Android基于wifi的无线HID设备实现
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Android基于wifi的无线HID设备实现相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
2016.06.28更新
现在我将android端作为client，pc端作为server端。目的就是为了让android端能够更加灵活地链接pc端。主要修改如下：
1. 修改整体架构，将pc端作为server端，android端作为client端。 pc端一直在监听来自android端的消息，如果android端有链接请求则建立请求； 如果android端断开链接则pc端继续监听，直到有链接消息。
2. 增加服务自动发现机制，pc端只需要运行程序即可，android端也只需要 打开app，然后app会通过UDP的224.0.0.1地址进行组播查找服务，如果找到 服务，则向服务器发起链接。
3. 修改音量键对应的键值，音量下键对应方向键下键，音量上键对应方向键上键。
详细的代码可以查看我的开源项目主页：https://github.com/CreateChance/WirelessHid
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偶然间突发奇想，想到能不能让我们的在我们的手机设备上滑动触摸屏进而控制pc上的鼠标移动，也就说把我们的android设备当成是pc设备的触摸板呢？要想实现这个目标，首先要想一想android设备和pc设备之间的通讯基础是什么？这个通讯技术必须是android和pc同时支持的，目前看来也就是wifi，蓝牙。首先说一下蓝牙，蓝牙是一个提供个人局域网的安全无线电通讯技术，相对于wifi而言，蓝牙的功耗相对较低，尤其是BLE技术使得蓝牙的功耗可以和zigbee媲美了，并且android也支持了基于蓝牙的socket操作。但是pc上的java部分对于蓝牙的socket支持就不是很好了，实现起来比较麻烦。但是wifi虽然功耗相对蓝牙而言比较高了点，但是实现起来非常容易，就是socket就好了！所以在第一版本中，可以先使用wifi作为传输技术。
解决了传输技术之后，还需要解决的是都有哪些数据类型，怎么传递数据，使用什么样的协议的问题。这些问题很关键，这涉及到以后的程序可扩展性问题，如果这部分欠缺考虑的话，那么后期的修改和扩展将是一个灾难。进过仔细考量之后，决定采用google的protobuf来封装所有的数据，因为protobuf灵活，小巧，高效，正好就是我要的。
进过了几天的业余时间开发，终于出来了一个可以运行展示的初级版本，这个版本可以满足基本的需求。目前我已经将这个代码开源出来了，项目地址是github：https://github.com/CreateChance/WirelessHid
UI的设计
我要做的就是使用手机实现一个touchpad和keyboard，这就决定了UI的设计必须符合我们日常见到的实体touchpad和keyboard的样式。进过设计之后，touchpad部分设计为一个fragment，它的布局如下：
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:orientation="vertical" >
<LinearLayout
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="0dp"
android:layout_weight="1"
android:orientation="horizontal" >
<LinearLayout
android:id="@+id/speed_control"
android:layout_width="65dip"
android:layout_height="match_parent"
android:orientation="vertical" >
<ToggleButton
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="0dp"
android:layout_weight="1"
android:textOn="@string/speed_slow"
android:textOff="@string/speed_slow"
android:tag="1" />
<ToggleButton
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="0dp"
android:layout_weight="1"
android:textOn="@string/speed_medium"
android:textOff="@string/speed_medium"
android:tag="3" />
<ToggleButton
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="0dp"
android:layout_weight="1"
android:textOn="@string/speed_fast"
android:textOff="@string/speed_fast"
android:tag="5" />
</LinearLayout>
<View
android:id="@+id/touchpad"
android:layout_width="0dp"
android:layout_height="match_parent"
android:layout_weight="1" />
<View
android:id="@+id/scrollzone"
android:layout_width="65dip"
android:layout_height="match_parent"
android:background="#2b2b2b" />
<LinearLayout
android:id="@+id/scroll_speed_control"
android:layout_width="65dip"
android:layout_height="match_parent"
android:orientation="vertical" >
<ToggleButton
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="0dp"
android:layout_weight="1"
android:textOn="@string/speed_slow"
android:textOff="@string/speed_slow"
android:tag="1" />
<ToggleButton
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="0dp"
android:layout_weight="1"
android:textOn="@string/speed_medium"
android:textOff="@string/speed_medium"
android:tag="3" />
<ToggleButton
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="0dp"
android:layout_weight="1"
android:textOn="@string/speed_fast"
android:textOff="@string/speed_fast"
android:tag="5" />
</LinearLayout>
</LinearLayout>
<LinearLayout
android:id="@+id/buttons"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="65dip"
android:orientation="horizontal" >
<Button
android:layout_width="0dp"
android:layout_height="match_parent"
android:layout_weight="1"
android:tag="0"
android:text="left"
android:id="@+id/left_button" />
<Button
android:layout_width="0dp"
android:layout_height="match_parent"
android:layout_weight="1"
android:tag="1" />
<Button
android:layout_width="0dp"
android:layout_height="match_parent"
android:layout_weight="1"
android:tag="2"
android:id="@+id/right_button"
android:text="right" />
</LinearLayout>
</LinearLayout>运行时的效果如下：
键盘的布局就比较复杂了，这部分也是一个fragment，整体布局如下：
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:orientation="vertical" >
<LinearLayout
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:orientation="horizontal" >
<TextView
android:id="@+id/led_numlock"
android:text="@string/led_numlock"
android:background="@color/led_off"
style="@style/keyboard_led" />
<TextView
android:id="@+id/led_capslock"
android:text="@string/led_capslock"
android:background="@color/led_off"
style="@style/keyboard_led" />
<TextView
android:id="@+id/led_scrolllock"
android:text="@string/led_scrolllock"
android:background="@color/led_off"
style="@style/keyboard_led" />
</LinearLayout>
<LinearLayout
android:id="@+id/keyboard"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:orientation="vertical" >
</LinearLayout>
</LinearLayout>这个布局中首先放上3个textview在一个LinearLayout这三个textview充当真实键盘上的3个led灯：num lock, caps lock, scroll lock。然后就是一个存放实际keyboard布局的LinearLayout容器，这么做的目的是这样的：因为手机的屏幕很小，想要放下一个标准键盘上的所有的按键肯定是不行的，因此需要将键盘分区，然后分别展示，这里的这个容器就是用来存放不同分区，不同布局的键盘部分。目前我把键盘分成了2个部分：主键盘部分，导航部分加上数字部分。其中主键盘部分是我们最常使用的部分，这部分包含了26个字母，0~9数字（字母上排），12个功能键等，导航部分就是上下左右键盘，上页下页部分等，数字部分就是数字小键盘和一些控制按键，我把导航键和数字键合并在一起了，这两部分的布局如下：
主键盘部分：
<Keyboard>
<Layout>
<Key keyLabel="Esc" keyCode="27"/>
<Key keyLabel="F1" keyCode="112"/>
<Key keyLabel="F2" keyCode="113"/>
<Key keyLabel="F3" keyCode="114"/>
<Key keyLabel="F4" keyCode="115"/>
<Key keyLabel="F5" keyCode="116"/>
<Key keyLabel="F6" keyCode="117"/>
<Key keyLabel="F7" keyCode="118"/>
<Key keyLabel="F8" keyCode="119"/>
<Key keyLabel="F9" keyCode="120"/>
<Key keyLabel="F10" keyCode="121"/>
<Key keyLabel="F11" keyCode="122"/>
<Key keyLabel="F12" keyCode="123"/>
<Key keyLabel="Del" keyCode="127"/>
</Layout>
<Layout>
<Key keyLabel="'" shiftLabel="~" keyCode="192"/>
<Key keyLabel="1" shiftLabel="!" keyCode="49"/>
<Key keyLabel="2" shiftLabel="\\@" keyCode="50"/>
<Key keyLabel="3" shiftLabel="\\#" keyCode="51"/>
<Key keyLabel="4" shiftLabel="$" keyCode="52"/>
<Key keyLabel="5" shiftLabel="%" keyCode="53"/>
<Key keyLabel="6" shiftLabel="^" keyCode="54"/>
<Key keyLabel="7" shiftLabel="&" keyCode="55"/>
<Key keyLabel="8" shiftLabel="*" keyCode="56"/>
<Key keyLabel="9" shiftLabel="(" keyCode="57"/>
<Key keyLabel="0" shiftLabel=")" keyCode="48"/>
<Key keyLabel="-" shiftLabel="_" keyCode="45"/>
<Key keyLabel="=" shiftLabel="+" keyCode="61"/>
<Key keyLabel="Backspace ←" keyCode="8" weight="1.5"/>
</Layout>
<Layout>
<Key keyLabel="Tab ↹" keyCode="9" weight="1.5"/>
<Key keyLabel="Q" keyCode="81"/>
<Key keyLabel="W" keyCode="87"/>
<Key keyLabel="E" keyCode="69"/>
<Key keyLabel="R" keyCode="82"/>
<Key keyLabel="T" keyCode="84"/>
<Key keyLabel="Y" keyCode="89"/>
<Key keyLabel="U" keyCode="85"/>
<Key keyLabel="I" keyCode="73"/>
<Key keyLabel="O" keyCode="79"/>
<Key keyLabel="P" keyCode="80"/>
<Key keyLabel="[" keyCode="91" shiftLabel=""/>
<Key keyLabel="]" keyCode="93" shiftLabel=""/>
<Key keyLabel="\\\\" keyCode="92" shiftLabel="|"/>
</Layout>
<Layout>
<Key keyLabel="Caps Lock" keyCode="20" weight="1.5"/>
<Key keyLabel="A" keyCode="65"/>
<Key keyLabel="S" keyCode="83"/>
<Key keyLabel="D" keyCode="68"/>
<Key keyLabel="F" keyCode="70"/>
<Key keyLabel="G" keyCode="71"/>
<Key keyLabel="H" keyCode="72"/>
<Key keyLabel="J" keyCode="74"/>
<Key keyLabel="K" keyCode="75"/>
<Key keyLabel="L" keyCode="76"/>
<Key keyLabel=";" keyCode="59" shiftLabel=":"/>
<Key keyLabel="'" keyCode="44" shiftLabel="""/>
<Key keyLabel="Enter ↵" keyCode="10" weight="3.0"/>
</Layout>
<Layout>
<Key keyLabel="Shift ⇧" keyCode="16" keyFunc="Shift" weight="1.5"/>
<Key keyLabel="Z" keyCode="90"/>
<Key keyLabel="X" keyCode="88"/>
<Key keyLabel="C" keyCode="67"/>
<Key keyLabel="V" keyCode="86"/>
<Key keyLabel="B" keyCode="66"/>
<Key keyLabel="N" keyCode="78"/>
<Key keyLabel="M" keyCode="77"/>
<Key keyLabel="," keyCode="44" shiftLabel="<"/>
<Key keyLabel="." keyCode="46" shiftLabel=">"/>
<Key keyLabel="/" keyCode="47" shiftLabel="\\?"/>
<Key keyLabel="Shift ⇧" keyCode="16" keyFunc="Shift" weight="1.5"/>
</Layout>
<Layout>
<Key keyLabel="Ctrl" keyCode="17" weight="1.5"/>
<Key keyLabel="Win" keyCode="524"/>
<Key keyLabel="Alt" keyCode="18"/>
<Key keyLabel=" " keyCode="32" weight="10.0"/>
<Key keyLabel="Alt" keyCode="18"/>
<Key keyLabel="Win" keyCode="524"/>
<Key keyLabel="Menu" keyCode="93"/>
<Key keyLabel="Ctrl" keyCode="17" weight="1.5"/>
</Layout>
</Keyboard>导航键部分：
<Keyboard>
<Layout>
<Key keyLabel="Print\\nScreen" keyCode="154"/>
<Key keyLabel="Scroll\\nLock" keyCode="145"/>
<Key keyLabel="Pause\\nBreak" keyCode="19"/>
</Layout>
<Layout>
<Key keyLabel="Insert" keyCode="155"/>
<Key keyLabel="Home" keyCode="36"/>
<Key keyLabel="Page Up" keyCode="33"/>
</Layout>
<Layout>
<Key keyLabel="Delete" keyCode="127"/>
<Key keyLabel="End" keyCode="35"/>
<Key keyLabel="Page Down" keyCode="34"/>
</Layout>
<Layout>
<Key visible="false"/>
<Key keyLabel="↑" keyCode="38"/>
<Key visible="false"/>
</Layout>
<Layout>
<Key keyLabel="←" keyCode="37"/>
<Key keyLabel="↓" keyCode="40"/>
<Key keyLabel="→" keyCode="39"/>
</Layout>
</Keyboard>数字键部分：
<Keyboard>
<Layout>
<Key keyLabel="Num\\nLock" keyCode="144"/>
<Key keyLabel="/" keyCode="111"/>
<Key keyLabel="*" keyCode="106"/>
<Key keyLabel="-" keyCode="45"/>
</Layout>
<Layout>
<Key keyLabel="7\\nHome" keyCode="0103"/>
<Key keyLabel="8 ↑" keyCode="104"/>
<Key keyLabel="9\\nPgUp" keyCode="105"/>
<Key keyLabel="+" keyCode="521"/>
</Layout>
<Layout>
<Key keyLabel="4\\n←" keyCode="100"/>
<Key keyLabel="5" keyCode="101"/>
<Key keyLabel="6\\n→" keyCode="102"/>
<Key visible="false"/>
</Layout>
<Layout>
<Key keyLabel="1\\nEnd" keyCode="97"/>
<Key keyLabel="2 ↓" keyCode="98"/>
<Key keyLabel="3\\nPgDn" keyCode="99"/>
<Key visible="false"/>
</Layout>
<Layout>
<Key keyLabel="0\\nIns" keyCode="96" weight="2.0"/>
<Key keyLabel=".\\nDel" keyCode="110"/>
<Key keyLabel="Enter" keyCode="10"/>
</Layout>
</Keyboard>这里的布局需要说明一下，这里我使用了layout标签表明，然后使用XmlResourceParser类来解析这个里面的内容，最后再添加到布局中去。下面贴出两张键盘的运行效果图：
主键盘：
从键盘（导航键和数字键）：
代码设计
Server端
Server整体代码就是一个app，内容不是很复杂，这里我只陈述我的代码功能和必要的代码片段，详细代码内容有限于篇幅就不贴出来了，可以查看我的github项目主页（https://github.com/CreateChance/WirelessHid）上的开源代码。
代码的基本分布如下：
各个类的作用如下：
MainActivity
这是主界面类，基本就是MouseFragment的容器，另外就是监听用户点击回退事件，如果用户在1.5s之内连续点击两次回退就退出app，基本逻辑比较简单。
WirelessHidService
这是整个app的服务，这个服务是实际将数据发送出去的地方，主要就是通过looper和handler的方式将消息队列中的数据发送出去。发送部分的逻辑：
一个looper线程
private class DataSendThread extends Thread
private OutputStream os = null;
@Override
public void run()
super.run();
Looper.prepare();
try
Log.d(TAG, "I'm waiting for connecting.");
mServerSocket = new ServerSocket(Constant.HID_TCP_PORT);
mServerSocket.setReuseAddress(true);
mSocket = mServerSocket.accept();
os = mSocket.getOutputStream();
Toast.makeText(getApplicationContext(), "Client connected!",
Toast.LENGTH_SHORT).show();
Log.d(TAG, "client connected!");
catch (IOException e)
e.printStackTrace();
return;
mDataSendHandler = new Handler()
@Override
public void handleMessage(Message msg)
super.handleMessage(msg);
// send data here.
try
((WirelessHidProto.HidData)msg.obj).writeDelimitedTo(os);
catch (IOException e)
Log.d(TAG, "IOException, close all resource.");
mDataSendHandler = null;
if (mListener != null)
mListener.onHandlerChanged(mDataSendHandler);
this.getLooper().quit();
sendBroadcast(new Intent(ACTION_RESET_CONNECTION));
finally
try
mServerSocket.close();
catch (IOException e)
e.printStackTrace();
;
if (mListener != null)
mListener.onHandlerChanged(mDataSendHandler);
Looper.loop();
界面Fragment使用Handler和server交互，fragment需要实现server的DataHandlerListener接口，当Handler变化的时候通知Fragment，以便Fragment拿到最新的对象引用：
需要实现的接口
public interface DataHandlerListener
void onHandlerChanged(Handler handler);
设置listener的接口：
public void setListener(DataHandlerListener listener)
this.mListener = listener;
fragment也可以主动获取：
public Handler getDataSendHandler()
return this.mDataSendHandler;
这里的发送使用的就是protobuf的序列化接口，关于这个接口的描述这里就不详述，可以参考google protobuf的java部分的编程指导：
https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/javatutorial
MouseFragment
这个类是fragment类，主要是嵌套在MainActivity类中，主要逻辑功能如下：
1. 捕获用户触摸屏移动，点击事件
@Override
public boolean onTouch(View v, MotionEvent event)
switch (event.getAction())
case MotionEvent.ACTION_DOWN:
//single and double click handle here.
mPrevX = (int) event.getX();
mPrevY = (int) event.getY();
time = new Date().getTime();
break;
case MotionEvent.ACTION_UP:
if (new Date().getTime() - time < mDoubleClickTimeThreshold)
if ((int) event.getX() - mPrevX < mDoubleClickPosThreshold
&& (int) event.getY() - mPrevY < mDoubleClickPosThreshold)
mouseClickPress(Constant.MOUSE_BUTTON_LEFT);
mouseClickRelease(Constant.MOUSE_BUTTON_LEFT);
case MotionEvent.ACTION_MOVE:
以上是关于Android基于wifi的无线HID设备实现的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
基于lora及wifi无线通信的无线PLC在物联网远程IO控制场合中的应用