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串口（通信）概述
串口调试助手
RXTX 下载与依赖
Java 开发实战
串口(通信)概述
1、串口通信是指串口按位（bit）发送和接收字节
2、串口通信可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据
3、串口通信常用的协议包括 RS-232、RS-422 和 RS-485
4、串口通信，控制线长度可达1200米
5、串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验，对于两个进行通信的端口，这些参数必须匹配。
6、串口对于普通用户来说很陌生，现在的计算机大都已经取消了这个插口，在工业上和电子行业中，这个端口使用的较为频繁。
7、注意串口与 VGA 插口的区别：串口通常为 9 针，2 排 4+5 排列；而 VGA 插口有15 针，3 排 5+5+5 排列
8、一般来说，带有原生串口的主板，其原生串口的串口号默认为 COM1，如果主板带有2个原生串口，则机箱后方的RS232插口为 COM1，主板上还有一个未能引出的串口插槽为 COM2。
9、如果电脑上没有串口，则一般要用 USB 转串口线进行连接，然后像连接键盘、鼠标一样，要安装USB转串口的驱动
如上所示发送数据时应该给 usb 转串口的 com3 发送
串口调试助手
1、如同 tcp、udp 通信可以先使用测试工具一样，串口通信也推荐先使用工具进行调试，因为至少要先确定被控制的硬件(如投影机、智能灯等)没有问题，否则如果控制失败，就无法指定到底是硬件的问题，还是自己软件的问题了。
2、使用调试助手控制成功后，则可以使用 Java 程序再进行控制。
3、可以使用如下的串口调试工具：Serial Port Utility（友善串口调试助手）
4、如果电脑有串口，则可以直接使用串口线连接硬件使用，如果电脑上没有串口，则可以使用 USB 转串口线进行转换，然后为 USB 转串口线安装好驱动即可。
5、通常一台电脑上的串口是有限的，比如一个串口，此时一个串口通过串口线连接到硬件后，只能控制一台硬件，如何一个串口控制多台硬件呢？可以去网上买一个串口分配器，它可以将一个串口输入分成多个串口输出，通常有 4个、8个等。
RXTX 下载与依赖
1、虽然 Java 也有原生串口通信的 API ，但是使用不太方便，可以选择市面上人家封装好的第三方库，其中以 RXTX 较为常用。
2、rxtx.qbang 官网：/oss/rxtx-for-java
3、根据自己电脑系统选择下载：
4、以 Windows-x64 为例，下载解压后如下：
5、其中的 Install.txt 中官方给出了使用说明，Windows 系统如下：
-----------------------Windows-----------------------------Choose your binary build - x64 or x86 (based on which version ofthe JVM you are installing to)NOTE: You MUST match your architecture. You can't install the i386version on a 64-bit version of the JDK and vice-versa.For a JDK installation:Copy RXTXcomm.jar ---> <JAVA_HOME>\jre\lib\extCopy rxtxSerial.dll ---> <JAVA_HOME>\jre\binCopy rxtxParallel.dll ---> <JAVA_HOME>\jre\bin
1）RXTXcomm.jar ：作为项目开发包如果已经导入到了项目中，则可以不必复制到<JAVA_HOME>\jre\lib\ext 下
2）rxtxSerial.dll、rxtxParallel.dll文件必须放到<JAVA_HOME>\jre\bin 下，如果是 Windows 系统，则也可以放到C:\Windows\System32 目录下，否则运行会报错如下：
java.lang.UnsatisfiedLinkError: no rxtxSerial in java.library.path] with root causejava.lang.UnsatisfiedLinkError: no rxtxSerial in java.library.pathat java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1867)at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:870)at java.lang.System.loadLibrary(System.java:1122)
Maven 依赖
1、如果是 Maven 应用，则可以 Maven 中央仓库获取 RXTX 依赖：
<!-- /artifact/org..qbang.rxtx/rxtxcomm --><dependency><groupId>org..qbang.rxtx</groupId><artifactId>rxtxcomm</artifactId><version>2.2</version></dependency>
Java 开发实战
1、使用也是很简单，分为三步：
1）打开串口
2）使用 java.io.OutputStream 发送数据，或 java.io.InputStream 读取数据
3）关闭串口
2、完整内容如下：
import gnu.io.*;import org.slf4j.Logger;import org.slf4j.LoggerFactory;import java.io.IOException;import java.io.OutputStream;import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.Enumeration;import java.util.List;/*** Created by Administrator on /3/18 0018.* 串口工具类*/public class SerialPortTool {private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(SerialPortTool.class);//slf4j 日志记录器/*** 查找电脑上所有可用 com 端口** @return 可用端口名称列表，没有时 列表为空*/public static final ArrayList<String> findSystemAllComPort() {/*** getPortIdentifiers：获得电脑主板当前所有可用串口*/Enumeration<CommPortIdentifier> portList = CommPortIdentifier.getPortIdentifiers();ArrayList<String> portNameList = new ArrayList<>();/*** 将可用串口名添加到 List 列表*/while (portList.hasMoreElements()) {String portName = portList.nextElement().getName();//名称如 COM1、COM2....portNameList.add(portName);}return portNameList;}/*** 打开电脑上指定的串口** @param portName 端口名称，如 COM1，为 null 时，默认使用电脑中能用的端口中的第一个* @param b 波特率(baudrate)，如 9600* @param d 数据位（datebits），如 SerialPort.DATABITS_8 = 8* @param s 停止位（stopbits），如 SerialPort.STOPBITS_1 = 1* @param p 校验位 (parity)，如 SerialPort.PARITY_NONE = 0* @return 打开的串口对象，打开失败时，返回 null*/public static final SerialPort openComPort(String portName, int b, int d, int s, int p) {CommPort commPort = null;try {//当没有传入可用的 com 口时，默认使用电脑中可用的 com 口中的第一个if (portName == null || "".equals(portName)) {List<String> comPortList = findSystemAllComPort();if (comPortList != null && comPortList.size() > 0) {portName = comPortList.get(0);}}logger.info("开始打开串口：portName=" + portName + ",baudrate=" + b + ",datebits=" + d + ",stopbits=" + s + ",parity=" + p);//通过端口名称识别指定 COM 端口CommPortIdentifier portIdentifier = CommPortIdentifier.getPortIdentifier(portName);/*** open(String TheOwner, int i)：打开端口* TheOwner 自定义一个端口名称，随便自定义即可* i：打开的端口的超时时间，单位毫秒，超时则抛出异常：PortInUseException if in use.* 如果此时串口已经被占用，则抛出异常：gnu.io.PortInUseException: Unknown Application*/commPort = portIdentifier.open(portName, 5000);/*** 判断端口是不是串口* public abstract class SerialPort extends CommPort*/if (commPort instanceof SerialPort) {SerialPort serialPort = (SerialPort) commPort;/*** 设置串口参数：setSerialPortParams( int b, int d, int s, int p )* b：波特率（baudrate）* d：数据位（datebits），SerialPort 支持 5,6,7,8* s：停止位（stopbits），SerialPort 支持 1,2,3* p：校验位 (parity)，SerialPort 支持 0,1,2,3,4* 如果参数设置错误，则抛出异常：gnu.io.UnsupportedCommOperationException: Invalid Parameter* 此时必须关闭串口，否则下次 portIdentifier.open 时会打不开串口，因为已经被占用*/serialPort.setSerialPortParams(b, d, s, p);logger.info("打开串口 " + portName + " 成功...");return serialPort;} else {logger.error("当前端口 " + commPort.getName() + " 不是串口...");}} catch (NoSuchPortException e) {e.printStackTrace();} catch (PortInUseException e) {logger.warn("串口 " + portName + " 已经被占用，请先解除占用...");e.printStackTrace();} catch (UnsupportedCommOperationException e) {logger.warn("串口参数设置错误，关闭串口，数据位[5-8]、停止位[1-3]、验证位[0-4]...");e.printStackTrace();if (commPort != null) {//此时必须关闭串口，否则下次 portIdentifier.open 时会打不开串口，因为已经被占用commPort.close();}}logger.error("打开串口 " + portName + " 失败...");return null;}/*** 往串口发送数据** @param serialPort 串口对象* @param order待发送数据*/public static void sendDataToComPort(SerialPort serialPort, byte[] orders) {OutputStream outputStream = null;try {if (serialPort != null) {outputStream = serialPort.getOutputStream();outputStream.write(orders);outputStream.flush();logger.info("往串口 " + serialPort.getName() + " 发送数据：" + Arrays.toString(orders) + " 完成...");} else {logger.error("gnu.io.SerialPort 为null，取消数据发送...");}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {if (outputStream != null) {try {outputStream.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}/*** 关闭串口** @param serialport 待关闭的串口对象*/public static void closeComPort(SerialPort serialPort) {if (serialPort != null) {serialPort.close();logger.info("关闭串口 " + serialPort.getName());}}/*** 16进制字符串转十进制字节数组* 这是常用的方法，如某些硬件的通信指令就是提供的16进制字符串，发送时需要转为字节数组再进行发送** @param strSource 16进制字符串，如 "455A432F5600"，每两位对应字节数组中的一个10进制元素* 默认会去除参数字符串中的空格，所以参数 "45 5A 43 2F 56 00" 也是可以的* @return 十进制字节数组, 如 [69, 90, 67, 47, 86, 0]*/public static byte[] hexString2Bytes(String strSource) {if (strSource == null || "".equals(strSource.trim())) {System.out.println("hexString2Bytes 参数为空，放弃转换.");return null;}strSource = strSource.replace(" ", "");int l = strSource.length() / 2;byte[] ret = new byte[l];for (int i = 0; i < l; i++) {ret[i] = Integer.valueOf(strSource.substring(i * 2, i * 2 + 2), 16).byteValue();}return ret;}public static void main(String[] args) {//发送普通数据byte[] bytes = new byte[]{1, 2, 3, 4, 5};SerialPort serialPort = SerialPortTool.openComPort(null, 38400, 8, 1, 0);SerialPortTool.sendDataToComPort(serialPort, bytes);SerialPortTool.closeComPort(serialPort);//发送16进制数据——实际应用中串口通信传输的数据，大都是 16 进制String hexStrCode = "455A432F5600";serialPort = SerialPortTool.openComPort(null, 38400, 8, 1, 0);SerialPortTool.sendDataToComPort(serialPort, hexString2Bytes(hexStrCode));SerialPortTool.closeComPort(serialPort);}}
上面虽然只有发送数据，但是读取也是同理的，无非就是获取输入流进行读取即可。因为读取没有切实的真实测试使用场景，所以就不贴出了。
