Android Thing: Android Hardware Programming/zh

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1 简介

FriendlyThings是友善电子开发的一套安卓硬件开发SDK（函数库），安卓软件开发者可以通过它在Android应用程序中编程访问和控制ARM主板上的各种硬件资源，比如Uart, SPI, I2C, GPIO等接口，它基于Android-NDK技术开发，开发者无需掌握底层的嵌入式知识（尤其是驱动程序），就可以构建基于安卓系统的各种IoT物联网应用。


2 快速使用入门

2.1 (第1步) 集成libfriendlyarm-things.so到你的app

克隆以下仓库到本地: 

git clone https://github.com/friendlyarm/friendlythings-sdk

接着复制 libs 目录下的所有内容到你的工程目录下，然后在你的Android项目的src目录下创建com/friendlyarm目录，将java/FriendlyThings目录拷贝进去即可，最后的目录的结构看上去是这样的 (注：AndroidStudio的项目可能会稍有不同，但大致如此)：

YourProject/
├── AndroidManifest.xml
├── libs
│   ├── arm64-v8a
│   │   └── libfriendlyarm-things.so
│   └── armeabi
│       └── libfriendlyarm-things.so
├── src
│   └── com
│       └── friendlyarm
│           ├── FriendlyThings
│           │   ├── BoardType.java
│           │   ├── FileCtlEnum.java
│           │   ├── GPIOEnum.java
│           │   ├── HardwareControler.java
│           │   ├── SPIEnum.java
│           │   ├── SPI.java
│           │   └── WatchDogEnum.java

使用以下方法导入它们，主要的接口都集中在 HardwareControler.java文件中： 

import com.friendlyarm.FriendlyThings.HardwareControler;
import com.friendlyarm.FriendlyThings.SPIEnum;
import com.friendlyarm.FriendlyThings.GPIOEnum;
import com.friendlyarm.FriendlyThings.FileCtlEnum;
import com.friendlyarm.FriendlyThings.BoardType;

2.2 (第2步) 让你的app拥有system权限

你的app需要拥有system权限，才能访问硬件资源;
请参考下面的方法修改你 app 的 AndroidManifest.xml 和 Android.mk这两个文件;
并且最好将你的app放到Android源码中去编译，这一步不是必需的，但是建议这么做，如果你的app在外部编译，你需要对apk进行签名才能让你的app拥有system权限（新手不太建议，过程比较繁琐）。

2.2.1 修改AndroidManifest.xml

在应用程序的AndroidManifest.xml中的manifest节点中加入以下属性： 

android:sharedUserId="android.uid.system"

2.2.2 修改Android.mk

编写一个Android.mk文件(最简单的方法就是拷贝示例中的Android.mk文件)，修改Android.mk文件，加入LOCAL_CERTIFICATE := platform这一行: 

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
 
LOCAL_SRC_FILES := $(call all-subdir-java-files)
 
LOCAL_PACKAGE_NAME := 你的项目名
 
LOCAL_CERTIFICATE := platform
LOCAL_MODULE_TAGS := optional
LOCAL_CFLAGS := -lfriendlyarm-hardware
 
include $(BUILD_PACKAGE)

2.3 (最后1步) 在 Android源代码中编译你的app

先在 Android源代码根目录调用 setenv.sh 导出环境变量，然后进入你的 app 目录，使用mm命令编译;
例子：编译 GPIO_LED_Demo，以RK3399平台为例: 

cd rk3399-android-8.1
. setenv.sh
cd vendor/friendlyelec/apps/GPIO_LED_Demo
mm

2.4 一个Android Studio的示例项目

https://github.com/friendlyarm/AndroidStudio-GPIODemo

3 硬件示例程序集合

4 Andorid示例源代码编译与部署（以SerialPortDemo进行说明)

4.1 1) eclipse导入源代码，以SerialPortDemo为例

然后打开eclipse，在eclipse菜单File上选择Import导入项目，选择Existing Android Code Into Workspace，
我们把项目名称改为 SerialPortDemo:

  • AndroidHW01.png
  • AndroidHW02.png

4.2 2) 编辑源代码，根据需要更改串口设备文件名称

DEMO要访问的串口设备写死在以下源代码文件的：src/com/friendlyarm/SerialPortDemo/SerialPortDataProcessView.java
你需要根据实际情况更改：
AndroidHW03.png

4.2.1 各个平台开发板的串口设备名称

  • Allwinner H3/H5平台开发板 (NanoPi M1/NanoPi M1 Plus等)

UART1-> /dev/ttyS1
UART2 -> /dev/ttyS2
UART3 -> /dev/ttyS3 (仅NanoPi M1, NanoPi K1, NanoPi K1 Plus可用)

  • S5P4418平台开发板 (NanoPi Fire2A/NanoPi M2A/NanoPi S2/NanoPC-T2等)

UART1 -> /dev/ttyAMA1 [注1]
UART2 -> /dev/ttyAMA2 [注1]
UART3 -> /dev/ttyAMA3
UART4 -> /dev/ttyAMA4

  • S5P6818平台开发板 (NanoPi M3/NanoPC-T3等)

UART1 -> /dev/ttySAC1 [注1]
UART2 -> /dev/ttySAC2 [注1]
UART3 -> /dev/ttySAC3
UART4 -> /dev/ttySAC4

注1: 仅部分板子可用，具体请查看原理图.

4.3 3) 编译DEMO源代码，并导出apk文件

在Package Explorer上点击项目名称，保证其处于选中状态:
AndroidHW04.png
在eclipse菜单File上选择Export...:
AndroidHW05.png
选择Export Android Application:
AndroidHW06.png
选择项目SerialPortDemo:
AndroidHW07.png
这一步，Eclipse要求我们创建或选择自已的签名，这里我们选择Create new keystore, 填写key生成后保存的路径和密码，然后点next:
AndroidHW08.png
继续参考下图完善签名信息，然后点next:
AndroidHW09.png
接着选择APK文件的保存位置，这里我们选择保存到 signapk-files子目录下，以方便我们稍后要进行的签名操作:
AndroidHW10.png
点Finish完成APK的导出：
AndroidHW11.png

4.4 4) 使用系统证书对APK进行重新签名

因为访问硬件需要APK有system权限，所以需要使用系统证对APK进行重新签名，
在命令行下进入signapk-files子目录，然后执行以下命令签名即可： 

cd signapk-files/
java -jar ./signapk.jar platform.x509.pem platform.pk8 ./SerialPortDemo.apk SerialPortDemo-Signed.apk

其中，signapk.jar以及签名文件platform.x509.pem和platform.pk8可在开发板资源下载目录的android-platform-key-files目录下找到。

4.5 5) 运行与调试

5.1) 安装APK，用microUSB线将电脑与开发板连接，用adb命令安装SerialPortDemo-Signed.apk： 

adb install SerialPortDemo-Signed.apk

5.2) 调试： 运行 SerialPortDemo后，在adb shell命令行模式下执行： 

ps -Z

然后找到com.friendlyarm.SerialPortDemo这个进程，如果前面的权限是如下所示，表明程序已经获得了 system 权限: 

u:r:system_app:s0              system    1610  112   com.friendlyarm.SerialPortDemo

以上是Android4的，如果是Android5，则略有不同，不过都表示已经是 system 权限: 

u:r:platform_app:s0            u0_a60    1905  138   com.friendlyarm.SerialPortDemo

如果程序没有获得 system 权限，则打开串口设备会失败。

5 开发资料

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