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。
@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 in\n");
if(UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_ATTACHED.equals(action)) {
tvInfo.append("ACTION_USB_DEVICE_ATTACHED\n");
} else if(UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_DETACHED.equals(action)) {
tvInfo.append("ACTION_USB_DEVICE_DETACHED\n");
}
}
};
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。
<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：
<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
mUsbManager = (UsbManager)getSystemService(Context.USB_SERVICE);
五、列出Usb设备
HashMap deviceHashMap = mUsbManager.getDeviceList();
Iterator 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());
}
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：
//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);
}
}
我们仍然使用广播来获得权限赋予情况。
public static final String ACTION_DEVICE_PERMISSION = "com.linc.USB_PERMISSION";
注册广播
mPermissionIntent = PendingIntent.getBroadcast(this,0,new Intent(ACTION_DEVICE_PERMISSION),0);
IntentFilter permissionFilter = new IntentFilter(ACTION_DEVICE_PERMISSION);
registerReceiver(mUsbReceiver,permissionFilter);
接收器的代码：
private final BroadcastReceiver mUsbReceiver = new BroadcastReceiver() {
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
String action = intent.getAction();
tvInfo.append("BroadcastReceiver in\n");
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!!!");
}
}
}
}
};
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：
private void initCommunication(UsbDevice device) {
tvInfo.append("initCommunication in\n");
if(1234 == device.getVendorId() && 5678 == device.getProductId()) {
tvInfo.append("initCommunication in right device\n");
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())) {