Android通过JNI实现与C语言的串口通讯操作蓝牙硬件模块

一直想写一份技术文档，但由于自感能力有限而无从下笔，最近做了个关于Android平台下实现与C语言的通讯来操作蓝牙模块的项目，中间碰到了许多问题，也在网上查了许多资料，在完成主要功能后，也有一些人在网上问我一些问题，这里写下这篇文档算是一个阶段性的总结。如果反响好，后续将会发上Android Stub与新版Android HAL的学习文档。

由于蓝牙模块是串口通讯机制，使用C语言来访问，而Android的应用层采用Java，无法直接操作硬件。故使用JNI的技术实现主要功能。Android的JNI应该属于Android HAL的一部分，由于Android的HAL机制目前还没完全摸索透，所以这里的程序架构算是老版本的HAL机制。程序架构如下图。

一、 什么是JNI？

JNI是Java Native Interface的缩写，中文为J***A本地调用。从Java1.1开始，Java Native Interface(JNI)标准成为java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI一开始是为了本地已编译语言，尤其是C和C++而设计的，但是它并不妨碍你使用其他语言，只要调用约定受支持就可以了。（以上内容摘自百度百科）

二、 如何使用JNI？

1、在使用JNI之前，你要确保你的电脑中安装以下软件环境：

Android SDK ：版本与你硬件测试环境版本相同，在Google的Android官网下载

Android NDK ：用于编译C文件为.so的共享库，如果你是在Linux下进行开发而又具有Android的完全SDK，则不需要

Cygwin ：用于编译C文件

Android 开发环境 ：android开发环境的配置网上一大堆，这里不再赘述

2、程序中由于只用到Java调C，而不需要C调Java，所以在应用层调C的函数很简单，只需要在一个方法前加入native关键字（native的方法不能有方法体），然后将编译的共享库导入即可。

如下：

public class BluetoothJNI {

static{

System.loadLibrary("jni");

}

public native static int bluetoothOn(String strAT);

public native static void bluetoothOff(String strAT);

public native static String readSerial();

public native static void write(String strAT);

}



3、Eclipse在保存工程后，会自动把Java文件编译为class文件，我们使用javah命令把class文件编译成C头文件。如下：




执行此命令后将会在工程的bin目录下生成一个.h的C头文件。头文件中会生成对应Java native方法的函数声明。新建一个与头文件同名的C文件并实现所有函数。




4、由于Android的底层是基于Linux内核，所以一些Windows下的系统函数不可用，Linux下的串口通讯文章网上有很多，此处代码繁多，就不贴出来了。，我们在C文件中引入jni.h与刚生成的头文件以确保JNI能调用。注意：整个程序的核心部分便是在此处，C语言与蓝牙模块的串口通讯处，我在此处碰到的问题也是最多的。

三、编译C文件

1、在Android-ndk-r5b\samples\下新建目录Bluetooth\jni，将C文件与头文件复制过来，新建Makefile。如下：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)



include $(CLEAR_VARS)



LOCAL_C_INCLUDES := $(JNI_H_INCLUDE)

LOCAL_LDLIBS := -lm -llog



LOCAL_MODULE := jni

LOCAL_SRC_FILES := com_android_semisky_bluetooth_util_BluetoothJNI.c



include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

2、打开Cygwin bash shell，进入Bluetooth目录，执行ndk-build进行编译。




3、将libs/armeabi下生成的libjni.so文件拷入到Android工程的libs/armeabi目录下。安装apk到开发板，执行程序。

四、可能出现的问题

1、串口读写权限的问题

网上的方法是在Java中获取su账号来改权限或者在init.rc中添加命令来修改权限最后编译成img烧录进开发板，而这两种方法我都没成功，最后没办法在dos下执行shell命令来修改

2、C文件的串口读写问题

我不知道是我的程序有问题还是蓝牙模块的问题，在蓝牙模块返回数据稍大的时候，会出现数据有时返回有时不返回的情况。

3、乱码问题

蓝牙返回的数据时而出现乱码，未解决。

4、串口号的问题

如果你open的时候返回的fd小于1，确保你的开发板串口号是否正确，协议是否正确，权限是否修改。

5、最大大大的问题

读取串口代码段的算法问题，优化问题，不然数据会返回不正常。