在现代移动设备中，USB接口广泛应用于不同领域的外围设备连接，例如打印机、摄像头、手机配件等。本文将介绍如何在Android应用程序中实现USB通信，以便与外部设备进行数据交互。

前言

在开始之前，我们需要明确一些前提条件和要求：

  1. 硬件设备：一台支持USB Host模式的Android设备，以及一个与设备兼容的外部USB设备。
  2. 开发环境：Android Studio开发环境搭建完成。
  3. USB权限：在AndroidManifest.xml文件中添加USB权限声明。
  4. USB驱动：确保外部USB设备具有兼容的USB驱动程序。

第一步：添加USB权限声明和特性声明

在AndroidManifest.xml文件中添加以下权限声明和特性声明：

<uses-permission android:name="android.permission.USB_PERMISSION" />

<uses-feature android:name="android.hardware.usb.host" />
<uses-feature android:name="android.hardware.usb.accessory" android:required="false" />

这些声明将确保我们的应用程序获得与USB设备进行通信的必要权限。

第二步：编写USB通信代码

首先，在MainActivity.java中，导入需要的类和包：

import android.app.PendingIntent;
import android.content.BroadcastReceiver;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.content.IntentFilter;
import android.hardware.usb.UsbDevice;
import android.hardware.usb.UsbDeviceConnection;
import android.hardware.usb.UsbManager;
import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.util.Log;

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;

接下来，在MainActivity类中添加以下成员变量：

private static final String TAG = "USB_COMMUNICATION";

private static final String ACTION_USB_PERMISSION = "com.example.usbcommunication.USB_PERMISSION";
private UsbManager usbManager;
private UsbDevice device;
private UsbDeviceConnection connection;

private PendingIntent permissionIntent;
private boolean permissionGranted = false;

private BroadcastReceiver usbReceiver = new BroadcastReceiver() {
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        String action = intent.getAction();
        if (ACTION_USB_PERMISSION.equals(action)) {
            synchronized (this) {
                UsbDevice usbDevice = intent.getParcelableExtra(UsbManager.EXTRA_DEVICE);
                if (intent.getBooleanExtra(UsbManager.EXTRA_PERMISSION_GRANTED, false)) {
                    if (usbDevice != null) {
                        // 用户已授权访问USB设备
                        connectUsbDevice(usbDevice);
                    }
                } else {
                    Log.d(TAG, "用户未授权访问USB设备");
                }
            }
        }
    }
};

在onCreate方法中，初始化USB管理器（UsbManager）和权限请求的广播接收器，并注册广播接收器：

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);

    usbManager = (UsbManager) getSystemService(Context.USB_SERVICE);
    permissionIntent = PendingIntent.getBroadcast(this, 0, new Intent(ACTION_USB_PERMISSION), 0);
    IntentFilter filter = new IntentFilter(ACTION_USB_PERMISSION);
    registerReceiver(usbReceiver, filter);
}

在onResume方法中，获取已连接的USB设备列表，并向用户请求访问权限：

@Override
protected void onResume() {
    super.onResume();

    // 获取已连接的USB设备列表
    HashMap<String, UsbDevice> deviceList = usbManager.getDeviceList();
    Iterator<UsbDevice> deviceIterator = deviceList.values().iterator();
    if (deviceIterator.hasNext()) {
        device = deviceIterator.next();
        usbManager.requestPermission(device, permissionIntent);
    } else {
        Log.d(TAG, "没有找到已连接的USB设备");
    }
}

在connectUsbDevice方法中，打开设备连接，并可以进行USB通信操作：

private void connectUsbDevice(UsbDevice usbDevice) {
    if (usbDevice == null) {
        return;
    }

    connection = usbManager.openDevice(usbDevice);
    if (connection != null) {
        // 在此处执行USB通信操作
        Log.d(TAG, "USB设备已连接");
    } else {
        Log.d(TAG, "无法打开USB设备连接");
    }
}

最后，在onPause方法中，关闭设备连接：

@Override
protected void onPause() {
    super.onPause();
    if (connection != null) {
        connection.close();
    }
}

总结

本文介绍了如何在Android应用程序中实现USB通信。我们首先在AndroidManifest.xml文件中添加了所需的USB权限和特性声明。然后，在MainActivity.java中编写了USB通信代码，包括初始化USB管理器、请求权限、打开设备连接等操作。最后，我们还需要适当地处理USB设备连接和断开的情况。

请注意，本文仅提供了一个简化的示例，实际的USB通信实现可能需要更多的错误处理和异常情况的检查。完成连接后，您可以通过connection对象进行实际的USB通信操作，例如读取或写入数据。