[移动开发]Android-USB通信

Android-USB通信

本文记录下，Android平台上如何与USB设备进行通信。我这里使用的USB设备是一个USB加密设备（简称Ukey），通过与Ukey通信，对数据进行加密，提供一些加密算法。

USB API介绍

• UsbManager：获得USB的状态，与连接的USB设备通信。
• UsbDevice：USB设备的抽象，它包含了一个或多个的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（UsbEndpoint）发送和接受数据。
• UsbDeviceConnection：host与device建立的连接，并在endpoint传输数据。
• UsbEndpoint：endpoint是interface的通信信道。
• UsbInterface : 定理设备的功能集，一个UsbDevice包含多个UsbInterface，每个UsbInterface都是独立的。
• UsbRequest：usb请求包。可以在UsbDeviceConnection上异步传输数据。注意是只在异步通信时才会使用到它。

获取USB设备权限

1. 首先在AndroidManifest.xml中添加权限

	<uses-feature
        android:name="android.hardware.usb.host"
        android:required="true"/>
    <uses-permission android:name="android.permission.MANAGE_USB"
        tools:ignore="ProtectedPermissions" />
    <uses-permission android:name="android.permission.HARDWARE_TEST"
        tools:ignore="ProtectedPermissions" />

在标签中添加：

<intent-filter>
    <action android:name="android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED" />
</intent-filter>
<meta-data
    android:name="android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED"
    android:resource="@xml/device_USB" />

在res下创建xml名称的文件夹。
device_USB.xml:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
    <usb-device vendor-id="9840" product-id="1030"/>
</resources>

2. 申请USB权限

 private static final String ACTION_USB_PERMISSION = "com.android.usb.USB_PERMISSION";


 private void getUsbPermission(UsbDevice mUSBDevice) {
        PendingIntent pendingIntent = PendingIntent.getBroadcast(this, 0, new Intent(ACTION_USB_PERMISSION), 0);
        IntentFilter filter = new IntentFilter(ACTION_USB_PERMISSION);
        filter.addAction(UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_ATTACHED);
        filter.addAction(UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_DETACHED);
        registerReceiver(mUsbReceiver, filter);// 广播监听，监听USB设备插拔、权限
        usbManager.requestPermission(mUSBDevice, pendingIntent); // 该代码执行后，系统弹出一个对话框/等待权限
    }

private final BroadcastReceiver mUsbReceiver = new BroadcastReceiver() {
        public void onReceive(Context context, Intent intent) {
            String action = intent.getAction();

            if (ACTION_USB_PERMISSION.equals(action)) {
                synchronized (this) {
                    unregisterReceiver(mUsbReceiver);
                    UsbDevice device = (UsbDevice) intent.getParcelableExtra(UsbManager.EXTRA_DEVICE);
                    if (intent.getBooleanExtra(UsbManager.EXTRA_PERMISSION_GRANTED, false) && device.equals(device)) {
                        //授权成功后，进行USB设备操作
                        initUSB();
                    } else {
                        // 拒绝
                        Toast.makeText(MainActivity.this, "拒绝权限会造成与UKey通信失败！", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                    }
                }
            }
        }
    };

初始化设备

1. 获取USB设备

		UsbManager usbManager = (UsbManager) getSystemService(Context.USB_SERVICE);
        HashMap<String, UsbDevice> deviceList = usbManager.getDeviceList();
        Iterator<UsbDevice> deviceIterator = deviceList.values().iterator();
        List<UsbDevice> usbDevices = new ArrayList<UsbDevice>();
        while (deviceIterator.hasNext()) {
            UsbDevice device = deviceIterator.next();
            usbDevices.add(device);
            Log.e("USB_Test", "getDeviceList: " + device.getDeviceId());
        }
        device = usbDevices.get(0);// U口使用的是第一个设备节点，只获取第一个设备信息

2. 获取设备功能节点

UsbInterface usbInterface = device.getInterface(0);
UsbEndpoint epBulkIn = usbInterface.getEndpoint(0);// 读信息
UsbEndpoint epBulkOut = usbInterface.getEndpoint(1);// 写入指令

f (usbInterface != null) {
    // open前判断连接权限
    if (usbManager.hasPermission(device)) {
        // 打开USB设备，以便向此USB设备发送和接受数据，返回一个关于此USB设备的连接
        usbDeviceConnection = usbManager.openDevice(device);
    }
    if (usbDeviceConnection != null && usbDeviceConnection.claimInterface(usbInterface, true)) {
        usbDeviceConnection = conn;
        if (usbDeviceConnection != null) {
            // android设备已经连接硬件设备
            Log.e("USB_Test", "android设备已经连接硬件设备.");
        }
    } else {
    
    }
}

USB交互

发送测试指令

 	private void sendToUsb(UsbEndpoint usbEpOut, UsbEndpoint usbEpIn) {
        byte[] buffer = new byte[320];
		// 0200050084000010   随机数
        buffer[0] = 0x02;
        buffer[1] = 0x00;
        buffer[2] = 0x05;
        buffer[3] = 0x00;
        buffer[4] = (byte) 0x84;
        buffer[5] = 0x00;
        buffer[6] = 0x00;
        buffer[7] = 0x10;

		int ret = -1;
        // 发送准备命令
        ret = usbDeviceConnection.bulkTransfer(usbEpOut, buffer, buffer.length, 5000);

        // 接收发送成功信息(相当于读取设备数据)
        byte[] receiveytes = new byte[320];// 根据设备实际情况写数据大小
        ret = usbDeviceConnection.bulkTransfer(usbEpIn, receiveytes, receiveytes.length, 10000);

        try {
            String strHex = DataUtils.getByteHexString(receiveytes);
            tv.setText(ret + "\n " + strHex);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

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