安卓USB HOST开发之Android平板+OTG线+4口USB hub+4个HID设备

        首先解释一下此开发应用方案涉及到的几个术语。意思不弄明白，就不好往下玩了。

释义说明：

       USB host：USB主设备，可以从另外一个USB 从设备中取得数据，包括USB host控制器和USB host协议。有主就有从，host设备与USB device或USB slave从设备相对应。

       USB OTG：On The Go，正在进行中的意思，直接传输，就是可以从一个机器直接传到另一个机器中。直接的意思为用户不需要其他的辅助，比如软件驱动，硬件接口转换等。

       USB HUB：USB扩展/集线器，一种可以将一个USB接口扩展为多个（通常为4个），可以使这些接口同时使用的仪器。Android4.4系统的平板电脑如NEXUS 7不支持USB HUB。

     USB-HID：全称为Human Interface Device，能直接与人交互的设备，例如键盘、鼠标与游戏杆等，操作系统会自带HID设备的驱动程序。

要准备的硬件设备有：

         一、Android USB HOST开发一定要用真机测试，模拟器是做不到的。没有真机还是等等吧。不能在脑海里妄想程序的执行结果吧，开发也算科学实验，是实验就是要放到实际环境中不断的测试调试，俗话说把骡子或马拿出去溜溜才知道结果，没有真机就无法连接USB OTG和HID设备。

        二、需要USB OTG线和USB HUB（4口或7口的都行，有一种把OTG和HUB集成在一个板子上的USB HUB，有一个外接电源接口给耗电较大的设备辅助供电）

        三、主角是要读取数据的对象和来源—-HUB HID设备。

硬件拿到手了以后就要先摸清楚一些硬件的情况：

         一、关于Android平板：由于Android3.1（API12)以上才支持USB HOST模式，因此需要高系统版本的平板电脑，本方案用的是装Android5.0.1系统的Google亲儿子NEXUS 9。

由于众所周知的原因，国内是没有国行NEXUS卖的，这些要么是淘宝海淘代购，要么就是港行，这是题外话了。当然用其他的国产主流平板也可以。

支持OTG和识别到USB HUB连接到的设备。注意：并不需要把新平板ROOT。由于USB host开发主要用到的包有

android.hardware.usb.UsbConstants;
android.hardware.usb.UsbDevice;
android.hardware.usb.UsbDeviceConnection;
android.hardware.usb.UsbEndpoint;
android.hardware.usb.UsbInterface;
android.hardware.usb.UsbManager;
import android.hardware.usb.UsbRequest;

所以需要确认Android系统根目录下的权限文件有没有android.hardware.usb.host.xml文件和tablet_core_hardware.xml或者handheld_core_hardware.xml。如果是平板就是tablet配置文件，手机就是handheld配置文件。具体操作打开ES或RE文件浏览器、根目录、/system/etc/permissions。查看这两个文件。或者直接用cmd命令文件导入这两个文件，本文最后会留下cmd格式修复文件的下载地址。还有一款老外开发的APP（需要ROOT权限才能修改系统文件）专门用来检测手机或平板电脑是否支持USB HOST，本文后也将一同提供下载链接。

     二、关于USB HID设备：要获得设备的信息，兵法上说知己知彼百战不殆，开发如战场，要了解开发对象的身子骨怎么样，有几斤几两。摸清楚底，做到心中有数。具体要获取的参数包括：USB 厂商ID、产品ID、有几个接口、接口号多少、几号接口的读端点号、写端点号、读端点地址、写端点地址、底层通信协议等。可以把USB设备连接到电脑上，通过查看设备管理器的设备属性、详细信息、属性、硬件ID，看下面的值是多少获得VID和PID。也可以用Bus Hound软件查看更多详细信息，或者在安卓手机或平板上安装一个专门看USB device info的APP。

   三、关于USB HUB设备： 平板+OTG线+USB Hub+多个设备方案中的多个设备都是由一个平板来供电的，一个平板电脑可能不足以同时驱动如此之多的外设。但是这次要用的4个HID设备都是自带锂电池的，可以自己供电。不存在供电不足的问题。请确认你的HID设备是否自带电池，如果没有考虑给HUB外接电源。

注意：HID设备不需要用户自己写驱动程序。Android系统内部已自带这种设备类型的驱动。以前就因为驱动的问题就把安卓的USB开发搁置下来了，实在不了解驱动开发。

必要的查看调试日志设置：安卓平板或手机只有一个microUSB接口，用这唯一的USB接口连接了USB设备后，那开发过程中的日志怎么看呢？为此Google搞了一个开发电脑通过wifi网络连接平板的方式。怎么实现呢？

首先，把SDK路径加入系统环境变量中。

平板或手机用一根microUSB线连接上开发电脑，等连接成功后拔掉usb连接线，接上otg线。

命令行输入：adb tcpip 5037         注：5037为端口，只要是未被占用的都可以。

命令行回复：restarting in TCP mode port: 5037

命令行输入：adb connect 192.168.1.120:5037

命令行回复：connected to 192.168.1.120:5037

收到已连接的回复后，说明连接建立成功，就可以回Eclipse或AS看程序运行的日志了。

一定要看日志，这就等于获得了开发程序的眼睛，不能像个瞎子一样乱试乱撞。找到错误的原因，发现程序运行的机理就靠它啦！这一步很重要！。

     这些前提条件都准备好了，那就真正开始吧。

关键代码片段：

UsbInterface usbInterface = mUsbDevice.getInterface(0);
mInterface = usbInterface;  
epIn = mInterface.getEndpoint(0);  //读数据节点
epOut = mInterface.getEndpoint(1); //写数据节点
UsbDeviceConnection connection = manager.openDevice(mUsbDevice);
connection.claimInterface(mInterface, true);
mDeviceConnection = connection;

由于是公司项目，涉及到知识产权保护，在此不便把全部源码贴上来。

网上关于Android USB HOST的资料，大都是连接一个HID设备的，不需要USB Hub。要连接多个设备的资料真的是少之又少，准确的说是一篇都没有找到过。

一开始甚至还怀疑过Android USB HOST能不能同时和多个HID设备通信，理论上USB接口可以通过USB Hub扩展到最多连接127个设备。理论和实际的差距在于，现实中由于各种原因包括USB Hub质量等最多支持同时连接5到6个应该可以实现。要通过Hub同时连接4个HID设备理论上是没有问题。有了信心以后，就可以继续前进了。

       选择传输方式：同步或异步。

异步会用到UsbRequest类。

思路一、同步用controlTransfer或bulkTransfer。即控制传输或批量传输。USB一共有4种传输方式，这里只用了同步的批量传输。

思路二、不要在AndroidManifest.xml清单文件你添加设备过滤器文件device_filter.xml。添加的效果是，每次接入设备操作系统都会自动打开应用程序，至于是打开应用程序的哪个页面，在于你的过滤器在清单文件里设置在哪个页面活动下面。一般最常见的是把过滤器<intent-filter>放在“.MainActivity”里，当然系统就会自动打开应用的主页。如果有若干个应用都设置了一样VID和PID的device_filter.xml，那么当接入这个设备时，就会弹出一个框让你选择打开哪个应用。

    注意：由于网上的资料一般都是讲接入一个USB-HID设备的，因此设置此设备过滤文件是恰当的。但是这里要连接最多4个设备，如果也添加设备过滤功能，那么每接入一次USB设备，系统就打开一次应用，接入四次后系统打开了4个相同的应用界面。这样导致用户使用体验严重降低，至少要按返回键4次才能结束所有应用。所以这里就不要在清单文件里添加设备过滤文件了。而是在程序里动态的去判断设备VID和PID是否和我们要访问的设备一致。