Java串口编程RXTX，距离硬件又近了一点

作者: 程就人生 | 来源:发表于2022-06-13 20:58 被阅读0次

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你的电脑上有串口吗？

有几个？如何查看电脑上的串口？

图片来自网络

串行接口（Serial Interface）简称串口，它是指数据一位一位顺序地传送，是采用串行通信的扩展接口。也称串行通信/通讯接口，通常指COM接口。

其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信，可以利用电话线进行传输。串行通讯的距离可以从几米到几千米。缺点是传输速度慢。

串口初期的目的是计算机连接外设。现在多用于工控和测量设备以及部分通讯设备中。

串行接口又分为同步串行接口和异步串行接口两种。

串行接口按电气标准及协议来分包括RS-232-C、RS-422、RS485。

RS-232，单端通讯，点对点，最高速率20KB/S，传输距离最大15米。

RS-422，四线接口，最大速率10MB/S，最大传输距离1219米。RS-485同RS-422。

以上便是做串口开发提前温习的基础知识。接下来看看如何使用java做串口开发。

第一步，下载开发串口所需资源文件；

打开 http://fizzed.com/oss/rxtx-for-java ，拉到网页的最下方，根据电脑的系统下载对应的资源文件；

第二步，资源文件放置到指定文件夹下；

解压后的文件：

系统与文件放置对应关系：

1. 拷贝dll动态库到jdk>jre>bin下，这里面有很多dll文件；

2. 把jar包拷贝到项目下的lib文件里；

3.在项目中的pom.xml中把jar包以本地包的形式引入；

<!-- 串口jar start -->
<dependency>
    <groupId>gnu.io</groupId>
    <artifactId>RXTXcomm</artifactId>
    <version>2.2</version>
    <scope>system</scope>
    <systemPath>${project.basedir}/lib/RXTXcomm.jar</systemPath>
</dependency>
<!-- 串口jar end -->

第三步，串口测试编码；

1.串口参数配置类；

import gnu.io.SerialPort;
import lombok.Data;

/**
 * 串口参数配置实体类
 * @author 
 * @date 2022年4月26日
 */
@Data
public final class SerialPortParameter {

    /**
     * 串口名称，以COM开头(COM0、COM1、COM2等等)
     */
    private String serialPortName;
    /**
     * 波特率， 默认：115200
     */
    private int baudRate = 115200;
    /**
     * 数据位 默认8位
     * 可以设置的值：SerialPort.DATABITS_5、SerialPort.DATABITS_6、SerialPort.DATABITS_7、SerialPort.DATABITS_8
     */
    private int dataBits = SerialPort.DATABITS_8;
    /**
     * 停止位
     * 可以设置的值：SerialPort.STOPBITS_1、SerialPort.STOPBITS_2、SerialPort.STOPBITS_1_5
     */
    private int stopBits = SerialPort.STOPBITS_1;
    /**
     * 校验位
     * 可以设置的值：SerialPort.PARITY_NONE、SerialPort.PARITY_ODD、SerialPort.PARITY_EVEN、SerialPort.PARITY_MARK、SerialPort.PARITY_SPACE
     */
    private int parity = SerialPort.PARITY_NONE;
}

2.串口工具类；

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Enumeration;
import java.util.List;
import java.util.TooManyListenersException;

import gnu.io.CommPort;
import gnu.io.CommPortIdentifier;
import gnu.io.NoSuchPortException;
import gnu.io.PortInUseException;
import gnu.io.SerialPort;
import gnu.io.SerialPortEventListener;
import gnu.io.UnsupportedCommOperationException;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

/**
 * 串口工具类
 * @author
 * @Date
 */
@Slf4j
public class SerialPortUtil {

    /**
     * 获得系统可用的端口名称列表(COM0、COM1、COM2等等)
     * @return List<String>可用端口名称列表
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static List<String> getSerialPortList() {
        List<String> systemPorts = new ArrayList<>();
        // 获得本系统可用的端口
        Enumeration<CommPortIdentifier> portList = CommPortIdentifier.getPortIdentifiers();
        while (portList.hasMoreElements()) {
            systemPorts.add(portList.nextElement().getName());
        }
        return systemPorts;
    }

    /**
     * 打开串口
     * @param serialPortName 串口名称
     * @return SerialPort 串口对象
     * @throws NoSuchPortException               对应串口不存在
     * @throws PortInUseException                串口在使用中
     * @throws UnsupportedCommOperationException 不支持操作操作
     */
    public static SerialPort openSerialPort(String serialPortName)
            throws NoSuchPortException, PortInUseException, UnsupportedCommOperationException {
        SerialPortParameter parameter = new SerialPortParameter();
        parameter.setSerialPortName(serialPortName);
        return openSerialPort(parameter);
    }

    /**
     * 打开串口
     * @param parameter 串口参数
     * @return SerialPort 串口对象
     * @throws NoSuchPortException               对应串口不存在
     * @throws PortInUseException                串口在使用中
     * @throws UnsupportedCommOperationException 不支持操作操作
     */
    public static SerialPort openSerialPort(SerialPortParameter parameter)
            throws NoSuchPortException, PortInUseException, UnsupportedCommOperationException {
        return openSerialPort(parameter, 2000);
    }

    /**
     * 打开串口
     * @param parameter 串口参数
     * @param timeout   串口打开超时时间
     * @return SerialPort串口对象
     * @throws NoSuchPortException               对应串口不存在
     * @throws PortInUseException                串口在使用中
     * @throws UnsupportedCommOperationException 不支持操作操作
     */
    public static SerialPort openSerialPort(SerialPortParameter parameter, int timeout)
            throws NoSuchPortException, PortInUseException, UnsupportedCommOperationException {
        // 通过端口名称得到端口
        CommPortIdentifier portIdentifier = CommPortIdentifier.getPortIdentifier(parameter.getSerialPortName());
        // 打开端口，（自定义名字，打开超时时间）
        CommPort commPort = portIdentifier.open(parameter.getSerialPortName(), timeout);
        // 判断是不是串口
        if (commPort instanceof SerialPort) {
            SerialPort serialPort = (SerialPort) commPort;
            // 设置串口参数（波特率，数据位8，停止位1，校验位无）
            serialPort.setSerialPortParams(parameter.getBaudRate(), parameter.getDataBits(), parameter.getStopBits(), parameter.getParity());
            log.info("开启串口成功，串口名称：{}", parameter.getSerialPortName());
            return serialPort;
        } else {
            // 是其他类型的端口
            throw new NoSuchPortException();
        }
    }


    /**
     * 关闭串口
     * @param serialPort 要关闭的串口对象
     */
    public static void closeSerialPort(SerialPort serialPort) {
        if (serialPort != null) {
            serialPort.close();
            log.info("关闭了串口：{}", serialPort.getName());
        }
    }

    /**
     * 向串口发送数据
     * @param serialPort 串口对象
     * @param data       发送的数据
     */
    public static void sendData(SerialPort serialPort, byte[] data) {
        OutputStream os = null;
        try {
            // 获得串口的输出流
            os = serialPort.getOutputStream();
            os.write(data);
            os.flush();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (os != null) {
                    os.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    /**
     * 从串口读取数据
     * @param serialPort 要读取的串口
     * @return 读取的数据
     */
    public static byte[] readData(SerialPort serialPort) {
        InputStream is = null;
        byte[] bytes = null;
        try {
            // 获得串口的输入流
            is = serialPort.getInputStream();
            // 获得数据长度
            int bufflenth = is.available();
            while (bufflenth != 0) {
                // 初始化byte数组
                bytes = new byte[bufflenth];
                is.read(bytes);
                bufflenth = is.available();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (is != null) {
                    is.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return bytes;
    }

    /**
     * 给串口设置监听
     * @param serialPort serialPort 要读取的串口
     * @param listener   SerialPortEventListener监听对象
     * @throws TooManyListenersException 监听对象太多异常
     */
    public static void setListenerToSerialPort(SerialPort serialPort, SerialPortEventListener listener) throws TooManyListenersException {
        // 给串口添加事件监听
        serialPort.addEventListener(listener);
        // 串口有数据监听
        serialPort.notifyOnDataAvailable(true);
        // 中断事件监听
        serialPort.notifyOnBreakInterrupt(true);
    }
}

3.测试类；

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Enumeration;
import java.util.List;
import java.util.TooManyListenersException;

import gnu.io.CommPort;
import gnu.io.CommPortIdentifier;
import gnu.io.NoSuchPortException;
import gnu.io.PortInUseException;
import gnu.io.SerialPort;
import gnu.io.SerialPortEventListener;
import gnu.io.UnsupportedCommOperationException;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

/**
 * 串口工具类
 * @author
 * @Date
 */
@Slf4j
public class SerialPortUtil {

    /**
     * 获得系统可用的端口名称列表(COM0、COM1、COM2等等)
     * @return List<String>可用端口名称列表
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static List<String> getSerialPortList() {
        List<String> systemPorts = new ArrayList<>();
        // 获得本系统可用的端口
        Enumeration<CommPortIdentifier> portList = CommPortIdentifier.getPortIdentifiers();
        while (portList.hasMoreElements()) {
            systemPorts.add(portList.nextElement().getName());
        }
        return systemPorts;
    }

    /**
     * 打开串口
     * @param serialPortName 串口名称
     * @return SerialPort 串口对象
     * @throws NoSuchPortException               对应串口不存在
     * @throws PortInUseException                串口在使用中
     * @throws UnsupportedCommOperationException 不支持操作操作
     */
    public static SerialPort openSerialPort(String serialPortName)
            throws NoSuchPortException, PortInUseException, UnsupportedCommOperationException {
        SerialPortParameter parameter = new SerialPortParameter();
        parameter.setSerialPortName(serialPortName);
        return openSerialPort(parameter);
    }

    /**
     * 打开串口
     * @param parameter 串口参数
     * @return SerialPort 串口对象
     * @throws NoSuchPortException               对应串口不存在
     * @throws PortInUseException                串口在使用中
     * @throws UnsupportedCommOperationException 不支持操作操作
     */
    public static SerialPort openSerialPort(SerialPortParameter parameter)
            throws NoSuchPortException, PortInUseException, UnsupportedCommOperationException {
        return openSerialPort(parameter, 2000);
    }

    /**
     * 打开串口
     * @param parameter 串口参数
     * @param timeout   串口打开超时时间
     * @return SerialPort串口对象
     * @throws NoSuchPortException               对应串口不存在
     * @throws PortInUseException                串口在使用中
     * @throws UnsupportedCommOperationException 不支持操作操作
     */
    public static SerialPort openSerialPort(SerialPortParameter parameter, int timeout)
            throws NoSuchPortException, PortInUseException, UnsupportedCommOperationException {
        // 通过端口名称得到端口
        CommPortIdentifier portIdentifier = CommPortIdentifier.getPortIdentifier(parameter.getSerialPortName());
        // 打开端口，（自定义名字，打开超时时间）
        CommPort commPort = portIdentifier.open(parameter.getSerialPortName(), timeout);
        // 判断是不是串口
        if (commPort instanceof SerialPort) {
            SerialPort serialPort = (SerialPort) commPort;
            // 设置串口参数（波特率，数据位8，停止位1，校验位无）
            serialPort.setSerialPortParams(parameter.getBaudRate(), parameter.getDataBits(), parameter.getStopBits(), parameter.getParity());
            log.info("开启串口成功，串口名称：{}", parameter.getSerialPortName());
            return serialPort;
        } else {
            // 是其他类型的端口
            throw new NoSuchPortException();
        }
    }


    /**
     * 关闭串口
     * @param serialPort 要关闭的串口对象
     */
    public static void closeSerialPort(SerialPort serialPort) {
        if (serialPort != null) {
            serialPort.close();
            log.info("关闭了串口：{}", serialPort.getName());
        }
    }

    /**
     * 向串口发送数据
     * @param serialPort 串口对象
     * @param data       发送的数据
     */
    public static void sendData(SerialPort serialPort, byte[] data) {
        OutputStream os = null;
        try {
            // 获得串口的输出流
            os = serialPort.getOutputStream();
            os.write(data);
            os.flush();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (os != null) {
                    os.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    /**
     * 从串口读取数据
     * @param serialPort 要读取的串口
     * @return 读取的数据
     */
    public static byte[] readData(SerialPort serialPort) {
        InputStream is = null;
        byte[] bytes = null;
        try {
            // 获得串口的输入流
            is = serialPort.getInputStream();
            // 获得数据长度
            int bufflenth = is.available();
            while (bufflenth != 0) {
                // 初始化byte数组
                bytes = new byte[bufflenth];
                is.read(bytes);
                bufflenth = is.available();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (is != null) {
                    is.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return bytes;
    }

    /**
     * 给串口设置监听
     * @param serialPort serialPort 要读取的串口
     * @param listener   SerialPortEventListener监听对象
     * @throws TooManyListenersException 监听对象太多异常
     */
    public static void setListenerToSerialPort(SerialPort serialPort, SerialPortEventListener listener) throws TooManyListenersException {
        // 给串口添加事件监听
        serialPort.addEventListener(listener);
        // 串口有数据监听
        serialPort.notifyOnDataAvailable(true);
        // 中断事件监听
        serialPort.notifyOnBreakInterrupt(true);
    }
}

4.运行测试类，看下本电脑有几个串口可用；

22:15:55.267 [main] INFO com.example.demo.serial.SerialPortUtilTest - 可用串口为：[]

运行结果，没有一个串口可用，因为本人的电脑是一台笔记本，并没有连接外设的串口，那怎么办呢？没有真实的，可以来虚拟的。

第四步，模拟串口工具的使用；

1.从该网站下载模拟串口工具，下载后安装；

https://www.virtual-serial-port.org/vspd-post-download.html

2.安装后，点击运行按钮，创建虚拟串口；

串口创建成功后：

说明：这个工具只有两周的试用期；

3.再下载一个模拟串口指令发送接收工具，这里下载卓岚的；

解压后打开exe直接运行，运行后开启com2串口；

4.执行第三步中的程序，可以看到有com1和com2两个串口；

21:34:00.501 [main] INFO com.example.demo.serial.SerialPortUtilTest - 可用串口为：[COM1, COM2]

在程序里打开com1串口，并写入9次hello;

通过控制台可以看见：

21:42:08.109 [main] INFO com.example.demo.serial.SerialPortUtil - 开启串口成功，串口名称：COM1

查看卓岚，并回复6个1：

再次查看控制台：

21:51:41.339 [main] INFO com.example.demo.serial.SerialPortUtil - 开启串口成功，串口名称：COM1

以上便是串口通信的简单demo。

如何查看自己的电脑上是否有串口呢？设备管理器-》端口。

笔记本电脑和一体机是没有串口的，台式机有的。模拟工具有很多，能用就行。

最后总结

Java串口编程在网上有很多demo，看别人写的感觉也不难。但是只有自己实践了才知道是怎么回事儿。在没有真实串口的情况下，还需要下载两个软件进行辅助，才能完成这个案例的测试。这个demo可以说是网上最全的Java串口编程demo了。

参考文档：
https://blog.csdn.net/wuyuxing24/article/details/93775456https://www.cnblogs.com/deng-c-q/p/5407450.html

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