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Android实现串口通信
来源:jb51  时间:2022/8/15 16:59:20  对本文有异议

本文实例为大家分享了Android实现串口通信的具体代码,供大家参考,具体内容如下

生成so文件

首先确保已经安装了NDK和CMake

然后创建一个SerialPort.java文件

主要用来处理so文件

注意包名一旦写好不要更改位置,具体代码:

import android.util.Log;

import java.io.File;
import java.io.FileDescriptor;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
/**
?* Created by abc on 2021/1/23.
?*/

public class SerialPort {


? ? private static final String TAG = "SerialPort";

? ? /*
? ? ?* Do not remove or rename the field mFd: it is used by native method close();
? ? ?*/
? ? private FileDescriptor mFd;
? ? private FileInputStream mFileInputStream;
? ? private FileOutputStream mFileOutputStream;

? ? public SerialPort(File device, int baudrate, int flags) throws SecurityException, IOException {

? ? ? ? if (device == null) {
? ? ? ? ? ? System.out.println("device is null");
? ? ? ? ? ? return;
? ? ? ? }


? ? ? ? /* Check access permission */
? ? ? ? if (!device.canRead() || !device.canWrite()) {
? ? ? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? ? ? /* Missing read/write permission, trying to chmod the file */
? ? ? ? ? ? ? ? Process su;
? ? ? ? ? ? ? ? su = Runtime.getRuntime().exec("/system/bin/su");
? ? ? ? ? ? ? ? String cmd = "chmod 777 " + device.getAbsolutePath() + "\n" + "exit\n";
? ? ? ? ? ? ? ? su.getOutputStream().write(cmd.getBytes());
? ? ? ? ? ? ? ? if ((su.waitFor() != 0) || !device.canRead() || !device.canWrite()) {
// ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?throw new SecurityException();
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? } catch (Exception e) {
? ? ? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();
// ? ? ? ? ? ? ? ?throw new SecurityException();
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? }

? ? ? ? mFd = open(device.getAbsolutePath(), baudrate, flags);
? ? ? ? if (mFd == null) {
? ? ? ? ? ? Log.e(TAG, "native open returns null");
? ? ? ? ? ? throw new IOException();
? ? ? ? }
? ? ? ? mFileInputStream = new FileInputStream(mFd);
? ? ? ? mFileOutputStream = new FileOutputStream(mFd);
? ? }

? ? // Getters and setters
? ? public InputStream getInputStream() {
? ? ? ? return mFileInputStream;
? ? }

? ? public OutputStream getOutputStream() {
? ? ? ? return mFileOutputStream;
? ? }

? ? // JNI
? ? private native static FileDescriptor open(String path, int baudrate, int flags);

? ? public native void close();

? ? static {
? ? ? ? System.loadLibrary("serial_port");
? ? }


}

然后clean project 再rebuild project 生成class文件,
这时候打开如下图的文件夹看是否生成了classes文件夹,没有生成请重新再试一遍。

当然你也不一定会生成compileDebugJavaWithJavac 只要javac->debug下存在classes就可以

再打开Terminal输入指令
cd app/build/intermediates/javac/debug/classes(具体位置定位到classes)
然后再输入指令
javah -jni 包名.SerialPort
注意 这里javah -jni后面跟的是 SerialPort.java 的全路径,如果javah报不存在之类的,是你的Java环境没有配置好。

这时候打开 debug/classes下面的文件发现多了一个以 .h 结尾文件

编写处理C文件

在main下创建一个jni包 将生成的.h文件复制进去

然后创建SerialPort.c文件

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <jni.h>
#include <assert.h>

#include <termios.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <jni.h>
#include 这里是生成.h文件全称(com_***_***_serialport_SerialPort.h)

#include "android/log.h"
static const char *TAG = "serial_port";
#define LOGI(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, ?TAG, fmt, ##args)
#define LOGD(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, TAG, fmt, ##args)
#define LOGE(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, fmt, ##args)


static speed_t getBaudrate(jint baudrate)
{
? ? switch(baudrate) {
? ? ? ? case 0: return B0;
? ? ? ? case 50: return B50;
? ? ? ? case 75: return B75;
? ? ? ? case 110: return B110;
? ? ? ? case 134: return B134;
? ? ? ? case 150: return B150;
? ? ? ? case 200: return B200;
? ? ? ? case 300: return B300;
? ? ? ? case 600: return B600;
? ? ? ? case 1200: return B1200;
? ? ? ? case 1800: return B1800;
? ? ? ? case 2400: return B2400;
? ? ? ? case 4800: return B4800;
? ? ? ? case 9600: return B9600;
? ? ? ? case 19200: return B19200;
? ? ? ? case 38400: return B38400;
? ? ? ? case 57600: return B57600;
? ? ? ? case 115200: return B115200;
? ? ? ? case 230400: return B230400;
? ? ? ? case 460800: return B460800;
? ? ? ? case 500000: return B500000;
? ? ? ? case 576000: return B576000;
? ? ? ? case 921600: return B921600;
? ? ? ? case 1000000: return B1000000;
? ? ? ? case 1152000: return B1152000;
? ? ? ? case 1500000: return B1500000;
? ? ? ? case 2000000: return B2000000;
? ? ? ? case 2500000: return B2500000;
? ? ? ? case 3000000: return B3000000;
? ? ? ? case 3500000: return B3500000;
? ? ? ? case 4000000: return B4000000;
? ? ? ? default: return -1;
? ? }
}

/*
?* Class: ? ? android_serialport_SerialPort
?* Method: ? ?open
?* Signature: (Ljava/lang/String;II)Ljava/io/FileDescriptor;
?*/
?//这里同样是生成.h文件全称
JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_***_***_serialport_SerialPort_open
? ? ? ? (JNIEnv *env, jclass thiz, jstring path, jint baudrate, jint flags)
{
? ? int fd;
? ? speed_t speed;
? ? jobject mFileDescriptor;

? ? /* Check arguments */
? ? {
? ? ? ? speed = getBaudrate(baudrate);
? ? ? ? if (speed == -1) {
? ? ? ? ? ? /* TODO: throw an exception */
? ? ? ? ? ? LOGE("Invalid baudrate");
? ? ? ? ? ? return NULL;
? ? ? ? }
? ? }

? ? /* Opening device */
? ? {
? ? ? ? jboolean iscopy;
? ? ? ? const char *path_utf = (*env)->GetStringUTFChars(env, path, &iscopy);
? ? ? ? LOGD("Opening serial port %s with flags 0x%x", path_utf, O_RDWR | flags);
? ? ? ? fd = open(path_utf, O_RDWR | flags);
? ? ? ? LOGD("open() fd = %d", fd);
? ? ? ? (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, path, path_utf);
? ? ? ? if (fd == -1)
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? /* Throw an exception */
? ? ? ? ? ? LOGE("Cannot open port");
? ? ? ? ? ? /* TODO: throw an exception */
? ? ? ? ? ? return NULL;
? ? ? ? }
? ? }

? ? /* Configure device */
? ? {
? ? ? ? struct termios cfg;
? ? ? ? LOGD("Configuring serial port");
? ? ? ? if (tcgetattr(fd, &cfg))
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? LOGE("tcgetattr() failed");
? ? ? ? ? ? close(fd);
? ? ? ? ? ? /* TODO: throw an exception */
? ? ? ? ? ? return NULL;
? ? ? ? }

? ? ? ? cfmakeraw(&cfg);
? ? ? ? cfsetispeed(&cfg, speed);
? ? ? ? cfsetospeed(&cfg, speed);

? ? ? ? if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &cfg))
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? LOGE("tcsetattr() failed");
? ? ? ? ? ? close(fd);
? ? ? ? ? ? /* TODO: throw an exception */
? ? ? ? ? ? return NULL;
? ? ? ? }
? ? }

? ? /* Create a corresponding file descriptor */
? ? {
? ? ? ? jclass cFileDescriptor = (*env)->FindClass(env, "java/io/FileDescriptor");
? ? ? ? jmethodID iFileDescriptor = (*env)->GetMethodID(env, cFileDescriptor, "<init>", "()V");
? ? ? ? jfieldID descriptorID = (*env)->GetFieldID(env, cFileDescriptor, "descriptor", "I");
? ? ? ? mFileDescriptor = (*env)->NewObject(env, cFileDescriptor, iFileDescriptor);
? ? ? ? (*env)->SetIntField(env, mFileDescriptor, descriptorID, (jint)fd);
? ? }

? ? return mFileDescriptor;
}

/*
?* Class: ? ? cedric_serial_SerialPort
?* Method: ? ?close
?* Signature: ()V
?*/
? //这里同样是生成.h文件全称
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_***_***_serialport_SerialPort_close
(JNIEnv *env, jobject thiz)
{
jclass SerialPortClass = (*env)->GetObjectClass(env, thiz);
jclass FileDescriptorClass = (*env)->FindClass(env, "java/io/FileDescriptor");

jfieldID mFdID = (*env)->GetFieldID(env, SerialPortClass, "mFd", "Ljava/io/FileDescriptor;");
jfieldID descriptorID = (*env)->GetFieldID(env, FileDescriptorClass, "descriptor", "I");

jobject mFd = (*env)->GetObjectField(env, thiz, mFdID);
jint descriptor = (*env)->GetIntField(env, mFd, descriptorID);

LOGD("close(fd = %d)", descriptor);
close(descriptor);
}

termios.h 具体代码:

#ifndef _TERMIOS_H_
#define _TERMIOS_H_

#include <sys/cdefs.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdint.h>
#include <linux/termios.h>

__BEGIN_DECLS

/* Redefine these to match their ioctl number */
#undef ?TCSANOW
#define TCSANOW ? ?TCSETS

#undef ?TCSADRAIN
#define TCSADRAIN ?TCSETSW

#undef ?TCSAFLUSH
#define TCSAFLUSH ?TCSETSF

static __inline__ int tcgetattr(int fd, struct termios *s)
{
? ? return ioctl(fd, TCGETS, s);
}

static __inline__ int tcsetattr(int fd, int __opt, const struct termios *s)
{
? ? return ioctl(fd, __opt, (void *)s);
}

static __inline__ int tcflow(int fd, int action)
{
? ? return ioctl(fd, TCXONC, (void *)(intptr_t)action);
}

static __inline__ int tcflush(int fd, int __queue)
{
? ? return ioctl(fd, TCFLSH, (void *)(intptr_t)__queue);
}

static __inline__ pid_t tcgetsid(int fd)
{
? ? pid_t _pid;
? ? return ioctl(fd, TIOCGSID, &_pid) ? (pid_t)-1 : _pid;
}

static __inline__ int tcsendbreak(int fd, int __duration)
{
? ? return ioctl(fd, TCSBRKP, (void *)(uintptr_t)__duration);
}

static __inline__ speed_t cfgetospeed(const struct termios *s)
{
? ? return (speed_t)(s->c_cflag & CBAUD);
}

static __inline__ int cfsetospeed(struct termios *s, speed_t ?speed)
{
? ? s->c_cflag = (s->c_cflag & ~CBAUD) | (speed & CBAUD);
? ? return 0;
}

static __inline__ speed_t cfgetispeed(const struct termios *s)
{
? ? return (speed_t)(s->c_cflag & CBAUD);
}

static __inline__ int cfsetispeed(struct termios *s, speed_t ?speed)
{
? ? s->c_cflag = (s->c_cflag & ~CBAUD) | (speed & CBAUD);
? return 0;
}

static __inline__ void cfmakeraw(struct termios *s)
{
? ? s->c_iflag &= ~(IGNBRK|BRKINT|PARMRK|ISTRIP|INLCR|IGNCR|ICRNL|IXON);
? ? s->c_oflag &= ~OPOST;
? ? s->c_lflag &= ~(ECHO|ECHONL|ICANON|ISIG|IEXTEN);
? ? s->c_cflag &= ~(CSIZE|PARENB);
? ? s->c_cflag |= CS8;
}

__END_DECLS

#endif /* _TERMIOS_H_ */

生成so文件

首先,在项目(app)的build.gradel中的defaultConfig下添加:

externalNativeBuild {
? ? ? ? ? ? cmake {
? ? ? ? ? ? ? ? cppFlags ""
? ? ? ? ? ? ? ?// abiFilters "armeabi-v7a", "x86", "arm64-v8a"
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? }

然后再在项目(app)的build.gradel 的 android 闭包下添加:

externalNativeBuild {
? ? ? ? cmake {
? ? ? ? ? ? path "CMakeLists.txt"?
? ? ? ? }
? ? }

在app下创建一个CMakeLists.txt

# For more information about using CMake with Android Studio, read the
# documentation: https://d.android.com/studio/projects/add-native-code.html

# Sets the minimum version of CMake required to build the native library.

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

# Creates and names a library, sets it as either STATIC
# or SHARED, and provides the relative paths to its source code.
# You can define multiple libraries, and CMake builds them for you.
# Gradle automatically packages shared libraries with your APK.

#设置生成的so动态库最后输出的路径
set(CMAKE_LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY ${PROJECT_SOURCE_DIR}/../jniLibs/${ANDROID_ABI})

add_library( # Sets the name of the library.
? ? ? ? #此处填入library名称,就是生成so文件的名称
? ? ? ? serial_port

? ? ? ? # Sets the library as a shared library.
? ? ? ? SHARED

? ? ? ? # Provides a relative path to your source file(s). c文件或cpp文件的相对路径
? ? ? ? src/main/jni/SerialPort.c
? ? ? ? )
# Searches for a specified prebuilt library and stores the path as a
# variable. Because CMake includes system libraries in the search path by
# default, you only need to specify the name of the public NDK library
# you want to add. CMake verifies that the library exists before
# completing its build.
find_library( # Sets the name of the path variable.
? ? ? ? log-lib
? ? ? ? # Specifies the name of the NDK library that
? ? ? ? # you want CMake to locate.
? ? ? ? log)
# Specifies libraries CMake should link to your target library. You
# can link multiple libraries, such as libraries you define in this
# build script, prebuilt third-party libraries, or system libraries.
target_link_libraries( # Specifies the target library.
? ? ? ? #此处填入library名称,就是生成so文件的名称
? ? ? ? serial_port
? ? ? ? # Links the target library to the log library
? ? ? ? # included in the NDK.
? ? ? ? ${log-lib})

你现在就可以Make Project 或者 Rebuild Project 一下 ,之后会在这里会生成so库:

把生成的so文件复制到libs下或者jniLibs下
这时so文件我们生成了就需要把build的注释掉不然下次运行还会生成

externalNativeBuild {
? ? ? ? ? ? cmake {
? ? ? ? ? ? ? ? cppFlags ""
? ? ? ? ? ? ? ?// abiFilters "armeabi-v7a", "x86", "arm64-v8a"
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? }


?externalNativeBuild {
? ? ? ? cmake {
? ? ? ? ? ? path "CMakeLists.txt"?
? ? ? ? }
? ? }

然后我们封装一个SerialPortUtils

import android.util.Log;
import android.widget.Toast;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;

/**
?* @author renquan
?*/

public class SerialPortUtils {
? ? private static SerialPortUtils serialPortUtils;
? ? private final String TAG = "SerialPortUtils";
// ? ?private String path = "/dev/ttyS1";
// ? ?private int baudrate = 9600;
? ? public boolean serialPortStatus = false; //是否打开串口标志
? ? public String data_;
? ? public boolean threadStatus; //线程状态,为了安全终止线程
? ? public SerialPort serialPort = null;
? ? public InputStream inputStream = null;
? ? public OutputStream outputStream = null;
? ? public ChangeTool changeTool = new ChangeTool();

? ? public static SerialPortUtils getInstance() {
? ? ? ? if (null == serialPortUtils){
? ? ? ? ? ? serialPortUtils = new SerialPortUtils();
? ? ? ? }
? ? ? ? return serialPortUtils;
? ? }

? ? /**
? ? ?* 获取状态
? ? ?* @return
? ? ?*/
? ? public boolean getPortStatus(){
? ? ? ? return serialPortStatus;
? ? }
? ? /**
? ? ?* 打开串口
? ? ?* @return serialPort串口对象
? ? ?*/
? ? public SerialPort openSerialPort(String path, int baudrate){
? ? ? ? if (getPortStatus()){
? ? ? ? ? ? return serialPort;
? ? ? ? }
? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? serialPort = new SerialPort(new File(path),baudrate,0);
? ? ? ? ? ? this.serialPortStatus = true;
? ? ? ? ? ? threadStatus = false; //线程状态

? ? ? ? ? ? //获取打开的串口中的输入输出流,以便于串口数据的收发
? ? ? ? ? ? inputStream = serialPort.getInputStream();
? ? ? ? ? ? outputStream = serialPort.getOutputStream();


? ? ? ? ? ? new ReadThread().start(); //开始线程监控是否有数据要接收
? ? ? ? } catch (IOException e) {
? ? ? ? ? ? Log.d(TAG,"打开串口异常");
? ? ? ? ? ? Toast.makeText(MyApp.context, "打开串口异常", Toast.LENGTH_SHORT).show();
? ? ? ? ? ? isException = true;
? ? ? ? ? ? return serialPort;
? ? ? ? }
? ? ? ? Log.d(TAG, "openSerialPort: 打开串口");
? ? ? ? Toast.makeText(MyApp.context, "打开串口", Toast.LENGTH_SHORT).show();

? ? ? ? return serialPort;
? ? }

? ? /**
? ? ?* 关闭串口
? ? ?*/
? ? public void closeSerialPort(){
? ? ? ? if (!getPortStatus()){
? ? ? ? ? ? return;
? ? ? ? }
? ? ? ? if (null == inputStream || null == outputStream){
? ? ? ? ? ? Log.e(TAG, "closeSerialPort: 关闭串口异常:"+"null");

? ? ? ? ? ? Toast.makeText(MyApp.context, "关闭串口异常", Toast.LENGTH_SHORT).show();
? ? ? ? ? ? isException = true;
? ? ? ? ? ? return;
? ? ? ? }
? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? inputStream.close();
? ? ? ? ? ? outputStream.close();

? ? ? ? ? ? this.serialPortStatus = false;
? ? ? ? ? ? this.threadStatus = true; //线程状态
? ? ? ? ? ? serialPort.close();
? ? ? ? } catch (IOException e) {
? ? ? ? ? ? Log.e(TAG, "closeSerialPort: 关闭串口异常:"+e.toString());
? ? ? ? ? ? Toast.makeText(MyApp.context, "关闭串口异常", Toast.LENGTH_SHORT).show();
? ? ? ? ? ? isException = true;
? ? ? ? ? ? return;
? ? ? ? }
? ? ? ? Log.d(TAG, "closeSerialPort: 关闭串口成功");
? ? ? ? Toast.makeText(MyApp.context, "关闭串口", Toast.LENGTH_SHORT).show();
? ? }

? ? /**
? ? ?* 发送串口指令(字符串)
? ? ?* @param data String数据指令
? ? ?*/
? ? public void sendSerialPort(String data){
? ? ? ? Log.d(TAG, "sendSerialPort: 发送数据"+data);
? ? ? ? if (null == outputStream){
? ? ? ? ? ? Log.e(TAG, "sendSerialPort: 串口数据发送失败:"+"null");
? ? ? ? ? ? Toast.makeText(MyApp.context, "串口数据发送失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
? ? ? ? ? ? return;
? ? ? ? }
? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? byte[] sendData = data.getBytes(); //string转byte[]
? ? ? ? ? ? this.data_ = new String(sendData); //byte[]转string
? ? ? ? ? ? if (sendData.length > 0) {
? ? ? ? ? ? ? ? outputStream.write(sendData);
// ? ? ? ? ? ? ? ?outputStream.write('\n');
// ? ? ? ? ? ? ? ?outputStream.write('\r'+'\n');
? ? ? ? ? ? ? ? outputStream.write('\r');
? ? ? ? ? ? ? ? outputStream.flush();
? ? ? ? ? ? ? ? Log.d(TAG, "sendSerialPort: 串口数据发送成功");
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? } catch (IOException e) {
? ? ? ? ? ? Log.e(TAG, "sendSerialPort: 串口数据发送失败:"+e.toString());
? ? ? ? ? ? Toast.makeText(MyApp.context, "串口数据发送失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
? ? ? ? }

? ? }

? ? /**
? ? ?* 单开一线程,来读数据
? ? ?*/
? ? private class ReadThread extends Thread {
? ? ? ? @Override
? ? ? ? public void run() {
? ? ? ? ? ? super.run();
? ? ? ? ? ? //判断进程是否在运行,更安全的结束进程
? ? ? ? ? ? while (!threadStatus){
? ? ? ? ? ? ? ? Log.d(TAG, "进入线程run");
? ? ? ? ? ? ? ? //64 ? 1024
? ? ? ? ? ? ? ? byte[] buffer = new byte[64];
? ? ? ? ? ? ? ? int size; //读取数据的大小
? ? ? ? ? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? size = inputStream.read(buffer);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? if (size > 0){
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Log.d(TAG, "run: 接收到了数据:" + changeTool.ByteArrToHex(buffer));
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Log.d(TAG, "run: 接收到了数据大小:" + String.valueOf(size));
// ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?onDataReceiveListener.onDataReceive(buffer,size);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? } catch (IOException e) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Log.e(TAG, "run: 数据读取异常:" +e.toString());
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? }

? ? ? ? }
? ? }

? ? //数据回调
? ? public OnDataReceiveListener onDataReceiveListener = null;
? ? public static interface OnDataReceiveListener {
? ? ? ? public void onDataReceive(byte[] buffer, int size);
? ? }
? ? public void setOnDataReceiveListener(OnDataReceiveListener dataReceiveListener) {
? ? ? ? onDataReceiveListener = dataReceiveListener;
? ? }

}

常见bug

这说明我们生成的so文件有问题 那么就从头执行一次
或者说我们并没有实现so的open方法这时需要看SerialPort.java
或者打个log看看so文件内的SerialPort和我们创建的SerialPort包名是否一致

如果我们走到了这里抛出异常
说明我们的Android机器并没有root无法访问权限这时我们需要找到厂商改下系统
或者系统给了权限但是我们并没有添加

<!--往sdcard中写入数据的权限 -->
? ? <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"></uses-permission>
? ? <!--在sdcard中创建/删除文件的权限 -->
? ? <uses-permission android:name="android.permission.MOUNT_UNMOUNT_FILESYSTEMS"></uses-permission>

*注意

由于设备不同文件路径有不同
这里默认的是/system/bin/su
有的机型路径是/system/xbin/su

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持w3xue。

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