Android USB Host开发笔记

最近在做有关Android TV端使用USB外设进行用户交互方面的开发。总结一下开发过程中的困惑、解决方案以及开发的整个过程：

一、做USB Host开发前的准备工作：
1. “工欲善其事必先利其器”，先简单了解一下USB Host：
1> USB Device：从硬件角度看就是一个带有USB Client控制器的设备；从软件角度看，就是一个挂在USB总线上的一个普通意义上的设备，只不过它们的驱动是基于Host驱动之上的。
2> USB Host：USB主设备，可以从另外一个USB Device中取得数据，包括USB Host控制器和USB Host协议。与USB Client设备和USB Slave协议相对应。
3> USB Client：从硬件角度看就是指USB Device，从软件角度看，就是指USB Client协议。
4> USB OTG：On The Go，正在进行中的意思，也就是可以直接传输，就是可以从一个机器直接传到另一个机器中。
5> USB HUB：USB扩展/集线器，一种可以将一个USB接口扩展为多个（通常为4个），并可以使这些接口同时使用的装置。

我总结一下：Android TV上提供USB插口，Android TV是USB Host(包含协议，是主设备)，插在插口上的USB Device为USB Client。如果一个插口上插了个USB分线器，这个是USB HUB。USB Client与USB Host之间进行数据交换叫做OTG。
2. Check your device surpport USB Host or not.
怎么检查呢？
1> 使用ES或RE文件浏览器，进入 /system/etc/permissions 目录下，查看是否有 android.hardware.usb.host.xml 文件。
2> 若有那么OK。没有的话自己创建一个同名的文件，在文件中写入：

     <permissions>            <feature name="android.hardware.usb.host />     </permissions>

3> 最好检查一下： /system/etc/permissions 目录下
手机：handheld_core_hardware.xml
平板/TV：tablelet_core_hardware.xml
文件中的< permissions >< /permissions >节点下是否第2>点中的那句话，没有的话可以考虑加一下。(Google官方说不加且有第1>点中的文件是没问题的。)

二、USB Host 的Android工程Demo编写

1. 新建一个Android 工程，在清单配置文件中设置应用的USB Host权限(注意：此处是应用的权限，之前第一点是设备的硬件支持)

<uses-feature        android:name="android.hardware.usb.host"        android:required="true" /><uses-permission android:name="android.hardware.usb.host" /><uses-permission android:name="android.hardware.usb.accessory" />

另外，需要在< application>的某个< activity>节点中添加意图过滤(Intent-Fliter)、中继数据(meta-data)，具体如下：

<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_filter" />

注意：此处是重点：
1) 意图过滤表示的是 硬件USB设备依附的动作意图；
2) 中继数据表示的是 关联res/xml文件夹下的device_filter.xml文件，因此需要在对应的目录下创建这个文件，并且在此文件中编写代码(表示的是你的应用要获取的指定的USB设备的数据)，我的是这样的：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><resources>    <usb-device vendor-id="11021" product-id="257" />    <usb-device vendor-id="11020" product-id="513" /></resources>

这里的vendor_id也好、 product_id也好，一定要写你自己需要获取数据的设备的id。

2.Java代码部分。
1) 需要知道的几个类：UsbManager、UsbDevice、UsbInterface、UsbDeviceConnection、UsbEndPoint这几个类。

大概介绍一下(想详细了解可以参考AndroidDevelopers官方网站)：
UsbManager：USB管理器，是获得USB设备，进行数据交换的最基本的类。
UsbDevice：表示USB设备的一个类。
UsbDeviceConnection：表示USB设备连接的类
UsbInterface：连接的USB设备的接口(类似Channel)，表示数据是从哪个通道传递过来的。下面是一些通用的基本操作：

// 创建USB管理器对象UsbManager mUsbManager = (UsbManager) context.getSystemService(Context.USB_SERVICE);// 获得被USB管理器管理的所有设备HashMap<String, UsbDevice> deviceList = mUsbManager.getDeviceList();// 查看管理器是否对某个USB设备有管理权限mUsbManager.hasPermission(mUsbDevice)// 获得USB数据传输的通道UsbInterface intf = mUsbDevice.getInterface(index);

2) 数据接收类(根据业务需求封装的类) —— HidUsb.java
重磅干货来袭！！！

public class HidUsb {    private static final String TAG = HidUsb.class.getSimpleName();    private Context mContext;    private UsbManager mUsbManager;    private UsbDevice mUsbDevice;    private UsbInterface mInterface;    private UsbDeviceConnection mDeviceConnection;    private UsbEndpoint mEpOut;    private UsbEndpoint mEpIn;    //主线程消息处理器    private Handler mHandler;    //工作线程消息处理器    private HandlerThread mHandlerThread;    private HidListener mListener;    private Handler mHidHandler;    public HidUsb(Context context) {         Log.i(TAG, "The construction method of HidUsb had been executed!");        mContext = context;        mUsbManager = (UsbManager) context.getSystemService(Context.USB_SERVICE);        start();    }    public void release() {        stop();    }    /**     * 此方法用来设置监听器     *     * @param listener     */    public void setListener(HidListener listener) {        mListener = listener;    }    /**     * 此方法用来开启HID     */    public void openHID() {        // 关闭HID        closeHID();        // 判断是否是要求的设备        enumerateDevice();        // 判断是否有使用USB HOST的权限。        if (hasPermission()) {            // 有权限则连接HID设备            // TODO 此处仍有提升空间connectHID() 和 openDevice() 方法都返回布尔值，返回false需要进行什么处理            connectHID();        } else {            // 没有权限则获得权限            obtainPermission();        }    }    /**     * 此方法用来连接HID设备     */    private boolean connectHID() {        // 找到接口，将找到的指定接口的代号赋给成员变量mInterface        findInterface();        // 分配端节点，给端节点赋值        assignEndpoint();        // 返回打开HID设备        return openDevice();    }    public void closeHID() {        if (mDeviceConnection != null) {            mDeviceConnection.releaseInterface(mInterface);            mDeviceConnection.close();        }        mDeviceConnection = null;        mUsbDevice = null;        mInterface = null;    }    /**     * 查找device，找到指定的HidUsb设备     */    private void enumerateDevice() {        Log.v(TAG, "enumerateDevice.");        if (mUsbManager != null) {            Log.d(TAG, "enumerateDevice2");            HashMap<String, UsbDevice> deviceList = mUsbManager.getDeviceList();            if (!deviceList.isEmpty()) {                Iterator deviceIterator = deviceList.values().iterator();                while (deviceIterator.hasNext()) {                    UsbDevice device = (UsbDevice) deviceIterator.next();                    Log.v(TAG, "device = " + device);                    // 获得USB设备列表，判断是否是要求的USB设备                    if (isYourRequiredDevice(device)) {                        // 是要求的USB 设备的情况下，将此设备赋值给成员变量 mUsbDevice                        mUsbDevice = device;                        Log.d(TAG, "enumerateDevice: Get Device OK.");                        break;                    }                }            } else {                Log.e(TAG, "enumerateDevice: Device list is null !!!");            }        } else {            Log.e(TAG, "enumerateDevice: USB manager is null !!!");        }        // 否则报出错误是设备是空、或者设备管理器是空等    }    /**     * 是否有权限     *     * @return true if caller has permission     */    private boolean hasPermission() {        if (mUsbDevice != null) {            return mUsbManager.hasPermission(mUsbDevice);        }        return false;    }    /**     * 获取权限     */    private void obtainPermission() {        if (mUsbDevice != null) {            PendingIntent mPermissionIntent = PendingIntent.getBroadcast(mContext, 0, new Intent(Constants.ACTION_USB_PERMISSION), 0);            mUsbManager.requestPermission(mUsbDevice, mPermissionIntent);        }    }    private void findInterface() {        // 如果成员变量mUsbDevice不是空(参考enumerateDevice方法)时，        // 获得Usb设备的接口(通道)的数目，在所有接口中找到        if (mUsbDevice != null) {            int intfCount = mUsbDevice.getInterfaceCount();            for (int i = 0; i < intfCount; ++i) {                UsbInterface intf = mUsbDevice.getInterface(i);                int intfClass = intf.getInterfaceClass();                int intfSubClass = intf.getInterfaceSubclass();                int intfProtocol = intf.getInterfaceProtocol();                if (是你要的通道) {                   // TODO                }            }        }    }    private void assignEndpoint() {        // 如果指定的端口代号不是空，获得EndPoint的数目        // 找出指定的端节点，设置成员变量EndPointOut/EndPointIn        if (mInterface != null) {            int epCount = mInterface.getEndpointCount();            for (int i = 0; i < epCount; ++i) {                UsbEndpoint ep = mInterface.getEndpoint(i);                int epType = ep.getType();                int epDir = ep.getDirection();                if (epType == 指定的端节点) {                    // TODO                 }            }        }    }    /**     * 打开device     *     * if(接口代号不为空){     *     if(USB设备管理器有制定设备的管理权限){     *         初始化USB设备连接;     *     }     *     *     // 表示有权限或者没权限初始化了连接     *     if(USB设备连接仍然为空){     *         说明无法连接指定的USB设备;     *         return false;     *     }     *     *     // 表示连接不是空     *     if(申明接口){     *         重新发送消息，执行任务;     *         return true;     *     }     *     * }else{     *     // 表示接口代号为空     *     if(连接不为空){     *         // 表示连接了设备，这个设备却没有接收数据的接口     *         关闭连接;     *         return false;     *     }     *     *     return false;     * }     */    private boolean openDevice() {        if (mInterface != null) {            UsbDeviceConnection conn = null;            if (mUsbManager.hasPermission(mUsbDevice)) {                conn = mUsbManager.openDevice(mUsbDevice);            }            Log.d(TAG, "conn = " + conn);            if (conn == null) {                Log.e(TAG, "open device null!!!");                return false;            }            if (conn.claimInterface(mInterface, true)) {                mDeviceConnection = conn;                Log.d(TAG, "open device OK.");                mHandler.removeCallbacks(mRunnable);                mHandler.post(mRunnable);                return true;            } else {                if (conn != null) {                    conn.close();                }                Log.e(TAG, "open device Error!!!");            }        }        return false;    }    private void start() {         Log.i(TAG, "start method running!");        // 1.创建了一个关联当前线程(主线程)的Handler        mHandler = new Handler();        // 2.创建了一个自带Handler的工作线程，并启动线程        mHandlerThread = new HandlerThread("Hid_Thread");        mHandlerThread.start();        // 3.获得了工作线程的Handler对象        mHidHandler = new Handler(mHandlerThread.getLooper()) {            @Override            public void handleMessage(Message msg) {                switch (msg.what) {                    // 收到GET_DATA_MSG消息时执行                    case GET_DATA_MSG:                        try {                            // 调用getData方法                            final long gd = getData();                            // 判断获得的数据不为0，监听器不为空，主线程的Handler不为空时执行                            // 向主线程发送消息，调用监听器的onCodeReceive方法                            if (gd != 0 && mListener != null && mHandler != null) {                                mHandler.post(new Runnable() {                                    @Override                                    public void run() {                                        mListener.onCodeReceive(gd);                                    }                                });                            }                        } catch (NullPointerException e) {                            // 抓去空指针异常                            e.printStackTrace();                            // 休眠50毫秒                            Thread.sleep(50);                        } catch (InterruptedException e2) {                                e2.printStackTrace();                        }                        // 4.移除主线程任务队列中的可执行任务                        if(mHandler!=null) {                            mHandler.removeCallbacks(mRunnable);                            // 5.向主消息队列中放置任务                            mHandler.post(mRunnable);                        }                        break;                    default:                        break;                }            }        };    }    private Runnable mRunnable = new Runnable() {        @Override        public void run() {            // 当主线程Handler不为空时执行清空消息队列中的消息，并发送GET_DATA_MSG消息。            if (mHidHandler != null) {                mHidHandler.removeMessages(GET_DATA_MSG);                mHidHandler.sendEmptyMessage(GET_DATA_MSG);            }        }    };    @TargetApi(Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2)    private void stop() {        mHandler.removeCallbacks(mRunnable);        mHandler = null;        if (mHandlerThread != null) {            if (Build.VERSION.SDK_INT < Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) {                mHandlerThread.quit();            } else {                mHandlerThread.quitSafely();            }            mHandlerThread = null;            mHidHandler = null;        }    }    private long getData() {       return 你从底层获得的数据    }    private boolean isYourRequiredDevice(UsbDevice device) {        return 根据vendorid productid判断是否是你要的USB设备    }    /**     * 这是一个监听器接收数据的接口     */    public interface HidListener {        void onCodeReceive(long code);    }}

3.在页面中获得数据 MainActivity.java

public class  MainActivity extends Activity implements HidUsb.HidListener {    private static final String TAG = MainActivity.class.getSimpleName();    private HidUsb mHidUsb;    @Override    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.activity_main);        onInitUsb();    }    private void onInitUsb() {        mHidUsb = new HidUsb(this);        mHidUsb.setListener(this);        mHidUsb.openHID();    }    @Override    public void onCodeReceive(long code) {        // TODO    }}

我觉得注释写的还算清楚就不解释了~~~
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