Android串口通讯SerialPort(使用篇)
1.什么是串口？
在不会使用串口通讯之前，暂且可以把它理解为“一个可通讯的口”；使用篇不深入探讨理论及原理。
2.添加依赖
1.）在 module 中的 build.gradle 中的 dependencies 中添加以下依赖：
dependencies { //串口 implementation 'com.github.licheedev:Android-SerialPort-API:2.0.0'}2.）低版本的 gradle 在Project 中的 build.gradle 中的 allprojects 中添加以下 maven仓库 (不添加任然无法加载SerialPort)；
allprojects { repositories { maven { url "https://jitpack.io" }//maven仓库 }}高版本的 gradle 已经废弃了 allprojects 在 settings.gradle 中 repositories 添加以下maven仓库(不添加任然无法加载SerialPort)；
dependencyResolutionManagement { repositoriesMode.set(RepositoriesMode.FAIL_ON_PROJECT_REPOS) repositories { google() mavenCentral() jcenter() // Warning: this repository is going to shut down soon maven { url "https://jitpack.io" }//maven仓库 }}3.编写串口处理类
1.）串口处理类：SerialHandle ；简单概括这个类，就是通过串口对象去获取两个流(输入流、输出流)，通过者两个流来监听数据或者写入指令，硬件收到后执行。同时注意配置参数(只要支持串口通讯的硬件，一般说明书上都会有写)
package com.chj233.serialmode.serialUtil;import android.serialport.SerialPort;import android.util.Log;import java.io.BufferedInputStream;import java.io.File;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.util.concurrent.ScheduledFuture;import java.util.concurrent.TimeUnit;/** * 串口实处理类 */public class SerialHandle implements Runnable { private static final String TAG = "串口处理类"; private String path = "";//串口地址 private SerialPort mSerialPort;//串口对象 private InputStream mInputStream;//串口的输入流对象 private BufferedInputStream mBuffInputStream;//用于监听硬件返回的信息 private OutputStream mOutputStream;//串口的输出流对象 用于发送指令 private SerialInter serialInter;//串口回调接口 private ScheduledFuture readTask;//串口读取任务 /** * 添加串口回调 * * @param serialInter */ public void addSerialInter(SerialInter serialInter) { this.serialInter = serialInter; } /** * 打开串口 * * @param devicePath 串口地址(根据平板的说明说填写) * @param baudrate 波特率(根据对接的硬件填写 - 硬件说明书上"通讯"中会有标注) * @param isRead 是否持续监听串口返回的数据 * @return 是否打开成功 */ public boolean open(String devicePath, int baudrate, boolean isRead) { return open(devicePath, baudrate, 7, 1, 2, isRead); } /** * 打开串口 * * @param devicePath 串口地址(根据平板的说明说填写) * @param baudrate 波特率(根据对接的硬件填写 - 硬件说明书上"通讯"中会有标注) * @param dataBits 数据位(根据对接的硬件填写 - 硬件说明书上"通讯"中会有标注) * @param stopBits 停止位(根据对接的硬件填写 - 硬件说明书上"通讯"中会有标注) * @param parity 校验位(根据对接的硬件填写 - 硬件说明书上"通讯"中会有标注) * @param isRead 是否持续监听串口返回的数据 * @return 是否打开成功 */ public boolean open(String devicePath, int baudrate, int dataBits, int stopBits, int parity, boolean isRead) { boolean isSucc = false; try { if (mSerialPort != null) close(); File device = new File(devicePath); mSerialPort = SerialPort // 串口对象 .newBuilder(device, baudrate) // 串口地址地址，波特率 .dataBits(dataBits) // 数据位,默认8；可选值为5~8 .stopBits(stopBits) // 停止位，默认1；1:1位停止位；2:2位停止位 .parity(parity) // 校验位；0:无校验位(NONE，默认)；1:奇校验位(ODD);2:偶校验位(EVEN) .build(); // 打开串口并返回 mInputStream = mSerialPort.getInputStream(); mBuffInputStream = new BufferedInputStream(mInputStream); mOutputStream = mSerialPort.getOutputStream(); isSucc = true; path = devicePath; if (isRead) readData();//开启识别 } catch (Throwable tr) { close(); isSucc = false; } finally { return isSucc; } } // 读取数据 private void readData() { if (readTask != null) { readTask.cancel(true); try { Thread.sleep(160); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //此处睡眠：当取消任务时 线程池已经执行任务，无法取消，所以等待线程池的任务执行完毕 readTask = null; } readTask = SerialManage .getInstance() .getScheduledExecutor()//获取线程池 .scheduleAtFixedRate(this, 0, 150, TimeUnit.MILLISECONDS);//执行一个循环任务 } @Override//每隔 150 毫秒会触发一次run public void run() { if (Thread.currentThread().isInterrupted()) return; try { int available = mBuffInputStream.available(); if (available == 0) return; byte[] received = new byte[1024]; int size = mBuffInputStream.read(received);//读取以下串口是否有新的数据 if (size > 0 && serialInter != null) serialInter.readData(path, received, size); } catch (IOException e) { Log.e(TAG, "串口读取数据异常:" + e.toString()); } } /** * 关闭串口 */ public void close(){ try{ if (mInputStream != null) mInputStream.close(); }catch (Exception e){ Log.e(TAG,"串口输入流对象关闭异常：" +e.toString()); } try{ if (mOutputStream != null) mOutputStream.close(); }catch (Exception e){ Log.e(TAG,"串口输出流对象关闭异常：" +e.toString()); } try{ if (mSerialPort != null) mSerialPort.close(); mSerialPort = null; }catch (Exception e){ Log.e(TAG,"串口对象关闭异常：" +e.toString()); } } /** * 向串口发送指令 */ public void send(final String msg) { byte[] bytes = hexStr2bytes(msg); try { mOutputStream.write(bytes); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } /** * 把十六进制表示的字节数组字符串，转换成十六进制字节数组 * * @param * @return byte[] */ private byte[] hexStr2bytes(String hex) { int len = (hex.length() / 2); byte[] result = new byte[len]; char[] achar = hex.toUpperCase().toCharArray(); for (int i = 0; i < len; i++) { int pos = i * 2; result[i] = (byte) (hexChar2byte(achar[pos]) << 4 | hexChar2byte(achar[pos + 1])); } return result; } /** * 把16进制字符[0123456789abcde]（含大小写）转成字节 * @param c * @return */ private static int hexChar2byte(char c) { switch (c) { case '0': return 0; case '1': return 1; case '2': return 2; case '3': return 3; case '4': return 4; case '5': return 5; case '6': return 6; case '7': return 7; case '8': return 8; case '9': return 9; case 'a': case 'A': return 10; case 'b': case 'B': return 11; case 'c': case 'C': return 12; case 'd': case 'D': return 13; case 'e': case 'E': return 14; case 'f': case 'F': return 15; default: return -1; } }}2.）串口回调SerialInter；简单概括一下这个类，就是将SerialHandle类中产生的结果，返回给上一层的业务代码，解偶合
package com.chj233.serialmode.serialUtil;/** * 串口回调 */public interface SerialInter { /** * 连接结果回调 * @param path 串口地址(当有多个串口需要统一处理时，可以用地址来区分) * @param isSucc 连接是否成功 */ void connectMsg(String path,boolean isSucc); /** * 读取到的数据回调 * @param path 串口地址(当有多个串口需要统一处理时，可以用地址来区分) * @param bytes 读取到的数据 * @param size 数据长度 */ void readData(String path,byte[] bytes,int size);}3.）串口统一管理SerialManage；简单概括一下这个类，用于管理串口的连接以及发送等功能，尤其是发送指令，极短时间内发送多个指令(例如：1毫秒内发送10个指令)，多个指令之间会相互干扰。可能执行了第一个指令，可能一个都没执行。这个类不是必须的，如果有更好的方法可以自己定义。
package com.chj233.serialmode.serialUtil;import java.util.Queue;import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;import java.util.concurrent.ScheduledFuture;import java.util.concurrent.TimeUnit;/** * 串口管理类 */public class SerialManage { private static SerialManage instance; private ScheduledExecutorService scheduledExecutor;//线程池 同一管理保证只有一个 private SerialHandle serialHandle;//串口连接 发送 读取处理对象 private Queue queueMsg = new ConcurrentLinkedQueue();//线程安全到队列 private ScheduledFuture sendStrTask;//循环发送任务 private boolean isConnect = false; private SerialManage() { scheduledExecutor = Executors.newScheduledThreadPool(8); } public static SerialManage getInstance() { if (instance == null) { synchronized (SerialManage.class) { if (instance == null) { instance = new SerialManage(); } } } return instance; } /** * 获取线程池 * * @return */ public ScheduledExecutorService getScheduledExecutor() { return scheduledExecutor; } /** * 串口初始化 * * @param serialInter */ public void init(SerialInter serialInter) { if (serialHandle == null) { serialHandle = new SerialHandle(); startSendTask(); } serialHandle.addSerialInter(serialInter); } /** * 打开串口 */ public void open() { isConnect = serialHandle.open("ttyS1", 9600, true); } /** * 发送指令 * * @param msg */ public void send(String msg) { /* 此处没有直接使用 serialHandle.send(msg); 方法去发送指令 因为 某些硬件(PLC)在极短时间内只能响应一个指令(232通讯一次发送多个指令会有物理干扰，让硬件接收到指令不准确)； 所以 此处将指令添加到队列中，排队执行，确保每个指令一定执行 */ queueMsg.offer(msg);//向队列添加指令 } /** * 关闭串口 */ public void colse() { serialHandle.close(); } //启动发送发送任务 private void startSendTask() { cancelSendTask();//先检查是否已经启动了任务 ？ 若有则取消 //每隔100毫秒检查一次 队列中是否有新的指令需要执行 sendStrTask = scheduledExecutor.scheduleAtFixedRate(new Runnable() { @Override public void run() { if (!isConnect) return;//串口未连接 退出 if (serialHandle == null) return;//串口未初始化 退出 String msg = queueMsg.poll(); if (msg == null || "".equals(msg)) return;//无效指令 退出 serialHandle.send(msg);//发送指令 } }, 0, 100, TimeUnit.MILLISECONDS); } //取消发送任务 private void cancelSendTask() { if (sendStrTask == null) return; sendStrTask.cancel(true); try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } sendStrTask = null; }}4.使用串口
package com.chj233.serialmode;import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;import android.os.Bundle;import android.util.Log;import android.view.View;import com.chj233.serialmode.serialUtil.SerialInter;import com.chj233.serialmode.serialUtil.SerialManage;public class MainActivity extends AppCompatActivity implements SerialInter { @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); SerialManage.getInstance().init(this);//串口初始化 SerialManage.getInstance().open();//打开串口 findViewById(R.id.send_but).setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View view) { SerialManage.getInstance().send("Z");//发送指令 Z } }); } @Override public void connectMsg(String path, boolean isSucc) { String msg = isSucc ? "成功" : "失败"; Log.e("串口连接回调", "串口 "+ path + " -连接" + msg); } @Override public void readData(String path, byte[] bytes, int size) {// Log.e("串口数据回调","串口 "+ path + " -获取数据" + bytes); }}5.总结
串口通讯对于Android开发者来说，仅需关注如何连接、操作(发送指令)、读取数据；无论是232、485还是422，对于开发者来说连接、操作、读取代码都是一样的