CN111930646B - Android嵌入式设备外置按键扩展模块的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Android嵌入式设备外置按键扩展模块的实现方法。首先制定键值功能表，根据键值功能表将接收到的按键消息按照串口消息协议进行处理；将编码后数据统一放置在串口消息协议数据段中校验；并按照串口消息协议封装发送；Android服务程序收到串口消息流后，首先根据串口消息协议进行解析，然后根据制定的键值功能表进行键值和功能码提取,并按照广播协议进行发送；操作设备中的串口单元，并将收到的串口按键消息和握手消息处理后进行广播转发。本发明具有极强的通用性、兼容性和可移植性。在保证质量和效率的同时缩短产品的研发周期，减少研发投入，能够满足各类Android系统版本和安卓硬件设计。
Description
技术领域
本发明涉及嵌入式终端设备，尤其是涉及一种Android嵌入式设备外置按键扩展模块的实现方法。
背景技术
随着嵌入式终端越来越普及，4G的成熟以及5G的不断应用，对多媒体的广泛处理和网络带宽越来越高的要求都推动Android智能化设备终端使用越来越广泛。为满足在工业环境下操作的便捷性以及提高恶劣环境下设备的鲁棒性，设备都设计配备实体物理按键单元，以满足终端设备必备的高粘性人机交互特点。但是传统的Android按键单元存在兼容性差、定制化成度高、开发困难、与Android系统和硬件设计深度融合绑定的缺点。
发明内容
本发明目的是为了解决传统的Android嵌入式设备实体物理按键与系统深度关联，扩展性差、兼容性差，按键一旦变更就需要重新定制开发整个系统的问题，特别提供一种Android嵌入式设备外置按键扩展模块的实现方法。同时Android嵌入式设备按键单元也为其他扩展提供物理载体和通信通道，在按键单元上集成了电源管理模块、网络中继、USBhub等资源。由于外扩模块具有丰富的IO、中断和门控处理资源，并具有较强的处理能力，因此可以独立承担处理外扩部分的运算压力。对于不同的Android系统选型和硬件版本变更，无需进行其他的额外开发，只要其具有通用的串口通信接口即可完成。而一般的Android嵌入式设备，串口通信接口是标配，这样只要将串口模块接入即可方便完成按键信息的采集、集中处理、加密和转发到应用程序。应用程序只需要在应用层接收不同按键消息并且处理就可以，无需再经历内核按键驱动、底层对按键进行处理、framwork层上报的层层处理，节约了主板算力，而且按键扩展模块耐用可靠。
本发明采取的技术方案是：一种Android嵌入式设备外置按键扩展模块的实现方法，其特征在于，首先制定键值功能表，所述按键扩展模块根据键值功能表将接收到的按键消息按照串口消息协议进行处理：即解析按键名称及按键方法；将按键名称和按键方法按键值功能表转化为对应键值和功能码，并按照串口消息协议编码；将编码后数据统一放置在串口消息协议数据段中校验；并按照串口消息协议封装发送；Android嵌入式设备中的Android服务程序收到串口消息流后，首先根据串口消息协议进行解析，然后根据制定的键值功能表进行键值和功能码提取,并按照广播协议进行发送；Android服务程序操作Android嵌入式设备中的串口单元，并将收到的串口按键消息和握手消息处理后进行广播转发。
所述的键值功能表的设置包括：
（1）、按键扩展模块对应的按键名称；
（2）、对应键值：每个按键名称设置对应键值，以一位字节数组表示，从0x01至0xFE依次排列；
（3）、按键方法及功能码：每个按键名称设置按键方法和对应的功能码，功能码以一位字节数组表示，按键方法即对每个按键名称的具体操作；
（4）、代表功能：即为按键方法操作后所对应的功能界面；
所述当按键扩展模块的对应键值为OxFF、功能码也为0xFF时，为握手消息。
本发明所产生的有益效果是：将Android嵌入式终端产品的按键模块从系统程序中剥离出来，不再是从底层获取消息，而是通过串口直接从上层应用直接获取对应的消息，从而使按键解耦模块化，具有极强的通用性、兼容性和可移植性。在保证质量和效率的同时缩短产品的研发周期，减少研发投入，能够满足各类Android系统版本和安卓硬件设计。
附图说明
图1为本发明按键扩展模块总体实现框图；
图2为本发明按键扩展模块信息通信示意图；
图3为本发明工作流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，Android嵌入式设备外置按键扩展模块包括型号为LPC-1765的ARM单片机硬件部分和一个Android服务程序的软件部分以及串口接口电路构成。其中ARM单片机分别与扩展按键电路、自控按键电路、通信接口电路、调试接口电路、升级接口电路及电源电路连接；Android服务程序是一个单独运行在Android嵌入式设备上的后台服务，可以操作串口单元，通过串口消息协议与外置硬件通信。
硬件上可分为两部分，即外置的按键扩展模块和Android嵌入式设备，两者以串口相连，通过串口消息协议交互；Android嵌入式设备内部又可分为两部分，即后台服务程序（控制串口单元并处理串口数据和转发消息）和用户应用程序，这两部分通过内部广播协议进行交互。
按键扩展模块硬件的实现兼容各种硬件电路（硬件部分均为公知电路，在此不再赘述），单片机只需要接收底层按键电路上报的按键消息即可，接收按键消息之后需要按本发明规定执行操作。按键扩展模块具有自己的电源单元，串口通信单元，外置编程串口，通过型号为LPC-1765的ARM单片机控制，此模块可以根据项目具体需要变更按键的设计，增加或者减少按键，将按键模块化设计，以达到通用需求。
如图2所示，按键扩展模块根据键值功能表将接收到的按键消息按照串口消息协议进行处理：即解析按键名称及按键方法；将按键名称和按键方法按键值功能表转化为对应键值和功能码，并按照串口消息协议编码；将编码后数据统一放置在串口消息协议数据段中校验；并按照串口消息协议封装发送。
实施例：以嵌入式设备常见的键盘功能为例，键值功能表制定如表1所示：
表1
表中对应关系为单击短按（0x01），双击短按（0x02），单击长按（0x03）；其中键值为OxFF，按键功能码也为0xFF时，为握手消息。
串口消息协议如表2所示：
补充：除去头尾若数据中出现协议中的头尾关键字做如下转义(协议类型、数据长
度、数据内容、校验)：
| 转义前 | 0x7F | 0x7E |
| 转义后 | 0x7F 0xFF | 0x7F 0xFE |
内部广播协议：内部广播发送时，Intent携带两个int类型的参数，其中第一个标识定义的按键码，表明是第几个按键被触发，其int类型的数值应和键值功能表中对应键值对应；第二个标识被触发的功能码，表明是单击、长按、双击或其他定义的按键方式，数值也应和键值功能表功能码对应。
如果两个int类型参数都是0，表明当前外置按键扩展模块握手丢失断连，为告警广播。
如图3所示，Android后台服务程序部分会监听对应的Android串口，当收到对应的按键消息后，按串口消息协议提取有效报文，然后进行处理；若为握手消息，则会回复同样格式的握手消息；若不是握手消息，会按键值功能表提取按键键值和功能码，按照内部广播协议发送对应的按键消息广播；后台服务程序启动后会启动一个定时器任务，倘若超过一分钟未能检测到按键扩展模块的握手消息，会以分钟为周期发送断连告警广播，应用程序应该做出提示，提醒维修人员进行维护。
需要按键消息的应用程序只要注册对应的广播即可收到按键消息并做出反应。因此对于不同系统版本只要做好对应的后台服务程序，安装到Android系统即可。
如此Android嵌入式设备的按键无需再从底层进行开发，按键扩展模块独立出来易于开发维护，也容易兼容已有设计。从而使按键设计解耦模块化，具有极强的通用性、兼容性和可移植性。
Android后台服务程序部分，会监听对应的Android串口，当收到对应的按键消息后，按协议提取有效报文，处理之后会按协议发送对应的按键消息广播，需要按键消息的程序只要注册对应的广播即可收到。因此对于不同系统版本只要做好对应的后台服务程序，安装到Android系统即可。
Claims (1)
1.一种Android嵌入式设备外置按键扩展模块的实现方法，其特征在于，所述按键扩展模块包括ARM单片机、电源单元、串口通信单元和外置编程串口电路，首先对所述按键扩展模块制定键值功能表，所述键值功能表包括按键扩展模块所对应的按键名称，每个按键名称对应键值、按键方法及功能码，所述按键扩展模块根据键值功能表将接收到的按键消息解析按键名称及按键方法；将按键名称和按键方法按键值功能表转化为对应键值和功能码，并按照串口消息协议编码；将编码后数据统一放置在串口消息协议数据段中校验；并按照串口消息协议封装发送；Android嵌入式设备中的Android服务程序收到串口消息流后，首先根据串口消息协议进行解析，然后根据制定的键值功能表进行键值和功能码提取,并按照广播协议进行发送；Android服务程序操作Android嵌入式设备中的串口单元，并将收到的串口按键消息和握手消息处理后进行广播转发。
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