usb win android 通信安卓usb协议

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mob64ca14010a69 2023-10-07 21:18:46

文章标签 usb win android 通信 android Android API 文章分类 Android 移动开发

USB的ADB/AOA协议（一种是ADB模式，一种是AOA模式）。AOA协议是Google公司推出的用于实现Android设备与外围设备之间USB通信的协议。

ADK中与USB配件模式相关的两个类是UsbManager和UsbAccessory。

> USB
Android实战技巧之四十九：Usb通信之USB Host-
Android手机通过USB接口与外设通信研究（附原理分析及方案选型）-
提供了Arduino等其他设备USB串口的安卓端硬件驱动代码Github: https://github.com/mik3y/usb-serial-for-android （LGPL licence）
Android开发之USB数据通信-
Android实战技巧之四十九：Usb通信之USB Host-

-- CarLife App
CarLife安卓手机的连接模式有两种，一种是ADB模式，一种是AOA模式。USB连接：AOA连接和ADB连接协议 Android。
针对安卓5.0以上的手机系统与车机连接，务必采用AOA连接方式才可通过百度侧认证。
- 2017年10月，我们已更新<Baidu CarLife Integration Specification v2.1.0>，文档中仅保留了AOA连接方式。
-紧接着通知相关存在连接问题的车企／供应商，进行问题排查，并通知进行AOA连接方式整改。
- 2018年6月底，百度明确验收文档提出针对安卓5.0以上的手机系统连接，必须要使用AOA连接方式。

-- Android 开放配件 (AOA)调试-
车载导航的开发中，有可能需要开发支持Android CarLife或者Android Weblink等功能，而这些功能需要使用AOA协议的支持。

USB 的 AOA协议的主机模式和主机模式基于AOA协议实现Android设备的USB通信

主机模式和配件模式在Android 3.1（API level 12）及更高的平台中直接支持。配件模式作为一个附加库也被Android 2.3.4（API level 10）支持。设备厂商可以选择是否在设备的Linux系统镜像中包含附加库。对主机和配件模式的支持最终取决于设备的硬件，而不是Android平台的等级（软件）。

1 主机模式
主机模式是指Android设备充当USB主机并为总线供电。此模式下，Android设备需支持USB主机功能或OTG功能，此时Android设备的USB主机称为USB嵌入式主机EH（Embedded Host）[2]。与PC上的USB主机相比，EH设备可能无法为连接到其总线上的未识别外围设备加载驱动程序，因此它们对其目标外围设备列表TPL（Target Peripheral List）进行了定义[3]。这些外围USB设备大部分为HID设备（Human Interface Device）、BOMS设备（Bulk Only Mass Storage，如U盘）和CDC设备（Comm-
unication Device Class，USB通信设备类，如打印机），其驱动程序已存在于Android平台的系统中（Linux Kernel），因此Android设备可以与其直接通信。

2 配件模式
配件模式是指Android设备充当USB从机，外部设备充当主机并为总线供电。此模式下，外部USB设备称为Android配件。该模式为不具备主机功能的Android设备提供与USB设备交互的能力。Android设备和Android配件都必须支持AOA协议。不支持AOA协议的设备可以通过Android配件开发板（ADK板）与Android设备连接，成为Android设备的间接配件。
基于AOA协议的Android设备USB通信方案即采用配件模式。

-- Android配件、ADK及AOA协议
Android配件是指遵循AOA协议的硬件，是Android配件模式中的概念。从硬件角度讲，Android配件具有实现USB EH功能和AOA协议的微处理器以及包括USB接口在内的输入/输出接口。Android配件必须与Android平台一起工作。
ADK是开发Android配件的参考开发包，该开发包基于Arduino公司的开源电子成型平台[4]。ADK开发包包括Android配件硬件设计文档、Android配件固件源码、Android设备程序源码。

-- Android Open Accessory protocol(AOA)
AOA 2.0版新增了两项功能：音频输出（从Android设备输出到配件），并支持Android设备的配件作为一个或多个人机接口设备（HID）。提供给Android应用程序开发人员的Android SDK的API保持不变。原AOA协议提供了一个Android应用程序通过USB与USB主机（配件）直接进行通信的支持。 AOA 2.0保留了该支持，但增加了新的功能，让配件与Android操作系统本身通信（特别是音频输入系统）。 AOA 2.0的设计使得它可以构建一个配件，也使得除了原有的功能集外新的音频和/或HID的支持得到使用。

AOA协议是Google公司推出的用于实现Android设备与外围设备之间USB通信的协议。该协议拓展了Android设备USB接口的功能，为基于Android系统的智能设备应用于数据采集和设备控制领域提供了条件。
Android系统下USB通信的两种模式，USB配件模式下基于AOA协议实现Android手机控制步进电机：
2011年Google推出Android开放配件协议AOA（Android Open Accessory Protocol）及配件开发工具包ADK（Accessory Development Kit）提供了Android设备与Android配件通过USB或蓝牙进行通信的API，为基于Android系统的智能设备控制外设提供了条件。利用Android，系统可以连接从家用电器到重型机械、机器人等多种设备。

AOA协议是Android设备与Android配件之间进行USB通信需遵循的连接协议，该协议规定了Android配件如何检测Android设备并与其建立通信。AOA协议规定配件需具备以下4项功能：
（1）侦听自身的USB接口，等待与其连接的Android设备。
（2）检测Android设备是否支持AOA协议。
（3）如果需要，启动Android设备的USB配件模式。
（4）与Android设备建立USB通信。

-- ADK中与USB配件模式相关的两个类是UsbManager和UsbAccessory。UsbManager用于枚举连接的USB配件并与其通信，UsbAccessory代表Android配件并包含获取配件描述信息的方法。

采用的ADK板是由英国飞特蒂亚FTDI（Future Technology Devices International Ltd.）公司生产的Android平台USB主控模块（USB Android Host Module）[7]，型号为UMFT311EV，于2012年7月31日推出。UMFT311EV板具有USB主控功能和USB接口桥接功能，其特性如下：
（1）采用USB Android主控芯片FT311D，单芯片内集成USB协议。
（2）兼容USB 2.0全速模式（最大传输速率12 Mb/s，即1.5 MB/s，最大输出电流500 mA）。
（3）6种接口类型，即GPIO（7路）、UART、PWM（4路）、I2C Master、SPI Master、SPI Slave。
（4）6种接口只能单一工作，通过跳线帽和3个接口类型选择引脚选择接口类型。
UMFT311EV板支持AOA协议，作为Android配件无需用户做配件端的开发，而且为Android设备端的程序开发提供Java驱动包。因此采用UMFT311EV板能够实现Android手机、平板与其他设备的通信，进行设备控制和数据采集，并能与现有系统快速集成，降低开发难度和开发时间。
在此，以Android手机小米MI2和步进电机28BYJ48为例，通过UMFT311EV板的4路GPIO口实现Android手机USB控制步进电机。

-- USB通信的几种方式及使用场景-
将Android USB通信分为主机模式（Host Mode）和配件模式（Accessory Mode）[1]两种模式。
自Android3.1（API Level 12）版本开始，Android系统直接支持USB主机模式和从机模式，同时为能够使更广泛的设备支持USB从机模式，Google官方还提供了相应的开发库向后兼容至Android2.3.4（API Level 10）版本。至于在之前的Android版本没有直接提供USB通信支持时，我们只能使用ADB的方式来实现Android设备与其他的设备通过USB线进行通信（Android设备只能以从机的方式接入，因为之前的Android设备都不支持OTG），而这也是到目前为止Android设备与PC通过USB线进行通信的唯一方式（常见的案例有豌豆荚、360手机助手等）。采用的ADK板是由英国飞特蒂亚FTDI（Future Technology Devices International Ltd.）公司生产的Android平台USB主控模块（USB Android Host Module）[7]，型号为UMFT311EV，于2012年7月31日推出。
以上关于Android设备支持USB主机模式和从机模式的支持方式只是软支持，另外还须有硬件支持，并且硬件对两种模式的支持具有决定性。

-- Android usb学习笔记:Android AOA协议设备端流程总结-
Android通过AOA协议与嵌入式设备通信的流程就已经分析完了，在设备端我们借助了libusb库，通过其api操作usb，将手机设置为accessory模式，然后通过libusb读写数据，在Android手机端监听accessory事件，同时查询本地accessory列表，一旦拿到accessory引用，就可以获取读写流，同时Android 端最好将accessory的相关处理放在单独进程的服务中处理，防止应用闪退导致usb资源无法释放，在此连接无法成功的问题。
wifi稳定性的限制。项目采用了Android手机与嵌入式设备通过usb直接连接的方式进行通信。其中Android的usb层使用了Android自身的AOA模式，嵌入式端借助libusb库与Android端通信。在应用层简单实现了一个tcp连接，最终可以抽象为双方socket端口与端口间的通信过程。

-- USB，AOA开源项目
libusb项目链接 https://github.com/libusb/libusb.git
设备aoa模式参考项目链接 GitHub - timotto/AOA-Proxy: Android Open Accessory USB&Bluetooth <-> HTTP Proxy.git
将运行Linux机器转变为Android配件- https://github.com/gibsson/linux-adk

> ADK中与USB配件模式相关的两个类是UsbManager和UsbAccessory。UsbManager用于枚举连接的USB配件并与其通信，UsbAccessory代表Android配件并包含获取配件描述信息的方法。

1. UsbAccessory中你需要小心的坑及解决方案-
1.系统不广播Usb连接事件（android.hardware.usb.action.USB_ACCESSORY_ATTACHED）
2.系统有时不广播Usb断开事件（android.hardware.usb.action.USB_ACCESSORY_DETACHED）
3.系统有时会异常缓存UsbAccessory，导致没连接上时App却可以获取到不可用的Accessory

-- linux里使用libusb库来模拟aoa协议来作为外设端。
Usb Accessory模式, 这个模式正常的使用方法是用来和专为Android设备设计的USB主机硬件通讯的.
USB Accessory有两种API可供选择, 第一种是android.hardware.usb包, 只能用在Android 3.1及之后的系统上, 不需要额外添加library, 第二种是com.android.future.usb包, 需要额外添加 Google APIs add-on library , 也就是谷歌服务, 但是可以运行在Android 2.3.4以及之后的系统上, 这里我们使用第一种来演示, 第二种可以去官方文档进行了解 .

使用UsbAccessary模式来与pc通信-
UsbAccessory demo下载- https://github.com/GavinAndre/UsbAccessoryDemo

UsbAccessory - https://github.com/LucianZala/linuxUsbAccessory

UsbAccessory - https://github.com/quandoo/android2android-accessory

2. UsbManager

public static final String ACTION_USB_ACCESSORY_ATTACHED =     "android.hardware.usb.action.USB_ACCESSORY_ATTACHED";
 public static final String ACTION_USB_ACCESSORY_DETACHED =   "android.hardware.usb.action.USB_ACCESSORY_DETACHED";
 public static final String ACTION_USB_DEVICE_ATTACHED = "android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_ATTACHED";
 public static final String ACTION_USB_DEVICE_DETACHED = "android.hardware.usb.action.USB_DEVICE_DETACHED";

- USB连接广播 Android
 public class UsbConnect {
     private final static String ACTION = "android.hardware.usb.action.USB_STATE";
     public void start(Context context) {
         IntentFilter filter = new IntentFilter();
         filter.addAction(ACTION);
         context.registerReceiver(usBroadcastReceiver, filter);
     }
     BroadcastReceiver usBroadcastReceiver = new BroadcastReceiver() {
         @Override
         public void onReceive(Context context, Intent intent) {
             String action = intent.getAction();
             Toast.makeText(context, "aciton =" + action, Toast.LENGTH_SHORT).show();
             if (action.equals(ACTION)) {
                 boolean connected = intent.getExtras().getBoolean("connected");
                 Toast.makeText(context, "aciton =" + connected, Toast.LENGTH_SHORT).show();
                 if (connected) {
  
                 } else {
  
                 }
             }
         }
     };
 }

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