在Android系统中配置串口通信涉及硬件和软件层面的配合,以下为详细步骤及注意事项:
1. 硬件准备
- 确认设备支持串口功能:部分Android设备内置串口(如工业平板、开发板),需查看硬件规格。若无硬件串口,可通过USB转串口模块(如CH340、FTDI芯片)扩展。
- 连接方式:使用OTG线缆将USB转串口模块接入Android设备,注意供电兼容性(部分模块需外接电源)。
2. 内核驱动支持
- 确保内核已编译对应串口驱动模块(如`cp210x.ko`、`ftdi_sio.ko`)。可通过`lsmod`命令或内核配置文件检查。
- 若为自定义设备,需修改设备树(Device Tree)配置串口节点,指定正确的引脚复用和波特率。
3. 权限配置
- Android系统默认限制普通应用访问串口设备文件(如`/dev/ttyUSB0`)。可通过以下方式解决:
- 在`init.rc`中添加服务,修改设备文件权限(如`chmod 666 /dev/ttyUSB0`)。
- 使用`su`命令临时提权(需Root权限)。
- 编写JNI层代码,在应用安装时通过`setuid()`设置权限。
4. 串口通信库选择
- AndroidSerialPort API:基于C++的JNI封装,需自行编译SO库并集成到项目。
- UsbSerial(github.com/felHR85/UsbSerial):支持多种USB转串口芯片,提供Java层API,无需Root。
- 自定义实现:通过`FileInputStream`和`FileOutputStream`直接读写设备文件(需权限)。
5. 参数配置
打开串口时需指定关键参数:
- 波特率(9600、115200等)
- 数据位(5~8位)
- 停止位(1、1.5、2位)
- 校验位(无校验、奇校验、偶校验)
- 流量控制(RTS/CTS、XON/XOFF)
示例代码(UsbSerial库):
java
SerialPort port = new SerialPort(device, 115200, 0);
port.setParameters(8, STOPBITS_1, PARITY_NONE);
6. 多线程与缓冲区管理
- 接收数据建议使用单独线程轮询或事件驱动(如`android.os.Handler`),避免阻塞UI线程。
- 实现环形缓冲区处理高速数据流,防止丢包。
7. 调试与排查
- 使用`logcat`查看内核及应用日志,过滤串口相关错误(如`usbserial`、`tty`关键字)。
- 通过`strace`系统调用,检查设备文件打开是否成功。
- 硬件层面可用示波器或逻辑分析仪验证信号电平与时序。
8. 扩展知识
- 蓝牙串口(SPP):通过RFCOMM协议模拟串口,需配对蓝牙设备并绑定UUID。
- 网络串口:利用TCP/UDP转发串口数据(如`ser2net`工具)。
- HID设备兼容性:部分USB串口设备需修改`udev`规则或内核驱动以避开HID冲突。
注意:Android 4.0以上版本对USB主机模式支持较好,但部分厂商可能阉割相关功能,需提前测试兼容性。