android4.0下serial port给应用操作完成特殊定制
我们在开发中，串口也就是serialport或者叫uart用的是相当频繁的，很普通的接口了，今天为什么在这提出来呢？笔者前年完成了一款android4.0平台的车载平板产品，客户外接了一个DTV，我们在android这边通过GPIO模拟IR来控制DTV盒子的。客户前面也做了特殊的一些应用，可以通过wifi跟服务器连。服务器通过wifi网络发送控制命令给车载平板机器，但是客户反馈在wifi 在heavy WiFi trafic / interferences时，丢包率很高，达到50%以上，造成很多控制命令丢失。
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其实通过网络传输，在网络堵塞的时候，丢包率高这是很正常的问题，怎么不能通过控制好发送命令再确认ack，如果约定时间内没收到就继续重发呢？不知道老外怎么想的。由于给他做的控制DTV的GPIO模拟IR接口很好用，很稳定，因此客户想通过串口去控制DTV，同时有些控制信息就走DVB网络，应该没那么堵塞，再通过DTV盒子通过串口回传给android车载平台机器，这样也确实是可行。由于目前产品早已经成形，客户也不想把通过串口的数据让我们来解析，所以我们就只要提供一条操作串口的库给上层就可以了，这样相对对我们来说也简单了，只要打通串口，上层能收发串口数据就可以了。
从android4.1起，android系统提供了操作串口的service，但是笔者以前是基于android4.0的，怎么办呢？参考android4.1以后的系统操作控制方式，主要思路还是提供一个操作串口的文件句柄给应用上层使用。但是笔者觉得不大好的，android提供的serial service没有提供关闭串口的接口，这样如果频繁关闭打开的话会存在很多句柄没关闭的情况。当然，如果只在service里面打开的话也没问题，如果在上层打开的话可能就会存在问题。下面笔者就带你一起游历这个过程吧！
第一步，肯定是要搞定驱动。串口驱动目前来说，每个平台基本都是做好了，直接做好配置打开就可以了，笔者使用的全志平台，配置如下：
;---------------------------------------------------------------------------------- ;uart configuration ;uart_type --- 2 (2 wire), 4 (4 wire), 8 (8 wire, full function) ;---------------------------------------------------------------------------------- [uart_para0] uart_used = 1 uart_port = 0 uart_type = 2 uart_tx =port:PB22<2><1><default><default> uart_rx =port:PB23<2><1><default><default>
第二步，确认串口设备文件的权限，需要有system的权限，所以笔者把它配置成666了。笔者使用的是打印串口做的测试，因此是ttyS0设备文件。
第三步，写一个JNI文件，提供一个库给应用调用了，因为我们不可能给他做一个系统service来使用了，以最小的代价来搞定，这样的话使用NDK也好，可以直接用一个apk就可以完成了。在这个JNI文件里，笔者提供了两个接口，一个open，一个close，刚好形成最小闭环循环。代码也不难，涉及一点JNI基本知识，如下：
extern "C" JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_jeavox_ttys_utils_SerialPort_open
(JNIEnv *env, jobject thiz, jstring path, jint baudrate, jint flags)
{
int fd;
speed_t speed;
jobject mFileDescriptor;
/* Check arguments */
{
speed = getBaudrate(baudrate);
if (speed == -1) {
/* TODO: throw an exception */
LOGE("Invalid baudrate");
return NULL;
}
}
/* Opening device */
{
jboolean iscopy;
const char *path_utf = env->GetStringUTFChars(path, NULL);
LOGD("Opening serial port %s with flags 0x%x", path_utf, O_RDWR | flags);
fd = open(path_utf, O_RDWR | flags);
env->ReleaseStringUTFChars(path, path_utf);
if (fd == -1)
{
/* Throw an exception */
LOGE("Cannot open port");
/* TODO: throw an exception */
return NULL;
}
}
/* Configure device */
{
struct termios cfg;
LOGD("Configuring serial port");
if (tcgetattr(fd, &cfg))
{
LOGE("tcgetattr() failed");
close(fd);
/* TODO: throw an exception */
return NULL;
}
cfmakeraw(&cfg);
cfsetispeed(&cfg, speed);
cfsetospeed(&cfg, speed);
if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &cfg))
{
LOGE("tcsetattr() failed");
close(fd);
/* TODO: throw an exception */
return NULL;
}
}
/* Create a corresponding file descriptor */
{
jclass cFileDescriptor = env->FindClass("java/io/FileDescriptor");
jmethodID iFileDescriptor = env->GetMethodID( cFileDescriptor, "<init>", "()V");
jfieldID descriptorID = env->GetFieldID( cFileDescriptor, "descriptor", "I");
mFileDescriptor = env->NewObject( cFileDescriptor, iFileDescriptor);
env->SetIntField( mFileDescriptor, descriptorID, (jint)fd);
}
return mFileDescriptor;
}
extern "C" JNIEXPORT void JNICALL Java_com_jeavox_ttys_utils_SerialPort_close
(JNIEnv *env, jobject thiz)
{
jclass SerialPortClass = env->GetObjectClass(thiz);
jclass FileDescriptorClass = env->FindClass("java/io/FileDescriptor");
jfieldID mFdID = env->GetFieldID( SerialPortClass, "mFd", "Ljava/io/FileDescriptor;");
jfieldID descriptorID = env->GetFieldID( FileDescriptorClass, "descriptor", "I");
jobject mFd = env->GetObjectField( thiz, mFdID);
jint descriptor = env->GetIntField( mFd, descriptorID);
close(descriptor);
}
第四步，到应用层去接应JNI库，这里很重要的是使用了FileInputStream跟FileOutputStream。在FileOutputStream使用上有一点要注意，就是目前FileOutputStream提供的三个read接口都是阻塞的，会一直在那等数据，但是另外还提供了一个available接口，这个接口是用来提示有多少数据现在可以读取，这样我们去读的时候，就有目的性了，挺好的。
private FileDescriptor mFd;
private FileInputStream mFileInputStream;
private FileOutputStream mFileOutputStream;
public SerialPort(File device, int baudrate, int flags) throws SecurityException, IOException {
mFd = open(device.getAbsolutePath(), baudrate, flags);
if (mFd == null) {
Log.e(TAG, "native open returns null");
throw new IOException();
}
mFileInputStream = new FileInputStream(mFd);
mFileOutputStream = new FileOutputStream(mFd);
}
// Getters and setters
public InputStream getInputStream() {
return mFileInputStream;
} 也是在一个thread里面去读数据的，
private class ReadThread extends Thread {
@Override
public void run() {
super.run();
while (!isInterrupted()) {
int size;
try {
byte[] buffer = new byte[64];
if (mInputStream == null)
return;
if(mInputStream.available() > 0 ){
size = mInputStream.read(buffer);
} else{
continue;
}
if (size > 0) {
onDataReceived(buffer, size);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return;
}
}
}
}
第五步，当然是起应用去call相应接口了。
mSerialPort = new SerialPort(new File("/dev/ttyS0"), 115200, 0); 这边调用，也就是设置好设备文件已经波特率，其他flag先不传了。其他应用代码未贴，基本的界面都不难搞的。
第六步，就看看应用的效果吧！我从串口输入了一些字符，在应用上读出来显示出来。
整个过程还是不算难搞的，整个过程参考了网上一些大侠的代码，参考了android4.4的代码实现，同时得到了做应用的同事协助完成整个调试。在此看透这个问题，android4.1以后的serialservice只不过是把它写成一个系统service的形式供应用使用。总之，算交差了，通道建好了，客户自己爱怎么折腾就怎么折腾吧！