Android通过JNI实现与C语言的串口通讯操作蓝牙硬件模块

Posted 2020-09-15 yutingliuyl

一直想写一份技术文档，但因为自感能力有限而无从下笔，近期做了个关于android平台下实现与C语言的通讯来操作蓝牙模块的项目，中间碰到了很多问题，也在网上查了很多资料，在完毕主要功能后。也有一些人在网上问我一些问题。这里写下这篇文档算是一个阶段性的总结。

假设反响好。兴许将会发上Android Stub与新版Android HAL的学习文档。

因为蓝牙模块是串口通讯机制。使用C语言来訪问，而Android的应用层採用Java。无法直接操作硬件。故使用JNI的技术实现主要功能。Android的JNI应该属于Android HAL的一部分，因为Android的HAL机制眼下还没全然摸索透，所以这里的程序架构算是老版本号的HAL机制。程序架构例如以下图。

一、 什么是JNI？

JNI是Java Native Interface的缩写，中文为JAVA本地调用。从Java1.1開始，Java Native Interface(JNI)标准成为java平台的一部分，它同意Java代码和其它语言写的代码进行交互。

JNI一開始是为了本地已编译语言。尤其是C和C++而设计的，可是它并最好还是碍你使用其它语言，仅仅要调用约定受支持就能够了。（以上内容摘自百度百科）

二、 怎样使用JNI？

1、在使用JNI之前，你要确保你的电脑中安装下面软件环境：

Android SDK ：版本号与你硬件測试环境版本号同样，在Google的Android官网下载

Android NDK ：用于编译C文件为.so的共享库。假设你是在Linux下进行开发而又具有Android的全然SDK，则不须要

Cygwin ：用于编译C文件

Android 开发环境 ：android开发环境的配置网上一大堆，这里不再赘述

2、程序中因为仅仅用到Java调C，而不须要C调Java，所以在应用层调C的函数非常easy，仅仅须要在一个方法前增加nativekeyword（native的方法不能有方法体），然后将编译的共享库导入就可以。

例如以下：

public class BluetoothJNI {

static{

System.loadLibrary("jni");

}

public native static int bluetoothOn(String strAT);

public native static void bluetoothOff(String strAT);

public native static String readSerial();

public native static void write(String strAT);

}

 

3、Eclipse在保存project后，会自己主动把Java文件编译为class文件。我们使用javah命令把class文件编译成C头文件。例如以下：

 

运行此命令后将会在project的bin文件夹下生成一个.h的C头文件。

头文件里会生成相应Java native方法的函数声明。

新建一个与头文件同名的C文件并实现全部函数。

 

4、因为Android的底层是基于Linux内核。所以一些Windows下的系统函数不可用。Linux下的串口通讯文章网上有非常多，此处代码繁多，就不贴出来了。。我们在C文件里引入jni.h与刚生成的头文件以确保JNI能调用。注意：整个程序的核心部分便是在此处，C语言与蓝牙模块的串口通讯处，我在此处碰到的问题也是最多的。

三、编译C文件

1、在Android-ndk-r5b\samples\下新建文件夹Bluetooth\jni，将C文件与头文件复制过来，新建Makefile。

例如以下：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

 

include $(CLEAR_VARS)

 

LOCAL_C_INCLUDES := $(JNI_H_INCLUDE)

LOCAL_LDLIBS := -lm -llog

 

LOCAL_MODULE    := jni

LOCAL_SRC_FILES := com_android_semisky_bluetooth_util_BluetoothJNI.c

 

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

2、打开Cygwin bash shell，进入Bluetooth文件夹。运行ndk-build进行编译。

 

3、将libs/armeabi下生成的libjni.so文件拷入到Androidproject的libs/armeabi文件夹下。安装apk到开发板。运行程序。

四、可能出现的问题

1、串口读写权限的问题

网上的方法是在Java中获取su账号来改权限或者在init.rc中加入命令来改动权限最后编译成img烧录进开发板。而这两种方法我都没成功，最后没办法在dos下运行shell命令来改动

2、C文件的串口读写问题

我不知道是我的程序有问题还是蓝牙模块的问题，在蓝牙模块返回数据稍大的时候。会出现数据有时返回有时不返回的情况。

3、乱码问题

蓝牙返回的数据时而出现乱码，未解决。

4、串口号的问题

假设你open的时候返回的fd小于1，确保你的开发板串口号是否正确。协议是否正确，权限是否改动。

5、最大大大的问题

读取串口代码段的算法问题，优化问题，不然数据会返回不正常。