uses-sdk

        android:minSdkVersion="12"

        android:targetSdkVersion="17" />

     

    <uses-feature android:name="android.hardware.usb.host" />

    <application

        android:allowBackup="true"

        android:icon="@drawable/ic_launcher"

        android:label="@string/app_name"

        android:theme="@style/AppTheme" >

        <activity

            android:name="com.example.testusb.TestUSB"

            android:label="@string/app_name" >

            <intent-filter>

                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />

            </intent-filter>

            <!-- 当你需要希望你的应用能够被连接的设备所提示,需要针对intent-filter和meta-data加上android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED意图 -->

            <intent-filter>

                <action android:name="android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED" />

            </intent-filter>


            <!-- 用于过滤具体USB设备,其中device_filter是个xml文件 -->

            <meta-data android:name="android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED"

                android:resource="@xml/device_filter" />

        </activity>
   
    </application>

</manifest>


资源文件应该保存在res/xml/device_filter.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<resources>

    <!-- 如果你不确定你需要检测的设备vendor-id和product-id,可以所有的参数都为空,将获得所有已连接的USB设备。

    否则请对应上相应参数。 -->

    <usb-device vendor-id="65535" product-id="65535" class="255" subclass="66"protocol="1" />

</resources>


可以在Windows上查看USB设备的VID和PID,需要注意的是,在Windows上VID和PID都是十六进制数,需要转换为10进制。

 

 

发现设备
可以使用两种方法来发现设备:
1.使用Intent过滤器,过滤用户接入USB设备时所发出的通知;
2.列举已经接入的USB设备。

如果你希望你的程序能够自动的检测你所期望的USB设备,需要使用Intent过滤器,如我们刚才在AndroidManifest.xml中添加的过滤器。

在Activity中,可以从这样的意图中获取UsbDevice:

UsbDevice device = (UsbDevice) intent.getParcelableExtra(UsbManager.EXTRA_DEVICE);


 如果你你希望过滤所有的USB设备,或者应用程序没有过滤对应的Intent对象,那么可以使用列举:

UsbManager usbManager = (UsbManager) getSystemService(Context.USB_SERVICE);

HashMap<String, UsbDevice> map = usbManager.getDeviceList();

for(UsbDevice device : map.values()){

    Log.i(TAG, "dName: " + device.getDeviceName());

    Log.i(TAG, "vid: " + device.getVendorId() + "\t pid: " + device.getProductId());

    usbDevice = device;

    //Other code

}
或者使用迭代,获取每一个设备:


HashMap<String, UsbDevice> deviceList = usbManager .getDeviceList();

Iterator<UsbDevice> deviceIterator = deviceList.values().iterator();

while(deviceIterator.hasNext()){

    UsbDevice device = deviceIterator.next();

    //Other code

}


获取跟设备通信的权限
在跟USB设备进行通信之前,你的应用程序必须要获取用户的许可。
注意:如果你的应用程序使用Intent过滤器来发现接入的USB设备,而且用户允许你的应用程序处理该Intent,那么它会自动的接收权限,否则,在你的应用程序接入该设备之前,必须明确的申请权限。

明确的申请权限在某些情况下是必须的,如你的应用程序列举已经接入的USB设备并想要跟其中的一个设备通信的时候。在试图跟一个设备通信之前,你必须要检查是否有访问设备的权限。否则,如果用户拒绝了你访问该设备的请求,你会收到一个运行时错误。

要明确的获取这个权限,首先要创建一个广播接收器。这个接收器用于监听你调用requestPermission()方法时,系统所发出的Intent对象。调用requestPermission()方法时,系统会显示一个对话框,询问用户是否允许跟该USB设备进行连接。下列代码演示如何创建这个广播接收器:

private static final String ACTION_USB_PERMISSION = "com.android.example.USB_PERMISSION";
2
private final BroadcastReceiver mUsbReceiver = new BroadcastReceiver() {
3
 
4
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
5
    String action = intent.getAction();
6
        Log.e(TAG, action);
7
             
8
    if (ACTION_USB_PERMISSION.equals(action)) {
9
        synchronized (this) {
10
        usbDevice = (UsbDevice)intent.getParcelableExtra(UsbManager.EXTRA_DEVICE);
11
        //允许权限申请
12
        if (intent.getBooleanExtra(UsbManager.EXTRA_PERMISSION_GRANTED, false)) {
13
            if(usbDevice != null){
14
                //call method to set up device communication
15
                }
16
            } else {
17
                Log.d(TAG, "permission denied for device " + usbDevice);
18
            }
19
        }
20
    }
21
};
注册接收的广播,并放在onCreate中:

1
//注册广播
2
IntentFilter filter = new IntentFilter(ACTION_USB_PERMISSION);
3
registerReceiver(mUsbReceiver, filter);
申请权限:

PendingIntent pi = PendingIntent.getBroadcast(this, 0, new Intent(ACTION_USB_PERMISSION),0);
if(usbManager.hasPermission(usbDevice)){
    //Other code
}else{
    //没有权限询问用户是否授予权限
    usbManager.requestPermission(usbDevice, pendingIntent); //该代码执行后,系统弹出一个对话框,
                                                            //询问用户是否授予程序操作USB设备的权限
}
 
					

当用户回应这个对话框时,你的广播接收器就会收到一个包含用一个boolean值来表示结果的EXTRA_PERMISSION_GRANTED字段的意图。在您连接设备之前检查这个字段的值是否为true。


跟设备进行通信: 我们可以同步或者异步的和USB设备进行“交流”。在任意一种情况之下,您都应该创建一个新的线程来进行数据传输,这样就不会阻塞您的主线程了。要想正确的设置好和一个设备之间的连接,您需要获得该设备正确的UsbInterface和UsbEndpoint来和您进行“交流”以及通过UsbDeviceConnection在这个接入点上发送请求。一般来说,您的代码应该这样:

1.检查一个UsbDevice对象的属性,例如产品ID,供应商ID,或者是关于设备的类,以此来确认您是否希望和该设备进行“交流”。

2.当您确信您希望和该设备进行“交流”时,找到关于该设备正确的UsbInterface以及和该接口所对应的UsbEndpoint。接口可以有一个或者多个接入点,而且一般都会有一个双向通信的输入和输出接入点。

3.当您找到正确的接入点时,在该接入点时打开一个UsbDeviceConnection。

4.您可以通过bulkTransfer()controlTransfer()这两个方法在接入点上传输您所需要传递的数据。您最好在另起一个新的线程来进行这个步骤以避免阻塞主线程。想要详细地了解关于Android中使用线程的信息,详见线程和进程。

private Byte[] bytes;

private static int TIMEOUT = 3000;

private boolean forceClaim = true;

 

UsbInterface usbInterface = usbDevice.getInterface(0);

//USBEndpoint为读写数据所需的节点

UsbEndpoint inEndpoint = usbInterface.getEndpoint(0);  //读数据节点

UsbEndpoint outEndpoint = usbInterface.getEndpoint(1); //写数据节点

UsbDeviceConnection connection = usbManager.openDevice(usbDevice);

connection.claimInterface(usbInterface, true);
             

//发送数据

byte[] byte2 = new byte[64];    //发送与接收字节数与设备outputreport有关

int out = connection.bulkTransfer(outEndpoint, bytes, bytes.length, TIMEOUT);

Log.e(TAG, "out:" + out);

             

//读取数据1   两种方法读取数据

int ret = connection.bulkTransfer(inEndpoint, byte2, byte2.length, TIMEOUT);

Log.e(TAG, "ret:"+ret);


//还有第二种读取方式,未验证。
int outMax = outEndpoint.getMaxPacketSize();

int inMax = inEndpoint.getMaxPacketSize();

ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(inMax);

UsbRequest usbRequest = new UsbRequest();

usbRequest.initialize(connection, inEndpoint);

usbRequest.queue(byteBuffer, inMax);

if(connection.requestWait() == usbRequest){

    byte[] retData = byteBuffer.array();

}
终止通信:

当您在完成和设备的“交流”之后,又或者该设备被移除了,通过调用releaseInterface()和close()的方法来关闭UseInterface和UsbDeviceConnection。为了监听分离这样的事件,您需要创建一个如下的广播接收器:


BroadcastReceiver mUsbReceiver = new BroadcastReceiver() {

    public void onReceive(Context context, Intent intent) {

        String action = intent.getAction();

  

      if (UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_DETACHED.equals(action)) {

            UsbDevice device = (UsbDevice)intent.getParcelableExtra(UsbManager.EXTRA_DEVICE);

            if (device != null) {

                // call your method that cleans up and closes communication with the device

            }

        }

    }

};
在您的应用中创建这个广播接收器,不是在manifest文件中,允许您的应用只能在它运行的时候处理这样的设备分离事件。这样的话,设备分离这个事件就只向正在运行的应用广播,而不是向所有的应用进行广播。

总结:

我在发送数据的时候,返回的是2,接收返回-1,一直不清楚需要发送的数据是什么格式需要哪些命令,在网上查找了很久也没有找到。
也就只能做到设备接通,但是通信不算成功。

欢迎访问我的博客www.sitcoder.com


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