Android串口開發之使用JNI實現ANDROID和串口通信詳解

2019-10-22 18:17:11

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供稿：網友

前段時間因為工作需要研究了一下android的串口通信，網上有很多講串口通信的文章，我在做的時候也參考了很多文章，現在就將我學習過程中的一些心得分享給大家，由于串口開發涉及到jni，所以開發環境需要支持ndk開發，如果未配置ndk配置的朋友，或者對jni不熟悉的朋友,請查看上一篇文章，android 串口開發第一篇:搭建ndk開發環境以及第一個jni調用程序 ,串口通信和java操作io類似，先打開串口，然后向串口發送或者讀取數據，最后關閉串口，所以基本思路就是：

　　1.對串口文件進行配置（波特率等），選擇串口文件，打開串口，設備不同 ,可以讀寫的串口也不同.

　　2.讀寫串口 ,讀串口需要開一個子線程，然后死循環讀取串口發送的數據

　　3.關閉串口文件

其中打開，關閉串口是在jni方法執行，讀寫操作是android程序執行。

二：代碼實現

我的開發環境是android studio 2.3.3 串口開發我創建一個支持c++項目，然后在cpp目錄下，創建一個nateve-lib.cpp的程序，將串口打開，串口關閉的程序復制進去即可，native-lib程序中方法的命名規則需要根據你實際情況，稍作修改，cpp中方法名格式為,Java_包名_調用jni方法的類名_方法名，如Java_com_serialportdemo_SerialPort_open，此處一定要注意，android studio生成的是cpp程序，不是c程序，這兩個有一些區別的，比如：

我對c也不熟悉，以下語法有誤請指出

*.c的語法

變量定義

jstring jstr2 = (*env) -> NewStringUTF(env, cstr);

方法定義

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_serialportdemo_MainActivity_encode（）JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_serialportdemo_MainActivity_decode（）

*.cpp的語法

jstring jstr2 =env->NewStringUTF(hello.c_str());extern "C" //如果這里不寫extern "C"，程序編譯不會錯，但android無法調用該方法，錯誤日志是找不到該方法JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_serialportdemo_MainActivity_encode（）extern "C"JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_serialportdemo_MainActivity_decode（）

串口打開，串口關閉代碼如下：

//獲取波特率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; }}//打開串口程序extern "C"JNIEXPORT jobject JNICALLJava_com_serialportdemo_SerialPort_open(JNIEnv *env, jobject thiz, jstring path,jint baudrate) { int fd; speed_t speed; jobject mFileDescriptor; LOGD("init native Check arguments"); /* Check arguments */ { speed = getBaudrate(baudrate); if (speed == -1) { /* TODO: throw an exception */ LOGE("Invalid baudrate"); return NULL; } } LOGD("init native Opening device!"); /* Opening device */ { jboolean iscopy; const char *path_utf = env->GetStringUTFChars(path, &iscopy); LOGD("Opening serial port %s", path_utf);// fd = open(path_utf, O_RDWR | O_DIRECT | O_SYNC); fd = open(path_utf, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NONBLOCK | O_NDELAY); LOGD("open() fd = %d", fd); env->ReleaseStringUTFChars(path, path_utf); if (fd == -1) { /* Throw an exception */ LOGE("Cannot open port %d",baudrate); /* TODO: throw an exception */ return NULL; } } LOGD("init native Configure device!"); /* Configure device */ { struct termios cfg; if (tcgetattr(fd, &cfg)) { LOGE("Configure device tcgetattr() failed 1"); close(fd); return NULL; } cfmakeraw(&cfg); cfsetispeed(&cfg, speed); cfsetospeed(&cfg, speed); if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &cfg)) { LOGE("Configure device tcsetattr() failed 2"); close(fd); /* TODO: throw an exception */ return NULL; } } /* Create a corresponding file descriptor */ { jclass cFileDescriptor = env->FindClass("java/io/FileDescriptor"); jmethodID iFileDescriptor = env->GetMethodID(cFileDescriptor,"<init>", "()V"); jfieldID descriptorID = env->GetFieldID(cFileDescriptor,"descriptor", "I"); mFileDescriptor = env->NewObject(cFileDescriptor,iFileDescriptor); env->SetIntField(mFileDescriptor, descriptorID, (jint) fd); } return mFileDescriptor;}//關閉串口程序 extern "C"JNIEXPORT jint JNICALLJava_com_serialportdemo_SerialPort_close(JNIEnv * env, jobject thiz){ jclass SerialPortClass = env->GetObjectClass(thiz); jclass FileDescriptorClass = env->FindClass("java/io/FileDescriptor"); jfieldID mFdID = env->GetFieldID(SerialPortClass, "mFd", "Ljava/io/FileDescriptor;"); jfieldID descriptorID = env->GetFieldID(FileDescriptorClass, "descriptor", "I"); jobject mFd = env->GetObjectField(thiz, mFdID); jint descriptor = env->GetIntField(mFd, descriptorID); LOGD("close(fd = %d)", descriptor); close(descriptor); return 1;}

android 方法就簡單多了，首先來看串口操作類，在這個類中打開串口，測試沒有做關閉串口的操作,jni的open方法，返回一個java.io.FileDescriptor對像，串口操作類通過該對像,獲取文件的讀寫流操作對像.

//加載so文件 static { System.loadLibrary("native-lib"); }/** * @param path 串口文件路徑 * @param baudrate 波特率，不同設備波特率有區別 * */ public SerialPort(String path, int baudrate) throws SecurityException, IOException { File device = new File(path); Logger.d(serialPortMsg()); if(!device.canRead() || !device.canWrite()) { try { Process 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.getMessage(); } } mFd = open(device.getAbsolutePath(), baudrate); Logger.d(TAG+"open commplete"); if (mFd == null) { Logger.e(TAG, "native open returns null"); throw new IOException(); } mFileInputStream = new FileInputStream(mFd); mFileOutputStream = new FileOutputStream(mFd); } //定義本地方法public native FileDescriptor open(String path, int baudrate); public native void close();

接下來需要定義一個讀取串口信息的線程，用于獲取串口發送給android的信息

class ReadSerialPortMsgThread implements Runnable{ @Override public void run() {  int size;  byte buff[] = new byte[1024];  final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");  while (true){  try {   if(mInputStream==null){   return;   }   size = mInputStream.read(buff);   if(size<=0){   continue;   }   final String message = new String(buff,0,size);   Logger.d(TAG+"接收到串口回調 "+message);   seriapPortMsg.append(message);   if(buff[size - 1] == '/n'){   log.post(new Runnable() {    @Override    public void run() {    log.setText(sdf.format(new Date())+"接收到串口發送的指令 "+message);    }   });   }  }catch (Exception e){   e.printStackTrace();  }finally {   try {   Thread.sleep(1000);   } catch (InterruptedException e) {   e.printStackTrace();   }  }  } } }

以上代碼完成了對串口的讀操作，串口寫操作比較簡單，就是得到串口的OutputStream,然后調用writer方法即可，代碼如下：

@Override public void onClick(View view) { switch (view.getId()){  case R.id.sendMsg:  String msg = serMsg.getText().toString()+"/r/n";  if(msg!=null&&!msg.equals("")){   byte [] buff = msg.getBytes();   try {   mOutputStream.write(buff,0,buff.length);   Logger.d(TAG+"msg 輸出完成");   } catch (IOException e) {   e.printStackTrace();   Logger.e(TAG+e.getMessage());   }  } } }

到此為止，讀寫操作的代碼全部完成，我的測試串口設備一直在向android發送信息，如下圖

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