Giters

hsongxian / EasySerial

串口通信SDK

Geek Repo:Geek Repo

Github PK Tool:Github PK Tool

一、前言

  1. 如果你的项目需要使用串口通信，并且项目使用了kotlin，那么这个SDK是你不能错过的；
  2. 如果你使用过串口通信，那么这个SDK最吸引你的地方应当是可在写入时同步阻塞等待数据返回，并且我们支持超时设置；如果你没有使用过串口通信，这个SDK也可以让你快熟的进行串口通信；
  3. 此SDK用于Android端的串口通信，此项目的C代码移植于谷歌官方串口库android-serialport-api ，以及GeekBugs-Android-SerialPort ；在此基础上，我进行了封装，目的是让开发者可以更加快速的进行串口通信；
  4. 此SDK可以创建2种不同作用的串口对象，一个是保持串口接收的串口对象，一个是写入并同步等待数据返回的串口对象；
  5. 当前仅支持Kotlin项目使用，对于java调用做的并不完美；
  6. 此SDK本人已经在多个项目中实践使用，并在github上进行开源，如果你在使用中有任何问题，请在issue中向我提出；
  7. 本SDK不向您保证任何稳定性及可靠性，您将自行承担使用本SDK后可能带来的任何后果；

二、SDK的使用介绍

引入库

在Build.gradle(:project)下导入jitpack库

allprojects {
    repositories {
        maven { url 'https://jitpack.io' }
    }
}

在新版gradle中，在settings.gradle下导入jitpack库

dependencyResolutionManagement {
    repositoriesMode.set(RepositoriesMode.FAIL_ON_PROJECT_REPOS)
    repositories {
        maven { url "https://jitpack.io" }
    }
}

在Build.gradle(:module)中添加：

dependencies {
    implementation 'com.github.BASS-HY:EasySerial:1.0.0'
}

EasyKeepReceivePort的使用

1.创建一个永久接收的串口(串口开启失败返回Null)；
演示：不做自定义返回数据的处理；

A). 创建一个串口,串口返回的数据默认为ByteArray类型；

val port = EasySerialBuilder.createKeepReceivePort<ByteArray>("/dev/ttyS4", BaudRate.B4800)

我们还可以这样创建串口,串口返回的数据默认为ByteArray类型；

val port = EasySerialBuilder.createKeepReceivePort<ByteArray>(
    "/dev/ttyS4",
    BaudRate.B4800, DataBit.CS8, StopBit.B1,
    Parity.NONE, 0, FlowCon.NONE
)

B). 设置串口每次从数据流中读取的最大字节数，默认为64个字节；

  1. 注意：必须在调用[addDataCallBack]之前设置，否则设置无效；
port.setMaxReadSize(64)

C).设置数据的读取间隔；

  1. 即上一次读取完数据后,隔多少秒后读取下一次数据；
  2. 默认为10毫秒，读取时间越短，CPU的占用会越高，请合理配置此设置；
port.setReadInterval(100)

D). 监听串口返回的数据;
第一种写法；须注意，此回调处于协程之中；

val dataCallBack = port.addDataCallBack {
    //处理项目逻辑；
    // 此处示范将串口数据转化为16进制字符串；
    if (it.isEmpty()) return@addDataCallBack
    val hexString = it.last().conver2HexString()
    Log.d(tag, "接收到串口数据:$hexString")
}
port.addDataCallBack(dataCallBack)

第二种写法；须注意，此回调处于协程之中；

val dataCallBack = object : EasyReceiveCallBack<ByteArray> {
    override suspend fun receiveData(dataList: List<ByteArray>) {
        //处理项目逻辑；
        //此处示范将串口数据转化为16进制字符串；
        if (dataList.isEmpty()) return
        val hexString = dataList.last().conver2HexString()
        Log.d(tag, "接收到串口数据:$hexString")
    }

}
port.addDataCallBack(dataCallBack)

E). 移除串口监听；

 port.removeDataCallBack(dataCallBack)

F). 关闭串口；
使用完毕关闭串口，关闭串口须在作用域中关闭，关闭时会阻塞当前协程，直到关闭处理完成； 这个过程并不会耗费太长时间,一般为1ms-4ms;

CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch { port.close() }

2. 创建一个永久接收的串口(串口开启失败返回Null)；
演示：自定义回调的数据类型，在接收到串口数据后对数据进行一次处理，再将数据返回给串口数据监听者；

A). 创建一个串口,串口返回的数据类型,我们自定义为String类型；

val port = EasySerialBuilder.createKeepReceivePort<String>("/dev/ttyS4", BaudRate.B4800)

我们还可以这样创建串口,串口返回的数据类型,我们自定义为String类型；

val port = EasySerialBuilder.createKeepReceivePort<String>(
    "/dev/ttyS4",
    BaudRate.B4800, DataBit.CS8, StopBit.B1,
    Parity.NONE, 0, FlowCon.NONE
)

B). 设置串口每次从数据流中读取的最大字节数，默认为64个字节；
注意：必须在调用[addDataCallBack]之前设置，否则设置无效；

port.setMaxReadSize(64)

C).设置数据的读取间隔；

  1. 即上一次读取完数据后,隔多少秒后读取下一次数据；
  2. 默认为10毫秒,读取时间越短，CPU的占用会越高,请合理配置此设置；
port.setReadInterval(100)

D).因为我们设置数据返回类型不再是默认的ByteArray类型，所以我们需要设置自定义的数据解析规则；

 port.setDataHandle(CustomEasyPortDataHandle())

接下来我们创建一个自定义解析类,并将其命令为CustomEasyPortDataHandle；

class CustomEasyPortDataHandle : EasyPortDataHandle<String>() {

    private val stringList = mutableListOf<String>()//用于记录数据
    private val stringBuilder = StringBuilder()//用于记录数据
    private val pattern = Pattern.compile("(AT)(.*?)(\r\n)")//用于匹配数据

    /**
     * 数据处理方法
     *
     * @param byteArray 串口收到的原始数据
     * @return 返回自定义处理后的数据,此数据将被派发到各个监听者
     *
     *
     * 我们可以在这里做很多事情，比如有时候串口返回的数据并不是完整的数据，
     * 它可能有分包返回的情况，我们需要自行凑成一个完整的数据后再返回给监听者，
     * 在数据不完整的时候我们直接返回空数据集给监听者,告知他们这不是一个完整的数据；
     *
     * 在这里我们做个演示,假设数据返回是以AT开头,换行符为结尾的数据是正常的数据；
     *
     */
    override suspend fun portData(byteArray: ByteArray): List<String> {
        //清除之前记录的匹配成功的数据
        stringList.clear()

        //将串口数据转为16进制字符串
        val hexString = byteArray.conver2HexString()
        //记录本次读取到的串口数据
        stringBuilder.append(hexString)

        while (true) {//循环匹配,直到匹配完所有的数据
            //寻找记录中符合规则的数据
            val matcher = pattern.matcher(stringBuilder)
            //没有寻找到符合规则的数据,则返回Null
            if (!matcher.find()) break
            //寻找到符合规则的数据,记录匹配成功的数据,并将其从StringBuilder中删除
            val group = matcher.group()
            stringList.add(group)
            stringBuilder.delete(matcher.start(), matcher.end())
        }

        //返回记录的匹配成功的数据
        return stringList.toList()
    }

    /**
     * 串口关闭时会回调此方法
     * 如果您需要,可重写此方法,在此方法中做释放资源的操作
     */
    override fun close() {
        stringBuilder.clear()
        stringList.clear()
    }
}

E). 监听串口返回的数据；
此时，我们监听到的数据为我们一开始设置的String类型；

val dataCallBack = object : EasyReceiveCallBack<String> {
    override suspend fun receiveData(dataList: List<String>) {
        //返回的数据集内没有数据,则表明没有匹配成功的数据；
        //我们这里不处理没有匹配成功的情况；
        if (dataList.isEmpty()) return
        //处理项目逻辑；
        //此处演示直接将转化后的数据类型打印出来；
        dataList.forEach { Log.d(tag, "接收到串口数据:$it") }
    }

}

F). 移除串口监听，关闭串口与之前的一致;

port.addDataCallBack(dataCallBack)//添加串口数据监听
port.removeDataCallBack(dataCallBack)//移除串口数据监听
CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch { port.close() }//关闭串口

EasyWaitRspPort的使用

A). 创建一个发送后再接收的串口(串口开启失败返回Null)；

val port = EasySerialBuilder.createWaitRspPort("/dev/ttyS4", BaudRate.B4800)

我们还可以这样创建串口:

val port = EasySerialBuilder.createWaitRspPort(
    "/dev/ttyS4",
    BaudRate.B4800, DataBit.CS8, StopBit.B1,
    Parity.NONE, 0, FlowCon.NONE
)

B). 设置串口每次从数据流中读取的最大字节数，默认为64个字节；

  1. 对于不可读取字节数的串口，必须在调用[writeWaitRsp]或[writeAllWaitRsp]之前调用，否则设置无效;
  2. 在请求时不指定接收数据的最大字节数时，将会使用这里配置的字节大小；
port.setMaxReadSize(64)

C).设置数据的读取间隔；

  1. 即上一次读取完数据后,隔多少秒后读取下一次数据；
  2. 默认为10毫秒，读取时间越短，CPU的占用会越高，请合理配置此设置；
port.setReadInterval(100)

D). 接下来演示发送串口命令的3种方法

1. 调用写入函数，并阻塞等待200ms，阻塞完成之后将会返回此期间接收到的串口数据；
需要注意的是,此方法需要在协程作用域中调用；

val rspBean: WaitResponseBean = port.writeWaitRsp(orderByteArray1)

此外，我们也可以在调用此函数时指定等待时长，此处我们演示等待500ms：

val rspBean: WaitResponseBean = port.writeWaitRsp(orderByteArray1, timeOut = 500)

还可以,指定本次请求接收的数据的最大字节数,如下示例:

val rspBean: WaitResponseBean = port.writeWaitRsp(orderByteArray1, bufferSize = 64)

rspBean是一个封装的数据类,我们来讲解一下：

rspBean.bytes

这是串口返回的数据，此字节数组的大小为调用写入时指定的bufferSize的大小；
需要注意的是，字节数组内的字节并不全是串口返回的数据；

默认的bufferSize大小为64，我们假设串口返回了4个字节的数据，那么其余的60个字节都是0；

那我们怎么知道实际收到了多少个字节呢？这就需要用到数据类内的另一个数据：

rspBean.size

这是串口实际读取的字节长度，所以我们取串口返回的实际字节数组可以这样取：

val portBytes = rspBean.bytes.copyOf(rspBean.size)

插句题外话，我们也提供了直接将读取到的字节转为16进制字符串的方法:

 val hexString = rspBean.bytes.conver2HexString(rspBean.size)

2. 有时候，我们可能需要连续向串口输出命令，并等待其返回,对此我们也提供了便捷的方案：

val rspBeanList: MutableList<WaitResponseBean> =
    port.writeAllWaitRsp(orderByteArray1, orderByteArray2, orderByteArray3)

或者是指定每个请求的超时时间：

val rspBeanList: MutableList<WaitResponseBean> =
    port.writeAllWaitRsp(200, orderByteArray1, orderByteArray2, orderByteArray3)

又或者，即指定每个请求的超时时间，也指定每个请求接收数据的最大字节数：

val rspBeanList: MutableList<WaitResponseBean> =
    port.writeAllWaitRsp(200, 64, orderByteArray1, orderByteArray2, orderByteArray3)

同样的，此方法也是需要在协程作用域中调用；

我们来讲解一下函数参数：

第1个参数：单个写入命令的阻塞等待时长，注意，这是单个的，并非所有命令的总阻塞时长；

第2个参数：一个数组类型，即我们想写入并等待返回的所有指令集；

rspBeanList为多个WaitResponseBean的集合，我们在上面已经讲解了WaitResponseBean ，此处不再赘述；集合中的数据与请求是一一对应：

val rspBean1: WaitResponseBean = rspBeanList[0]//orderByteArray1
val rspBean2: WaitResponseBean = rspBeanList[1]//orderByteArray2
val rspBean3: WaitResponseBean = rspBeanList[2]//orderByteArray3

3. 在同一个串口中,我们有些需要等待串口的数据返回,有些是不需要的,在不需要串口数据返回的情况下，我们可以直接调用写入即可:

port.write(orderByteArray1)

相同的，此方法必须在协程作用域中调用；

E). 关闭串口：
使用完毕关闭串口，关闭串口须在协程作用域中关闭，关闭时会阻塞当前协程，直到关闭处理完成； 这个过程并不会耗费太长时间,一般为1ms-4ms;

CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch { port.close() }

其他API的使用介绍

1. 获取串口对象：
每一个串口只会创建一个实例，我们在内部缓存了串口实例，即一处创建,到处可取；如果此串口还未创建，则将获取到Null；

val serialPort: BaseEasySerialPort? = EasySerialBuilder.get("dev/ttyS4")

获取到实例后,我们仅可以调用close()方法关闭串口；
此方法必须在协程作用域中调用；

CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch { serialPort.close() }

如果你明确知道当前串口属于哪种类型,那么你可以进行类型强转后使用更多特性。如:

val easyWaitRspPort = serialPort.cast2WaitRspPort()
CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch {
    val rspBean = easyWaitRspPort.writeWaitRsp("00 FF AA".conver2ByteArray())
}

或者是：

val keepReceivePort = serialPort.cast2KeepReceivePort<ByteArray>()
keepReceivePort.write("00 FF AA".conver2ByteArray())

2. 设置串口不读取字节数：
如果你发现，串口无法收到数据，但是可正常写入数据，使用串口调试工具可正常收发，那么你应当试试如下将串口设置为无法读取字节数：

EasySerialBuilder.addNoAvailableDevicePath("dev/ttyS4")

设置完后再开启串口,否则设置不生效；也可以直接这么写：

EasySerialBuilder.addNoAvailableDevicePath("dev/ttyS4")
    .createWaitRspPort("dev/ttyS4", BaudRate.B4800)

对于addNoAvailableDevicePath()方法，需要讲解一下内部串口数据读取的实现了；
在读取数据时，会先调用inputStream.available() 来判断流中有多少个可读字节，但在部分串口中，即使有数据， available()读取到的依旧是0，这就导致了无法读取到数据的情况；
当调用addNoAvailableDevicePath()后， 我们将不再判断流中的可读字节数，而是直接调用inputStream.read()方法； 当你使用此方法后，请勿重复开启\关闭串口， 因为这样可能会导致串口无法再工作；

3. 获取本设备所有的串口名称：

val allDevicesPath: MutableList<String> = EasySerialFinderUtil.getAllDevicesPath()
allDevicesPath.forEach { Log.d(tag, "串口名称: $it") }

4. 判断当前是否有串口正在使用：

val hasPortWorking: Boolean = EasySerialBuilder.hasPortWorking()

5. 串口日志打印开关：
是否打印串口通信日志 true为打印日志,false为不打印；
建议在Release版本中不打印串口日志；
打印的日志的 tag = "EasyPort"；

EasySerialBuilder.isShowLog(true)

6. 数据转化：
A). 16进制字符串转为字节数组：

val hexString = "00 FF CA FA"
//将16进制字符串 转为 字节数组
val hexByteArray1 = hexString.conver2ByteArray()
//将16进制字符串从第0位截取到第4位("00 FF") 转为 字节数组
val hexByteArray2 = hexString.conver2ByteArray(4)
//将16进制字符串从第2位截取到第4位(" FF") 转为 字节数组
val hexByteArray3 = hexString.conver2ByteArray(2, 4)

B). 字节数组转为16进制字符串：

val byteArray = byteArrayOf(0, -1, 10)// 此字节数组=="00FF0A"
//将字节数组 转为 16进制字符串
val hexStr1 = byteArray.conver2HexString()//结果为:"00FF0A"
//将字节数组取1位 转为 16进制字符串
val hexStr2 = byteArray.conver2HexString(1)//结果为:"00"
//将字节数组取2位 转为 16进制字符串 并设置字母为小写
val hexStr3 = byteArray.conver2HexString(2, false)//结果为:"00ff"
//将字节数组取第2位到第3位 转为 16进制字符串 并设置字母为小写
val hexStr4 = byteArray.conver2HexString(1, 2, false)//结果为:"ff0a"
//将字节数组取第0位 转为 16进制字符串 并设置字母为小写
val hexStr5 = byteArray.conver2HexString(0, 0, false)//结果为:"00"

//将字节数组 转为 16进制字符串 16进制之间用空格分隔
val hexStr6 = byteArray.conver2HexStringWithBlank()//结果为:"00 FF 0A"
//将字节数组取2位 转为 16进制字符串 16进制之间用空格分隔
val hexStr7 = byteArray.conver2HexStringWithBlank(2)//结果为:"00 FF"
//将字节数组取2位 转为 16进制字符串 并设置字母为小写
val hexStr8 = byteArray.conver2HexStringWithBlank(2, false)//结果为:"00 ff"
//将字节数组取第2位到第3位 转为 16进制字符串 并设置字母为小写
val hexStr9 = byteArray.conver2HexStringWithBlank(1, 2, false)//结果为:"ff 0a"
//将字节数组取第2位 转为 16进制字符串 并设置字母为小写
val hexStr10 = byteArray.conver2HexStringWithBlank(1, 1, false)//结果为:"ff"

C). 字节数组转为字符数组：

val byteArray2 =
    byteArrayOf('H'.code.toByte(), 'A'.code.toByte(), 'H'.code.toByte(), 'A'.code.toByte())
//将字节数组 转为 字符数组
val charArray1 = byteArray2.conver2CharArray()//即:"HAHA"
//将字节数组取1位 转为 字符数组
val charArray2 = byteArray2.conver2CharArray(1)//即:"H"
//将字节数组取第2位到第3位 转为 字符数组
val charArray3 = byteArray2.conver2CharArray(2, 3)//即:"HA"
//将字节数组第2位 转为 字符数组
val charArray4 = byteArray2.conver2CharArray(2, 2)//即:"H"

D). 字节数组计算CRC值：

val byteArray3 = byteArrayOf(1, 3, 0, 0, 0, 9)
//计算字节数组的CRC值：
val crc1 = byteArray3.getCRC()
//将字节数组取2位，计算CRC值：
val crc2 = byteArray3.getCRC(2)
//将字节数组取第2位到第3位，计算CRC值：
val crc3 = byteArray3.getCRC(2, 3)

//将crc转为字节的计算示例：
val highByte = (crc1 and 0xFF).toByte()//高位
val lowByte = (crc1 shr 8 and 0xFF).toByte()//低位

三、传送门

  1. github地址
  2. CSDN地址
  3. 如果有什么意见和建议都可以在github或者在CSDN中向我提出噢，我也会一直完善此项目的；

四、鸣谢

此项目移植于谷歌官方串口库android-serialport-api ，以及GeekBugs-Android-SerialPort ，综合了这俩个库的C代码，对其进行的封装；

五、许可证

Copyright 2022 BASS

Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
you may not use this file except in compliance with the License.
You may obtain a copy of the License at

       http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0

Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
See the License for the specific language governing permissions and
limitations under the License.

About

串口通信SDK

License:Apache License 2.0

Languages

Language:Kotlin 87.4%Language:C 10.3%Language:CMake 2.3%