1. 串口通信开发环境搭建

串口通信主要用于嵌入式设备的信息交互，一般涉及到硬件都使用c、c++等较底层语言，但java也有某种业务需求需要与嵌入式设备进行交互

java与嵌入式设备交互需要几个必要项：

• 串口通信设备(433天线+USB接口+无线传输模块)
• java的串口设备驱动包(.dll)
• java的开发jar(RXTXComm)

① 我测试的串口通信设备：

② jar和驱动下载：https://www.aliyundrive.com/s/WhHZAQqC6MU

③ 环境配置

• 首先确定你安装的JDK的位数(我是64位)，安装相应位数的jar包。
• 将rxtxSerial.dll、rxtxParallel.dll复制到<JAVA_HOME>\jre\bin目录下
• 将RXTXcomm.jar复制到<JAVA_HOME>\jre\lib\ext目录下
• 开发时将RXTXcomm.jar导入到项目中

 2. RXTX的API概述

接口：

1. CommDriver可负载设备(the loadable device)：驱动程序接口的一部分
2. CommPortOwnershipListener：传递各种通讯端口的所有权事件
3. ParallelPortEventListener：传递并行端口事件
4. SerialPortEventListener：传递串行端口事件

类：

1. CommPort通讯端口：CommDriver可负载设备(the loadable device)驱动程序接口的一部分
2. CommPortOwershipListener：传递各种通讯端口的所有权事件
3. ParallelPortEventListener：传递并行端口事件
4. SerialPortEventListener：传递串行端口事件

SerialPortEvent异常类：

• NoSuchPortException：当驱动程序不能找到指定端口时抛出
• PortInUseException：当碰到指定端口正在使用中，端口占时抛出
• UnsupportedCommOperationException：驱动程序不允许指定操作时抛出

2.1 重要类的详细描述

1）CommPort类

    描述被底层系统支持的端口的抽象类。包含一些高层的IO控制方法，这些方法对于所有不同的通讯端口来说是通用的。SerialPort(串口)和ParallelPort(并口)都是他的子类

2）CommPortdentifier

    主要对串口进行管理和设置，是对串口进行访问控制的核心类，主要方法如下：

addPortName(String, int, CommDriver) 添加端口名到端口列表里
addPortOwnershipListener(CommPortOwnershipListener) 添加端口拥有的监听器
removePortOwnershipListener(CommPortOwnershipListener) 移除端口拥有的监听器
getCurrentOwner() 得到当前占有端口的对象或应用程序
getName() 得到端口名称
getPortIdentifier(CommPort) 得到参数打开的端口的CommPortIdentifier类型对象
getPortIdentifier(String) 得到以参数命名的端口的CommPortIdentifier类型对象
getPortIdentifiers() 得到系统中的端口列表
getPortType() 得到端口的类型
isCurrentlyOwned() 判断当前端口是否被占用
open(FileDescriptor) 用文件描述的类型打开端口
open(String, int) 打开端口,两个参数：程序名称,延迟时间(毫秒数)

3）SerialPort

    描述RS-232串行通信端口的底层接口，它定义了串口通信所需的最小功能集，可以直接对串口进行读、写及设置工作

getBaudRate() 得到波特率
getParity() 得到检验类型
getDataBits() 得到数据位数
getStopBits() 得到停止位数
setSerialPortParams(int, int, int, int) 设置串口参数依次为(波特率,数据位,停止位,奇偶检验)
close() 关闭串口
getOutputStream() 得到OutputStream类型的输出流
getInputStream() 得到InputStream类型的输入流

4） 事件及事件方法 

isCD() 是否有载波
isCTS() 是否清除发送
isDSR() 数据是否准备就绪
isDTR() 数据终端是否准备就绪
isRI() 是否响铃侦测
isRTS()   是否要求发送
addEventListener(SerialPortEventListener)    向SerialPort对象中添加串口事件监听器
removeEventListener() 移除SerialPort对象中的串口事件监听器
getEventType() 得到发生的事件类型返回值为int型
sendBreak(int) 设置中断过程的时间，参数为毫秒值
setRTS(boolean) 设置或清除RTS位
setDTR(boolean) 设置或清除DTR位
notifyOnBreakInterrupt(boolean) 设置中断事件
notifyOnCarrierDetect(boolean) 设置载波监听事件
notifyOnCTS(boolean) 设置清除发送事件
notifyOnDataAvailable(boolean) 设置串口有数据的事件
notifyOnDSR(boolean) 设置数据备妥事件
notifyOnFramingError(boolean) 设置发生错误事件
notifyOnOutputEmpty(boolean) 设置发送缓冲区为空事件
notifyOnParityError(boolean) 设置发生奇偶检验错误事件
notifyOnRingIndicator(boolean) 设置响铃侦测事件

 5）串口参数的静态成员变量

成员变量      说明       成员变量      说明       成员变量      说明
DATABITS_5  数据位为5  STOPBITS_2    停止位为2  PARITY_ODD    奇检验
DATABITS_6  数据位为6  STOPBITS_1    停止位为1  PARITY_MARK   标记检验
DATABITS_7  数据位为7  STOPBITS_1_5  停止为1.5  PARITY_NONE   空格检验
DATABITS_8  数据位为8  PARITY_EVEN   偶检验     PARITY_SPACE  无检验

3. 使用RXTXComm进行通讯

例：

public class RXTXSerialPort implements Runnable, SerialPortEventListener {
    private static boolean isOpen = false;//通讯端口是否打开
    static Set<CommPortIdentifier> portList = new HashSet<CommPortIdentifier>();//系统端口列表
    final  static  String appName = "MyApp"; //串口设备名称(可以自定义)
    private static InputStream is;//接收数据流
    private static OutputStream os;//发送数据流
    private  static SerialPort serialPort;//串口通信核心类
    byte[] readBuffer = new byte[100];//读取数据接收byte数组

    public Set<CommPortIdentifier> getPortList(){
        Enumeration tempPortList;//枚举类
        //串口管理和设置类
        CommPortIdentifier portIdentifier;
        //1. 得到系统中的端口列表
        tempPortList = CommPortIdentifier.getPortIdentifiers();
        //遍历系统端口列表
        while(tempPortList.hasMoreElements()) {
            //将端口转化为管理和设置类
            portIdentifier = (CommPortIdentifier)tempPortList.nextElement();
            //将端口添加到portList
            portList.add(portIdentifier);
        }
        return portList;
    }

    public boolean openSerialPort(CommPortIdentifier portIdentifier,int delay){
        try {
            //2. 打开端口(参数1：自定义端口名称 参数2：延迟的毫秒数)
            serialPort = (SerialPort) portIdentifier.open(appName,delay);
        }catch (PortInUseException e){
            return false;
        }

        try {
            //3. 得到它的输入流
            is = serialPort.getInputStream();
            //3. 得到它的输出流
            os = serialPort.getOutputStream();
        } catch (IOException e) {
            return false;
        }

        try {
            //4. 向SerialPort对象中添加串口事件监听器，this当前类进行监听
            serialPort.addEventListener(this);
        } catch (TooManyListenersException e) {
            return false;
        }
        //设置监听器生效，即：当有数据时通知
        serialPort.notifyOnDataAvailable(true);

        try {
            //5. 设置串口参数(比特率、数据位、停止位、奇偶校验位)
            serialPort.setSerialPortParams(4000,SerialPort.DATABITS_8,SerialPort.STOPBITS_1,SerialPort.PARITY_NONE);
        } catch (UnsupportedCommOperationException e) {
            return false;
        }


        return true;
    }

    public boolean closeSerialPort(){
        //isOpen端口是否关闭
        if(isOpen){
            try{
                //全部关闭
                is.close();
                os.close();
                serialPort.notifyOnDataAvailable(false);
                serialPort.removeEventListener();
                serialPort.close();
                isOpen = false;
            } catch (IOException e) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    public boolean sendMessage(String message){
        try {
            //7. 通过串口发送数据给嵌入式设备
            os.write(message.getBytes());
        } catch (IOException e) {
            return false;
        }
        return true;
    }

    @SneakyThrows
    @Override
    public void serialEvent(SerialPortEvent serialPortEvent) {//监听方法
        //6. 监听事件并触发
        switch (serialPortEvent.getEventType()) {
            case SerialPortEvent.BI://通讯中断
            case SerialPortEvent.OE://溢位错误
            case SerialPortEvent.FE://传帧错误
            case SerialPortEvent.PE://校验错误
            case SerialPortEvent.CD://载波检测
            case SerialPortEvent.CTS://清除发送
            case SerialPortEvent.DSR://数据设备就绪
            case SerialPortEvent.RI://响铃指示
            case SerialPortEvent.OUTPUT_BUFFER_EMPTY://输出缓冲区清空
                break;
            case SerialPortEvent.DATA_AVAILABLE:// 当有可用数据时读取数据
                while (is.available()>0){
                    is.read(readBuffer);
                }
                //处理接受到的信息,这里逻辑省略
            default:
                break;
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(50);//每次收发数据完毕后线程暂停50ms
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}