I. Introduction▲
Attention cette API ne correspond pas à l'esprit « write once, run everywhere » de Java puisqu'une DLL est nécessaire. Pour les utilisateurs de Linux, il existe une API qui s'appelle RX/TX.
I-A. Rappels sur le port série▲
Le port série utilise un fil pour l'émission et un autre fil pour la réception. Donc, dans un port série les bits de données sont envoyés les uns après les autres. L'interface série est orientée caractère et chaque caractère envoyé est délimité par un signal de début (un bit à 0) et par un signal de fin (un ou deux bits selon le paramétrage). Un caractère étant généralement composé d'un ensemble de huit bits, la conséquence de ce système de communication est une lenteur puisque pour un caractère de 8 bits, il faut ajouter 2 ou 3 bits supplémentaires qui représentent 25 % minimum de message en plus.
Pour plus d'informations sur le port série, veuillez consulter ces sites : http://www.ctips.com/rs232.html ou http://www.google.fr
I-B. Contenu de l'archive javax.comm▲
Le zip est téléchargeable sur le site de SUN : http://java.sun.com/products/javacomm/index.jsp
Il est composé de :
- un jar : comm.jar ;
- un fichier de configuration : javax.comm.properties ;
- une dll : win32com.dll ;
- la documentation associée à l'API ;
- une série d'exemples.
Attention, les exemples fournis avec l'API, sont écrits pour un environnement Unix, il faut remplacer le « /dev/term/a » par « COM1 » pour l'identifiant de port.
La dll est à mettre dans le répertoire Windows/system32, le fichier comm.jar et le fichier javax.comm.properties sont à mettre avec les autres bibliothèques externes de votre application. Il ne faut pas toucher au fichier de configuration.
I-C. Contenu de l'API▲
Cette API contient différentes classes et interfaces.
Pour la gestion des ports :
- class javax.comm.CommPort Abstraite ;
- class javax.comm.ParallelPort extends CommPort ;
- class javax.comm.SerialPort extends CommPort ;
- class javax.comm.CommPortIdentifier.
Pour la gestion des événements :
- interface javax.comm.CommPortOwnershipListener (extends java.util.EventListener) ;
- class javax.comm.ParallelPortEvent ;
- class javax.comm.SerialPortEvent ;
- interface javax.comm.ParallelPortEventListener (extends java.util.EventListener) ;
- interface javax.comm.SerialPortEventListener (extends java.util.EventListener).
Pour les exceptions :
- class javax.comm.NoSuchPortException ;
- class javax.comm.PortInUseException ;
- class javax.comm.UnsupportedCommOperationException.
Il existe deux niveaux pour la gestion des ports de communication :
- un niveau haut avec les deux classes CommPortIdentifier et CommPort ;
- un niveau bas avec les deux classes SerialPort et ParallelPort.
La classe CommPortIdentifier est la classe centrale pour le contrôle des accès aux ports de communication.
Elle inclut les méthodes pour :
- déterminer les ports de communication disponibles ;
- ouvrir les ports de communications ;
- déterminer les possesseurs de ports et résoudre les conflits et changements.
Une application utilise d'abord CommPortIdentifier pour négocier avec le driver et découvrir les ports qui existent sur la machine puis en sélectionner un pour l'ouverture. Ensuite elle utilise les méthodes des autres classes comme CommPort, ParallelPort et SerialPort pour communiquer par ce port.
La classe CommPort est une classe abstraite qui décrit les ports de communication rendus disponibles par le système. Elle inclut les méthodes pour le contrôle des entrées/sorties qui sont communes aux différents types de ports de communications. SerialPort et ParallelPort sont des sous-classes de CommPort qui incluent des méthodes additionnelles pour le contrôle bas-niveau des ports de communication.
Il n'y a pas de constructeur pour CommPort. Par conséquent une application doit utiliser la méthode CommPortIdentifier.getPortIdentifiers() pour générer une liste des ports disponibles. Elle choisit ensuite un port dans la liste et appelle CommPortIdentifier.open pour créer un objet CommPort qui est casté ensuite en SerialPort.
Après qu'un port de communication a été identifié et ouvert, il peut être configuré avec les méthodes de bas niveau de la classe SerialPort.
Enfin il est possible de travailler de deux façons différentes avec ces ports :
- en utilisant les flux ;
- en mode événementiel.
II. Utilisation de l'API▲
II-A. Importer les packages nécessaires▲
import
javax.comm.*;
import
com.sun.comm.Win32Driver;
II-B. Obtenir une instance de SerialPort▲
Deux façons de travailler :
- CommPortIdentifier.getPortIdentifiers() renvoie l'énumération des ports de la machine ;
- CommPortIdentifier.getPortIdentifier(nom du port) renvoie le CommPortIdentifier correspondant au nom du port donné. Elle est susceptible de lever une exception si le port associé au nom n'existe pas.
II-B-1. Lister les ports de la machine▲
//initialisation du driver
Win32Driver w32Driver=
new
Win32Driver
(
);
w32Driver.initialize
(
);
//récupération de l'énumération
Enumeration portList=
CommPortIdentifier.getPortIdentifiers
(
);
//affichage des noms des ports
CommPortIdentifier portId;
while
(
portList.hasMoreElements
(
)){
portId=(
CommPortIdentifier)portList.nextElement
(
);
System.out.println
(
portId.getName
(
));
}
La sortie écran nous donne :
COM3
COM1
LPT1
LPT2
Attention cette liste de ports est susceptible de varier selon la configuration de votre machine.
II-B-2. Obtenir un port▲
Maintenant nous allons essayer d'obtenir un objet SerialPort sur le port COM1. Pour cela on obtient d'abord l'identifiant puis on ouvre le port correspondant et le caste en SerialPort.
Win32Driver w32Driver=
new
Win32Driver
(
);
w32Driver.initialize
(
);
//récupération du port
CommPortIdentifier portId;
try
{
portId=
CommPortIdentifier.getPortIdentifier
(
"COM1"
);
}
catch
(
NoSuchPortException ex){
//traitement de l'exception
}
SerialPort port;
try
{
port=(
SerialPort)portId.open
(
"Mon_Appli"
, 10000
);
}
catch
(
PortInUseException ex) {
//traitement de l'exception
}
L'appel de la méthode open accepte deux paramètres :
- le nom de l'application qui demande le port ;
- le délai d'attente en millisecondes pour l'obtention du port.
Si le port est déjà utilisé par une autre application, le système propage un PORT_OWNERSHIP_REQUESTED et donne alors le délai au système pour libérer le port. En cas d'échec une PortInUseException est levée.
II-B-3. Rendre le port▲
Pendant l'exécution de votre application, une autre application est susceptible de vouloir utiliser le même port que vous. Si vous désirez en être informé pour éventuellement libérer le port, votre application qui ouvre le port doit implémenter l'interface CommPortOwnershipListener.
Si vous désirez libérer le port, il faut faire appel à la méthode CommPort.close().
II-C. Utiliser cette instance de SerialPort▲
II-C-1. Paramétrer le port▲
Après son ouverture, vous devez paramétrer le port. Les paramètres importants pour la communication par port série sont :
- le contrôle de flux ;
- le débit de la connexion (en Bauds) ;
- le nombre de bits de données ;
- le ou les bits stop ;
- la présence d'un bit de parité.
try
{
port.setFlowControlMode
(
SerialPort.FLOWCONTROL_NONE);
port.setSerialPortParams
(
9600
, SerialPort.DATABITS_8, SerialPort.STOPBITS_1, SerialPort.PARITY_NONE);
}
catch
(
UnsupportedCommOperationException ex){
//gestion de l'exception
}
Ces méthodes de paramétrage sont susceptibles de lever une UnsupportedCommPortOperationException. Leur utilisation est simplifiée par l'usage des attributs statiques de SerialPort. Dans l'exemple précédent, notre port est paramétré sans contrôle de flux, à 9600 bauds sur 8 bits avec 1 bit stop et sans parité ce qui correspond au paramétrage par défaut.
Enfin la classe SerialPort dispose aussi de méthodes permettant d'interrompre ou reprendre la propagation de certains types d'événements selon vos besoins.
II-C-2. Travailler avec les flux▲
On peut désirer travailler avec les flux des ports séries (dans le cas de communication avec un périphérique par exemple)
InputStream in;
OutputStream out;
try
{
out =
port.getOutputStream
(
);
in =
port.getInputStream
(
);
}
catch
(
IOException ex) {
//gestion de l'exception
}
On travaille ensuite simplement avec les flux comme on le fait avec une socket par exemple (construction de BufferedReader, XMLEncoder, etc.).
II-C-3. Travailler en événementiel▲
Il est possible de travailler en événementiel avec les ports séries. Pour cela il suffit d'implémenter l'interface SerialPortEventListener dans une classe et de l'ajouter en Listener.
Ajouter la classe en Listener
// ajout d'un Listener au port.
try
{
port.addEventListener
(
un SerialPortEventListener);
}
catch
(
TooManyListenersException ex) {
//traitement de l'exception
}
Les ports ne pouvant accepter qu'un Listener, une exception de type TooManyListenersException est levée si un listener est déjà enregistré auprès du port.
L'interface SerialPortEventListener présente une seule méthode : public abstract void serialEvent(SerialPortEvent ev). Il faut alors gérer l'événement selon son type que l'on peut récupérer par la méthode ev.getEventType().
Les ports séries disposent de toute une batterie d'événements. Une gestion classique de ces événements s'opère par utilisation d'une structure switch et des attributs statiques de la classe SerialPortEvent
switch
(
ev.getEventType
(
)) {
// Réception de données
case
SerialPortEvent.DATA_AVAILABLE:
// Récupération des données
break
;
// Réception d'un signal BREAK.
case
SerialPortEvent.BI:
// Gestion de l'événement
break
;
}
II-D. Cas des applets▲
Il faut savoir que le chargement du driver avec une applet lève une exception sur le :
w32Driver.initialize
(
);
Le message dans la console est :
Caught java.lang.NullPointerException: name can't be null while loading driver com.sun.comm.Win32Driver
Cela n'empêche pas l'applet de fonctionner. Vous pouvez intercepter cette exception ou la laisser s'afficher dans la console Java du navigateur.
III. Exemples d'application▲
À la suite vous trouverez deux exemples d'utilisation du port série. Le premier travaille avec les flux, le second travaille en mode événementiel.
Ces exemples reprennent une partie du code des exemples disponibles avec l'API. Dans les exemples qui suivent, la section catch des blocs try-catch est laissée vide pour réduire la taille du code. De même, dans un souci de simplification, il n'y a pas de contrôle des arguments et la demande d'un port inexistant entraîne un plantage.
III-A. Utilisation des flux (balance électronique)▲
Ce mode de fonctionnement peut aussi correspondre à celui de communication avec un modem, un routeur, un moteur pas à pas, etc.
Cet exemple est basé sur la demande de poids à une balance connectée sur le port série. Pour donner son poids, la balance attend un signal sous la forme du caractère '$'.
La ligne de commande attend en argument le nom du port où la balance est connectée (COM1 par exemple). Attention dans cet exemple, l'absence de périphérique sur le port entraîne un blocage de l'application sur la lecture de la réponse. Pour éviter ce blocage, la communication doit se faire dans un thread.
import
javax.comm.*;
import
com.sun.comm.Win32Driver;
import
java.io.*;
public
class
UtilisationFlux {
private
BufferedReader bufRead; //flux de lecture du port
private
OutputStream outStream; //flux d'écriture du port
private
CommPortIdentifier portId; //identifiant du port
private
SerialPort sPort; //le port série
/**
* Constructeur
*/
public
UtilisationFlux
(
String port) {
//initialisation du driver
Win32Driver w32Driver =
new
Win32Driver
(
);
w32Driver.initialize
(
);
//récupération de l'identifiant du port
try
{
portId =
CommPortIdentifier.getPortIdentifier
(
port);
}
catch
(
NoSuchPortException e) {
}
//ouverture du port
try
{
sPort =
(
SerialPort) portId.open
(
"UtilisationFlux"
, 30000
);
}
catch
(
PortInUseException e) {
}
//règle les paramètres de la connexion
try
{
sPort.setSerialPortParams
(
9600
,
SerialPort.DATABITS_8,
SerialPort.STOPBITS_1,
SerialPort.PARITY_NONE);
}
catch
(
UnsupportedCommOperationException e) {
}
//récupération du flux de lecture et écriture du port
try
{
outStream =
sPort.getOutputStream
(
);
bufRead =
new
BufferedReader
(
new
InputStreamReader
(
sPort.getInputStream
(
)));
}
catch
(
IOException e) {
}
}
/**
* Méthode de communication.
*/
public
String communique
(
char
envoie) {
String poids =
null
;
try
{
//demande de poids
outStream.write
((
int
) envoie);
//lecture du poids
poids =
bufRead.readLine
(
).trim
(
);
}
catch
(
IOException e) {
}
return
poids;
}
/**
* Méthode de fermeture des flux et port.
*/
public
void
close
(
){
try
{
bufRead.close
(
);
outStream.close
(
);
}
catch
(
IOException e) {
}
sPort.close
(
);
}
/**
* Méthode principale de l'exemple.
*/
public
static
void
main
(
String[] args) {
//Récupération du port en argument
String port =
args[0
];
//Construction de l'interface à la balance
UtilisationFlux utilFlux =
new
UtilisationFlux
(
port);
//"interface utilisateur"
System.out.println
(
"taper q pour quitter, ou ENTER pour le poids"
);
//construction flux lecture
BufferedReader clavier =
new
BufferedReader
(
new
InputStreamReader
(
System.in));
//lecture sur le flux entrée.
try
{
String lu =
clavier.readLine
(
);
while
(!
lu.equals
(
"q"
)) {
System.out.println
(
utilFlux.communique
(
'$'
));
lu =
clavier.readLine
(
);
}
}
catch
(
IOException e) {
}
utilFlux.close
(
);
}
}
III-B. Utilisation du mode événementiel (lecteur de code-barre)▲
Ce mode de fonctionnement correspond à celui des capteurs de façon générale.
Cet exemple est basé sur l'utilisation avec un lecteur de code-barre. Lorsqu'un code-barre est flashé, sa valeur s'affiche à l'écran. L'écoute du port série se fait dans un thread. La ligne de commande attend en argument le nom du port où le lecteur est connecté (COM1 par exemple).
import
javax.comm.*;
import
com.sun.comm.Win32Driver;
import
java.io.*;
import
java.util.*;
public
class
ModeEvenement extends
Thread implements
SerialPortEventListener {
private
CommPortIdentifier portId;
private
SerialPort serialPort;
private
BufferedReader fluxLecture;
private
boolean
running;
/**
* Constructeur qui récupère l'identifiant du port et lance l'ouverture.
*/
public
ModeEvenement
(
String port) {
//initialisation du driver
Win32Driver w32Driver =
new
Win32Driver
(
);
w32Driver.initialize
(
);
//récupération de l'identifiant du port
try
{
portId =
CommPortIdentifier.getPortIdentifier
(
port);
}
catch
(
NoSuchPortException e) {
}
//ouverture du port
try
{
serialPort =
(
SerialPort) portId.open
(
"ModeEvenement"
, 2000
);
}
catch
(
PortInUseException e) {
}
//récupération du flux
try
{
fluxLecture =
new
BufferedReader
(
new
InputStreamReader
(
serialPort.getInputStream
(
)));
}
catch
(
IOException e) {
}
//ajout du listener
try
{
serialPort.addEventListener
(
this
);
}
catch
(
TooManyListenersException e) {
}
//paramétrage du port
serialPort.notifyOnDataAvailable
(
true
);
try
{
serialPort.setSerialPortParams
(
9600
,
SerialPort.DATABITS_7,
SerialPort.STOPBITS_1,
SerialPort.PARITY_EVEN);
}
catch
(
UnsupportedCommOperationException e) {
}
System.out.println
(
"port ouvert, attente de lecture"
);
}
public
void
run
(
) {
running =
true
;
while
(
running) {
try
{
Thread.sleep
(
2000
);
}
catch
(
InterruptedException e) {
}
}
//fermeture du flux et port
try
{
fluxLecture.close
(
);
}
catch
(
IOException e) {
}
serialPort.close
(
);
}
/**
* Méthode de gestion des événements.
*/
public
void
serialEvent
(
SerialPortEvent event) {
//gestion des événements sur le port :
//on ne fait rien sauf quand les données sont disponibles
switch
(
event.getEventType
(
)) {
case
SerialPortEvent.BI :
case
SerialPortEvent.OE :
case
SerialPortEvent.FE :
case
SerialPortEvent.PE :
case
SerialPortEvent.CD :
case
SerialPortEvent.CTS :
case
SerialPortEvent.DSR :
case
SerialPortEvent.RI :
case
SerialPortEvent.OUTPUT_BUFFER_EMPTY :
break
;
case
SerialPortEvent.DATA_AVAILABLE :
String codeBarre =
new
String
(
);
try
{
//lecture du buffer et affichage
codeBarre =
(
String) fluxLecture.readLine
(
);
System.out.println
(
codeBarre);
}
catch
(
IOException e) {
}
break
;
}
}
/**
* Permet l'arrêt du thread
*/
public
void
stopThread
(
) {
running =
false
;
}
/**
* Méthode principale de l'exemple.
*/
public
static
void
main
(
String[] args) {
//Récuperation du port en argument
String port =
args[0
];
//lancement de l'appli
ModeEvenement modeEve=
new
ModeEvenement
(
port);
modeEve.start
(
);
//"interface utilisateur"
System.out.println
(
"taper q pour quitter"
);
//construction flux lecture
BufferedReader clavier =
new
BufferedReader
(
new
InputStreamReader
(
System.in));
//lecture sur le flux entrée.
try
{
String lu =
clavier.readLine
(
);
while
(!
lu.equals
(
"q"
)) {
}
}
catch
(
IOException e) {
}
modeEve.stopThread
(
);
}
}
IV. Conclusion▲
Dans ce tutoriel, j'aborde l'utilisation du port série. Le problème du port série est qu'il n'existe pas d'API fonctionnant sur tous les systèmes. Cela fait perdre le caractère multiplateforme de votre application en JAVA. De plus l'API javax.comm utilisée dans ce tutoriel et qui fonctionne sous Windows nécessite l'installation d'une dll sur le poste. Ce second point est encore plus gênant dans le cas d'une utilisation sous forme d'applet. Toutefois son utilisation reste très souple puisque tous les paramètres sont facilement accessibles. De plus cette API permet une utilisation des ports selon un mode événementiel ou par utilisation des flux, en fonction du type d'application que vous développez.