使用Java進行串口SerialPort通訊

1.準備工作

       在進行串口連接通訊前，必須保證你當前操作電腦上有可用且閒置的串口。因爲一般的電腦上只有一個或者兩個串口，如COM1或COM2，但大多數情況下，這些串口可能會被其他的程序或者應用所佔用，所以此時我們可以藉助工具，在我們的電腦上建立虛擬串口。

       先下載一個叫Virtual Serial Port的軟件，通過這個軟件可以創建新的虛擬串口，如下圖所示:

通過圖中的添加串口即可進行新虛擬串口的創建，並且一般都是成對創建。

有了虛擬串口之後，爲了方便測試新建串口是否可用，我們可以再下載一款串口測試軟件，我用的是一個串口調試助手，如下圖：

通過測試，發現我所添加的虛擬串口COM3和COM4是可以用的，那麼接下來，我們就可以關閉其中一個，通過我們的JAVA程序來進行與該虛擬串口的信息交互了。

2.JAVA程序的操作

在進行程序編寫之前，我們需要下載幾個文件，才能使我們的程序進行串口通訊的操作。

     首先需要下載如下圖中的三個文件:

並將RXTXcomm.jar這個包通過集成工具的構建路徑添加到我們的項目之中；其次將 rxtxParallel.dll 和 rxtxSerial.dll 這兩個文件放到我們的JDK安裝目錄中的bin文件夾中。

     這兩個文件必須添加到指定位置，否則後面程序在運行時將會報錯找不到文件。（需要注意：這幾個文件按操作系統分32位和64位，各位需要根據自己電腦的系統下載對應的版本，不然也會報錯）.

接下來可以開始我們的代碼編寫了，爲了方便使用，我們肯定是需要有一個SerialPort串口工具類，如下:

package com.cams.CaMSMobileService.SerialPort;

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

import com.cams.CaMSMobileService.SerialPort.exception.NoSuchPort;
import com.cams.CaMSMobileService.SerialPort.exception.NotASerialPort;
import com.cams.CaMSMobileService.SerialPort.exception.PortInUse;
import com.cams.CaMSMobileService.SerialPort.exception.ReadDataFromSerialPortFailure;
import com.cams.CaMSMobileService.SerialPort.exception.SendDataToSerialPortFailure;
import com.cams.CaMSMobileService.SerialPort.exception.SerialPortInputStreamCloseFailure;
import com.cams.CaMSMobileService.SerialPort.exception.SerialPortOutputStreamCloseFailure;
import com.cams.CaMSMobileService.SerialPort.exception.SerialPortParameterFailure;
import com.cams.CaMSMobileService.SerialPort.exception.TooManyListeners;

public class SerialPortManager {
	
	/**
     * 查找所有可用端口
     * 
     * @return 可用端口名稱列表
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static final ArrayList<String> findPort() {
        // 獲得當前所有可用串口
        Enumeration<CommPortIdentifier> portList = CommPortIdentifier
                .getPortIdentifiers();
        ArrayList<String> portNameList = new ArrayList<String>();
        // 將可用串口名添加到List並返回該List
        while (portList.hasMoreElements()) {
            String portName = portList.nextElement().getName();
            portNameList.add(portName);
        }
        return portNameList;
    }

    /**
     * 打開串口
     * 
     * @param portName
     *            端口名稱
     * @param baudrate
     *            波特率
     * @return 串口對象
     * @throws SerialPortParameterFailure
     *             設置串口參數失敗
     * @throws NotASerialPort
     *             端口指向設備不是串口類型
     * @throws NoSuchPort
     *             沒有該端口對應的串口設備
     * @throws PortInUse
     *             端口已被佔用
     */
    public static final SerialPort openPort(String portName, int baudrate)
            throws SerialPortParameterFailure, NotASerialPort, NoSuchPort,
            PortInUse {
        try {
            // 通過端口名識別端口
            CommPortIdentifier portIdentifier = CommPortIdentifier
                    .getPortIdentifier(portName);
            // 打開端口，設置端口名與timeout（打開操作的超時時間）
            CommPort commPort = portIdentifier.open(portName, 2000);
            // 判斷是不是串口
            if (commPort instanceof SerialPort) {
                SerialPort serialPort = (SerialPort) commPort;
                
                try {
                    // 設置串口的波特率等參數
                    serialPort.setSerialPortParams(baudrate,
                            SerialPort.DATABITS_8, SerialPort.STOPBITS_1,
                            SerialPort.PARITY_NONE);
                } catch (UnsupportedCommOperationException e) {
                    throw new SerialPortParameterFailure();
                }
                return serialPort;
            } else {
                // 不是串口
                throw new NotASerialPort();
            }
        } catch (NoSuchPortException e1) {
            throw new NoSuchPort();
        } catch (PortInUseException e2) {
            throw new PortInUse();
        }
    }

    /**
     * 關閉串口
     * 
     * @param serialport
     *            待關閉的串口對象
     */
    public static void closePort(SerialPort serialPort) {
        if (serialPort != null) {
            serialPort.close();
            serialPort = null;
        }
    }

    /**
     * 向串口發送數據
     * 
     * @param serialPort
     *            串口對象
     * @param order
     *            待發送數據
     * @throws SendDataToSerialPortFailure
     *             向串口發送數據失敗
     * @throws SerialPortOutputStreamCloseFailure
     *             關閉串口對象的輸出流出錯
     */
    public static void sendToPort(SerialPort serialPort, byte[] order)
            throws SendDataToSerialPortFailure,
            SerialPortOutputStreamCloseFailure {
        OutputStream out = null;
        try {
            out = serialPort.getOutputStream();
            out.write(order);
            out.flush();
        } catch (IOException e) {
            throw new SendDataToSerialPortFailure();
        } finally {
            try {
                if (out != null) {
                    out.close();
                    out = null;
                }
            } catch (IOException e) {
                throw new SerialPortOutputStreamCloseFailure();
            }
        }
    }

    /**
     * 從串口讀取數據
     * 
     * @param serialPort
     *            當前已建立連接的SerialPort對象
     * @return 讀取到的數據
     * @throws ReadDataFromSerialPortFailure
     *             從串口讀取數據時出錯
     * @throws SerialPortInputStreamCloseFailure
     *             關閉串口對象輸入流出錯
     */
    public static byte[] readFromPort(SerialPort serialPort)
            throws ReadDataFromSerialPortFailure,
            SerialPortInputStreamCloseFailure {
        InputStream in = null;
        byte[] bytes = null;
        try {
            in = serialPort.getInputStream();
            // 獲取buffer裏的數據長度
            int bufflenth = in.available();
            while (bufflenth != 0) {
                // 初始化byte數組爲buffer中數據的長度
                bytes = new byte[bufflenth];
                in.read(bytes);
                bufflenth = in.available();
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new ReadDataFromSerialPortFailure();
        } finally {
            try {
                if (in != null) {
                    in.close();
                    in = null;
                }
            } catch (IOException e) {
                throw new SerialPortInputStreamCloseFailure();
            }
        }
        return bytes;
    }

    /**
     * 添加監聽器
     * 
     * @param port
     *            串口對象
     * @param listener
     *            串口監聽器
     * @throws TooManyListeners
     *             監聽類對象過多
     */
    public static void addListener(SerialPort port,
            SerialPortEventListener listener) throws TooManyListeners {
        try {
            // 給串口添加監聽器
            port.addEventListener(listener);
            // 設置當有數據到達時喚醒監聽接收線程
            port.notifyOnDataAvailable(true);
            // 設置當通信中斷時喚醒中斷線程
            port.notifyOnBreakInterrupt(true);
        } catch (TooManyListenersException e) {
            throw new TooManyListeners();
        }
    }
}

有了工具類之後，接下來我們就可以開始測試串口通訊了，如下：

到這裏串口通訊測試的也差不多了。可能自己做的項目中需要自己做兩個串口，一個client端和一個server端。爲了使串口操作變的可視化，大家也可以使用JFrame來進行操作窗口模擬，這裏就不做多的介紹了。