android透明串口传输模块的设计与应用

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1、Android透明串口传输模块的设计与应用　　摘要：Android设备可用作工业控制上位机。设计了一种Android透明串口传输模块，模块集成了蓝牙转串口、WiFi转串口与USB转串口三种通信方式，用户可任意选取一种；模块自动建立通信连接，提供与下位机串口通信的透明输入输出接口。讨论了Android透明串口传输模块的软件功能、硬件连接与软件实现，并将其应用于自动缝纫设备。　　关键词：安卓；工业控制；蓝牙；串口；无线局域网；通用串行总线　　引言　　智能移动设备近几年来发展迅速，在日常生活与工业中的应用

2、日益广泛。对传统的工业控制领域，通常采用PC机、操作面板控制设备[1]。PC机成本较高，体积较大，携带性不好；操作面板界面不直观，操作复杂。智能移动设备如智能手机、平板电脑体积较小，在工业现场便于携带，其触摸屏用户体验较好，相比传统的PC机、操作面板更具优势。Android是一款基于Linux的开源移动设备操作系统，具有完全开放性，适合取代工业控制上位机PC与操作面板[2]。工业控制下位机通信接口通常为串口，Android设备可作为上位机通过蓝牙转串口、WiFi转串口或USB转串口模块与下位机串口通

3、信。Android设备虽然支持这三种通信方式，但直接使用AndroidAPI开发应用程序较为麻烦，且对于USB转串口通信，目前没有可用API，这使得开发存在一定复杂性。本文旨在提出一种Android透明串口传输模块，简化Android工业控制上位机应用程序的开发。　　1.功能说明　　本模块集成蓝牙转串口、WiFi转串口与USB转串口三种通信方式，可直接与下位机串口通信。用户选择三种方式中的一种，模块建立对应通信连接，这一过程由模块自动处理与维护，对用户透明。模块提供一组统一的read（），write

4、（）方法作为对外数据通信接口，用户通过此接口与下位机串口通信。　　3.Android透明串口传输模块的软件设计　　Android透明串口传输软件模块分为三个部分：通信方式选择功能设计、自动建立通信功能设计以及数据通信功能设计。　　3.1通信方式选择功能设计　　通信方式选择功能用于选择模块通信方式，配置通用通信地址。通信方式m_ComMode可为蓝牙转串口、WiFi转串口和USB转串口通信中的一种，通用通信地址m_ComAddr为与通信方式对应的蓝牙Mac地址、WiFiIP地址与端口号以及串口设备名称

5、与波特率。　　3.2自动建立通信功能设计　　自动建立通信功能根据用户置入的通信方式与通用通信地址，自动建立通信。　　3.2.1Android蓝牙转串口、WiFi转串口、USB转串口通信建立方法　　Android从2.2版本开始支持蓝牙功能，并且为开发者提供开发蓝牙应用程序的API[3]。开发蓝牙应用程序首先需要在Manifest中添加权限。　　利用AndroidAPI建立蓝牙转串口通信的主要步骤如下：根据蓝牙Mac地址返回蓝牙设备对象、建立蓝牙套接字、得到输入输出流。　　利用AndroidAPI建立

6、WiFi转串口通信的主要步骤如下[4]：建立套接字、得到输入输出流。　　对于USB转串口通信应用程序开发，AndroidSDK未提供API，本文在开源项目android-serialport-api基础上进行开发修改[5]。　　首先在工程中导入开源项目android-serialport-api的源代码，然后修改代码。建立串口通信代码如下：　　//调用android-serialport-api自带的open方法，根据选择的波特率与设备名称打开串口　　FileDescriptorm_FileDesc

7、riptor=open（device_name，baudrate，flags）；　　//得到输入输出流　　InputStreamm_com_InStream=newFileInputStream（m_FileDescriptor）；　　OutputStreamm_com_OutStream=newFileOutputStream（m_FileDescriptor）；　　3.2.2通信的自动建立　　Android的蓝牙转串口、WiFi转串口和USB转串口虽然在建立通信过程中的实现细节不同，但其过程皆可

8、以概括为利用所需参数（蓝牙Mac地址、WiFiIP地址与端口号、串口波特率与设备名称）经过多步配置建立连接，最终得到输入输出流。可以利用其过程中的相似性编写统一的建立通信方法，方法根据通信方式m_ComMode调用对应的通信建立程序，通过通用通信地址m_ComAddr经多步配置建立连接，得到输入输出流。　　3.3数据通信功能设计　　数据通信功能是Android透明串口传输模块面向用户的接口，提供一组输入输出方法read（）、write（），用户通过此方法经蓝牙转串口、