Android USB Host的使用详解

【废话一段】

前段时间，我的小组开发一个Android主机的系统，这个系统需要外接USB的指纹机、读卡器、U盘，硬件已经有了，主机是一个开发板接口丰富，并且支持Android USB Host模式，外设自然不用说。

但是碰到了一个问题，驱动！本来这个项目是源于Windows的，外设全部是针对Windows而开发的，如果要用专门的驱动，那么开发Android本身就需要复杂的过程。后来经过硬件工程师的改造，我们将USB换成了HID模式，减轻开发难度。

经过一段时间搜索网上资料，关于Android USB Host的资料可以说非常少，不是少数，而是几乎雷同。我是百度+google，更换无数中英文关键字，最后我如愿完成自己的项目，和HID设备正常通讯了，并且识别了U盘。对于网络上中文资料的少而单一的现状，我决定自己写一篇文章，让同行们少走弯路。

我的代码参考了来自“开源中国”部分资料，如果有解决不了的，可以在那里查询。

【基础功能】

注意：本文的步骤，可能需要你具备Root的权限，否则有些操作可能会无法完成。强烈建议你先root设备。

步骤一：你必须确定你的Android设备支持USB Host，具体支持与否请参考自己的说明书。确定了才有必要看本文章。

步骤二：确认Android是否已经开放了USB访问权限，这一步非常重要。操作是：进入系统，找到目录“/system/etc/permissions”，可以用ES或者RE文件管理器进行操作。查看该目录下，是否有一个文件"android.hardware.usb.host.xml",如果没有，则自己创建一个同名文件，内容如下：

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

然后，拷贝到“/system/etc/permissions”目录下。（可以用Eclipse的DDMS帮忙，push进去）

步骤三：其实呢，有了步骤三基本也就可以了，但是我自己也不是很确定，于是有了步骤四。继续检查目录“/system/etc/permissions”下，将其中的“handheld_core_hardware.xml （手机）或者 tablet_core_hardware.xml（平板）”拖出来，打开文件，看看<permissions>结点下面有没有下面这个结点：

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

如果没有，就自己补上一行，保存，并push进去替换原来的文件。比如我的文件内容是：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<permissions>
<feature name="android.hardware.camera" />
<feature name="android.hardware.location" />
<feature name="android.hardware.location.network" />
<feature name="android.hardware.sensor.compass" />
<feature name="android.hardware.sensor.accelerometer" />
<feature name="android.hardware.bluetooth" />
<feature name="android.hardware.touchscreen" />
<feature name="android.hardware.microphone" />
<feature name="android.hardware.screen.portrait" />
<feature name="android.hardware.screen.landscape" />
<feature name="android.hardware.usb.host" />
</permissions>

步骤四：非常重要，就是重启你的Android设备。

【详细代码】

事实上，做完上面的步骤，剩下的代码就非常地简单了，我之前搜索到的基本就是这些内容了。

强烈建议大家参考SDK文档下面的google示例：ADBTest，他写的类非常有用，我下面的内容可以忽略过去。我后来就是参考了ADBTest之后，改装成一个通用类，可以让我的主机接多个USB-HID外设，实现同时异步收发。当然，你通过我下面的代码应该也能实现举一反三。

先看看AndroidManifest.xml文件，为了写这篇文章，我特意做了大量注释：

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
package="com.example.usbmanager"
android:versionCode="1"
android:versionName="1.0" >
<!-- 这个权限是必须有的，否则操作不了硬件,google的文档没有说出来，据说是因为有过滤器后自动获得，但是我的项目没这句话不成功。 -->
<uses-permission android:name="android.permission.HARDWARE_TEST" />
<!-- 这句话也是必须的 -->
<uses-feature android:name="android.hardware.usb.host" android:required="true"/>
<!-- SDK必须是12以上的，因为从 Android3.1开始，才正式支持USB Host -->
<uses-sdk
android:minSdkVersion="12"
android:targetSdkVersion="17" />

<application
android:icon="@drawable/ic_launcher"
android:label="@string/app_name"
android:theme="@style/AppTheme" >
<activity
android:name=".MainActivity"
android:label="@string/app_name"
>
<intent-filter>
<action android:name="android.intent.action.MAIN" />

<category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
</intent-filter>
<!-- 以下这个过滤器是要手工增加上，如果不增加也可以在代码中动态注册，不过我的代码是在这里注册 -->
<intent-filter>
<action
android:name="android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED" />
</intent-filter>
<!-- 以下这个meta-data是要手工增加上，他是用来过滤你的具体USB设备的，其中的device_filter是个xml文件 -->
<meta-data
android:name="android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED"
android:resource="@xml/device_filter"/>
<!--
<intent-filter>
<action android:name="android.intent.action.VIEW"></action>
<category android:name="android.intent.category.DEFAULT"></category>
<data android:mimeType=""></data>
</intent-filter>
-->

</activity>
</application>

</manifest>

注意看：上面的文件提到了一个文件“device_filter”，他也是你能否成功的一个重要文件”device_filter.xml“，这个文件必须自己创建：

在项目工程中的res结点创建一个新的文件夹叫”xml“（不会操作？？？？右键啊！），然后再在xml文件夹下创建一个xml，文件名就叫做“device_filter",内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
<!-- 以下内容的 vendor-id、product-id就是USB的vid和pid了，请大家自己在Windows中找到这个设备的属性，检查设备的VID_PID值-->
<!-- 还要说明一点的是：Windows设备属性中看到的ID值是16进制表示的，必须转换成10进制，并配置 。-->
<!-- 测试用的亿捷U盘，Windows中显示的VID是090C，转换为十进制是2316，其他的道理是一样的 -->
<usb-device vendor-id="2316" product-id="4096"/>
<!-- 测试用的M1读卡器 -->
<usb-device vendor-id="1155" product-id="22352"/>
<!-- USB-HUB -->
<usb-device vendor-id="1507" product-id="1544" />
</resources>

我必须讲清楚，上面的设备是我测试用的，和大家手上的设备根本不一样，请自行查看USB设备VID\PID然后转换。

我们再来看看布局文件activity_main.xml，这个布局是测试用的，非常随意，请大家根据自己的项目布局测试，不一定要用我这个，也不要问我为什么要这么设计布局，哥我只是玩玩而已，不要那么认真嘛~~~~~

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
tools:context=".MainActivity" >

<TextView
android:id="@+id/tvtitle"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="@string/title" />

<EditText
android:id="@+id/etxsend"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_alignLeft="@+id/tvtitle"
android:layout_below="@+id/tvtitle"
android:ems="10"
android:hint="@string/sendhint"
android:visibility="invisible" />

<EditText
android:id="@+id/etxreceive"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_alignLeft="@+id/btsend"
android:layout_below="@+id/btsend"
android:layout_marginTop="37dp"
android:ems="10"
android:hint="@string/receivehint"
android:visibility="invisible" />

<Button
android:id="@+id/btreceive"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_alignLeft="@+id/etxreceive"
android:layout_below="@+id/etxreceive"
android:text="@string/btreceive" />

<Button
android:id="@+id/btsend"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_alignLeft="@+id/etxsend"
android:layout_below="@+id/etxsend"
android:layout_marginTop="16dp"
android:text="@string/btsend" />

<ListView
android:id="@+id/lsv1"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_alignLeft="@+id/btreceive"
android:layout_below="@+id/btreceive" >
</ListView>

</RelativeLayout>

特别是上面提到的一些按钮上的text，大家发挥自己想象力，我不想再贴上values下面的那些文件了。其中有些按钮根本没有用到。我是调试用的。

这回，我们进入了直接的代码模块：MainActivity.java

package com.example.usbmanager;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

import android.os.Bundle;
import android.R.string;
import android.app.Activity;
import android.app.PendingIntent;
import android.content.BroadcastReceiver;
import android.content.Context;
import android.content.DialogInterface;
import android.content.Intent;
import android.content.IntentFilter;
import android.database.DataSetObserver;
import android.hardware.usb.UsbConstants;
import android.hardware.usb.UsbDevice;
import android.hardware.usb.UsbDeviceConnection;
import android.hardware.usb.UsbEndpoint;
import android.hardware.usb.UsbInterface;
import android.hardware.usb.UsbManager;
import android.util.Log;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.view.Gravity;
import android.view.Menu;
import android.view.View;
import android.view.ViewGroup;
import android.widget.ArrayAdapter;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.ListAdapter;
import android.widget.ListView;
import android.widget.Toast;

public class MainActivity extends Activity {
private static final String TAG = "MainActivity";   //记录标识
private Button btsend;      //发送按钮
private UsbManager manager;   //USB管理器
private UsbDevice mUsbDevice;  //找到的USB设备
private ListView lsv1;         //显示USB信息的
private UsbInterface mInterface;
private UsbDeviceConnection mDeviceConnection;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
btsend = (Button) findViewById(R.id.btsend);

btsend.setOnClickListener(btsendListener);

lsv1 = (ListView) findViewById(R.id.lsv1);
// 获取USB设备
manager = (UsbManager) getSystemService(Context.USB_SERVICE);
if (manager == null) {
return;
} else {
Log.i(TAG, "usb设备：" + String.valueOf(manager.toString()));
}
HashMap<String, UsbDevice> deviceList = manager.getDeviceList();
Log.i(TAG, "usb设备：" + String.valueOf(deviceList.size()));
Iterator<UsbDevice> deviceIterator = deviceList.values().iterator();
ArrayList<String> USBDeviceList = new ArrayList<String>(); // 存放USB设备的数量
while (deviceIterator.hasNext()) {
UsbDevice device = deviceIterator.next();

USBDeviceList.add(String.valueOf(device.getVendorId()));
USBDeviceList.add(String.valueOf(device.getProductId()));

// 在这里添加处理设备的代码
if (device.getVendorId() == 1155 && device.getProductId() == 22352) {
mUsbDevice = device;
Log.i(TAG, "找到设备");
}
}
// 创建一个ArrayAdapter
lsv1.setAdapter(new ArrayAdapter<String>(this,
android.R.layout.simple_list_item_1, USBDeviceList));
findIntfAndEpt();

}

private byte[] Sendbytes;    //发送信息字节
private byte[] Receiveytes;  //接收信息字节
private OnClickListener btsendListener = new OnClickListener() {
int ret = -100;
@Override
public void onClick(View v) {
/*
* 请注意，本模块通信的内容使用的协议是HID读卡器协议，不会和大家手上的设备一样
* 请大家在测试时参考自己手上的设备资料，严格按照HID标准执行发送和接收数据
* 我的范例使用的设备是广州微云电子的WY-M1RW-01非接触式读卡器，outputreport是64，因此我发送的字节长度是64
* 我发送的字节内容是要求读卡器蜂鸣器响两短一长
*/
String testString = "90000CB20301F401F401F401F407D447FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF";
Sendbytes = clsPublic.HexString2Bytes(testString);

// 1,发送准备命令
ret = mDeviceConnection.bulkTransfer(epOut, Sendbytes, Sendbytes.length, 5000);
Log.i(TAG,"已经发送!");

// 2,接收发送成功信息
Receiveytes=new byte[64];     //这里的64是设备定义的，不是我随便乱写，大家要根据设备而定
ret = mDeviceConnection.bulkTransfer(epIn, Receiveytes, Receiveytes.length, 10000);
Log.i(TAG,"接收返回值:" + String.valueOf(ret));
if(ret != 64) {
DisplayToast("接收返回值"+String.valueOf(ret));
return;
}
else {
//查看返回值
DisplayToast(clsPublic.Bytes2HexString(Receiveytes));
Log.i(TAG,clsPublic.Bytes2HexString(Receiveytes));
}
}
};

// 显示提示的函数，这样可以省事，哈哈
public void DisplayToast(CharSequence str) {
Toast toast = Toast.makeText(this, str, Toast.LENGTH_LONG);
// 设置Toast显示的位置
toast.setGravity(Gravity.TOP, 0, 200);
// 显示Toast
toast.show();
}

// 寻找接口和分配结点
private void findIntfAndEpt() {
if (mUsbDevice == null) {
Log.i(TAG,"没有找到设备");
return;
}
for (int i = 0; i < mUsbDevice.getInterfaceCount();) {
// 获取设备接口，一般都是一个接口，你可以打印getInterfaceCount()方法查看接
// 口的个数，在这个接口上有两个端点，OUT 和 IN
UsbInterface intf = mUsbDevice.getInterface(i);
Log.d(TAG, i + " " + intf);
mInterface = intf;
break;
}

if (mInterface != null) {
UsbDeviceConnection connection = null;
// 判断是否有权限
if(manager.hasPermission(mUsbDevice)) {
// 打开设备，获取 UsbDeviceConnection 对象，连接设备，用于后面的通讯
connection = manager.openDevice(mUsbDevice);
if (connection == null) {
return;
}
if (connection.claimInterface(mInterface, true)) {
Log.i(TAG,"找到接口");
mDeviceConnection = connection;
//用UsbDeviceConnection 与 UsbInterface 进行端点设置和通讯
getEndpoint(mDeviceConnection,mInterface);
} else {
connection.close();
}
} else {
Log.i(TAG,"没有权限");
}
}
else {
Log.i(TAG,"没有找到接口");
}
}

private UsbEndpoint epOut;
private UsbEndpoint epIn;
//用UsbDeviceConnection 与 UsbInterface 进行端点设置和通讯
private void getEndpoint(UsbDeviceConnection connection, UsbInterface intf) {
if (intf.getEndpoint(1) != null) {
epOut = intf.getEndpoint(1);
}
if (intf.getEndpoint(0) != null) {
epIn = intf.getEndpoint(0);
}
}

}

【调试】

如果一切顺利的话，你接上你的USB设备后，android会弹出一个访问硬件的权限提示框，你要点击“确定“。

调试的内容应该我不需要讲了，Eclipse会帮你搞定的。