Java RXTX 实现串口通信_gnu.io.portinuseexception: unknown application

目录

串口（通信）概述

串口调试助手

RXTX 下载与依赖

Java 开发实战

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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：http://fizzed.com/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 of
the JVM you are installing to)
 
NOTE: You MUST match your architecture.  You can't install the i386
version on a 64-bit version of the JDK and vice-versa.
For a JDK installation:
Copy RXTXcomm.jar ---> <JAVA_HOME>\jre\lib\ext
Copy rxtxSerial.dll ---> <JAVA_HOME>\jre\bin
Copy 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 cause
java.lang.UnsatisfiedLinkError: no rxtxSerial in java.library.path
  at 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：

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.bidib.jbidib.org.qbang.rxtx/rxtxcomm -->
<dependency>
    <groupId>org.bidib.jbidib.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 2019/3/18 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。