Работа с USB-устройствами в .NET
-
09-06-2019 - |
Вопрос
Используя .Net (C #), как вы можете работать с USB-устройствами?
Как вы можете обнаруживать события USB (подключения / разъединения) и как вы взаимодействуете с устройствами (чтение / запись).
Существует ли собственное .Net-решение для этого?
Решение
Там нет никакого родной (например, Системные библиотеки) решение для этого.Вот в чем причина, почему Шарпусблиб существует, как упомянуто мубаа.
Если вы хотите создать свой собственный обработчик для USB-устройств, вы можете ознакомиться с Класс SerialPort для System.IO.Портов.
Другие советы
Я пробовал использовать SharpUSBLib, и это испортило работу моего компьютера (потребовалось восстановление системы).Это случилось и с коллегой по тому же проекту.
Я нашел альтернативу в LibUsbDotNet: http://sourceforge.net/projects/libusbdotnet Я еще не часто им пользовался, но он кажется хорошим и недавно обновленным (в отличие от Sharp).
Редактировать:По состоянию на середину февраля 2017 года LibUsbDotNet был обновлен около 2 недель назад.Между тем SharpUSBLib не обновлялся с 2004 года.
Я использовал следующий код, чтобы определить, когда USB-устройства были подключены и отключены от моего компьютера:
class USBControl : IDisposable
{
// used for monitoring plugging and unplugging of USB devices.
private ManagementEventWatcher watcherAttach;
private ManagementEventWatcher watcherRemove;
public USBControl()
{
// Add USB plugged event watching
watcherAttach = new ManagementEventWatcher();
//var queryAttach = new WqlEventQuery("SELECT * FROM Win32_DeviceChangeEvent WHERE EventType = 2");
watcherAttach.EventArrived += new EventArrivedEventHandler(watcher_EventArrived);
watcherAttach.Query = new WqlEventQuery("SELECT * FROM Win32_DeviceChangeEvent WHERE EventType = 2");
watcherAttach.Start();
// Add USB unplugged event watching
watcherRemove = new ManagementEventWatcher();
//var queryRemove = new WqlEventQuery("SELECT * FROM Win32_DeviceChangeEvent WHERE EventType = 3");
watcherRemove.EventArrived += new EventArrivedEventHandler(watcher_EventRemoved);
watcherRemove.Query = new WqlEventQuery("SELECT * FROM Win32_DeviceChangeEvent WHERE EventType = 3");
watcherRemove.Start();
}
/// <summary>
/// Used to dispose of the USB device watchers when the USBControl class is disposed of.
/// </summary>
public void Dispose()
{
watcherAttach.Stop();
watcherRemove.Stop();
//Thread.Sleep(1000);
watcherAttach.Dispose();
watcherRemove.Dispose();
//Thread.Sleep(1000);
}
void watcher_EventArrived(object sender, EventArrivedEventArgs e)
{
Debug.WriteLine("watcher_EventArrived");
}
void watcher_EventRemoved(object sender, EventArrivedEventArgs e)
{
Debug.WriteLine("watcher_EventRemoved");
}
~USBControl()
{
this.Dispose();
}
}
Вы должны убедиться, что вы вызываете метод Dispose() при закрытии вашего приложения.В противном случае вы получите сообщение об ошибке COM-объекта во время выполнения при закрытии.
Я бы порекомендовал LibUsbDotNet, библиотекой, которой я пользуюсь уже 2 года.Если вам приходится работать с USB-устройством (отправлять запросы, обрабатывать ответы), эта библиотека была лучшим решением, которое я смог найти.
Плюсы:
- Содержит все методы, необходимые для работы в режиме синхронизации.
- Предоставленный исходный код
- Достаточно образцов, чтобы начать использовать его прямо сейчас.
Минусы:
- Плохая документация (это обычная проблема для проектов с открытым исходным кодом).В принципе, вы можете найти просто общее описание методов в файле справки CHM, и все.Но я все еще нахожу предоставленные образцы и исходный код достаточными для кодирования.Просто иногда я вижу странное поведение и хочу знать, почему оно было реализовано таким образом, но не могу получить даже намека...
- Кажется, больше не поддерживается.Последняя версия была выпущена в октябре 2010 года.И иногда бывает трудно получить ответы.
Здесь есть руководство по получению библиотеки SharpUSBLib и драйверов HID, работающих с C #:
http://www.developerfusion.com/article/84338/making-usb-c-friendly/
Существует универсальный инструментарий Река Ветра для написания USB-драйверов в пользовательском режиме, которые также поддерживают #.NET
Если у вас есть Национальные инструменты программное обеспечение на вашем ПК вы можете создать USB-драйвер, используя их "Мастер вождения NI-VISA".
Шаги по созданию USB-драйвера: http://www.ni.com/tutorial/4478/en/
Как только вы создадите драйвер, вы сможете записывать и считывать байты на любое USB-устройство.
Убедитесь, что драйвер виден Windows в диспетчере устройств:
Код на C #:
using NationalInstruments.VisaNS;
#region UsbRaw
/// <summary>
/// Class to communicate with USB Devices using the UsbRaw Class of National Instruments
/// </summary>
public class UsbRaw
{
private NationalInstruments.VisaNS.UsbRaw usbRaw;
private List<byte> DataReceived = new List<byte>();
/// <summary>
/// Initialize the USB Device to interact with
/// </summary>
/// <param name="ResourseName">In this format: "USB0::0x1448::0x8CA0::NI-VISA-30004::RAW". Use the NI-VISA Driver Wizard from Start»All Programs»National Instruments»VISA»Driver Wizard to create the USB Driver for the device you need to talk to.</param>
public UsbRaw(string ResourseName)
{
usbRaw = new NationalInstruments.VisaNS.UsbRaw(ResourseName, AccessModes.NoLock, 10000, false);
usbRaw.UsbInterrupt += new UsbRawInterruptEventHandler(OnUSBInterrupt);
usbRaw.EnableEvent(UsbRawEventType.UsbInterrupt, EventMechanism.Handler);
}
/// <summary>
/// Clears a USB Device from any previous commands
/// </summary>
public void Clear()
{
usbRaw.Clear();
}
/// <summary>
/// Writes Bytes to the USB Device
/// </summary>
/// <param name="EndPoint">USB Bulk Out Pipe attribute to send the data to. For example: If you see on the Bus Hound sniffer tool that data is coming out from something like 28.4 (Device column), this means that the USB is using Endpoint 4 (Number after the dot)</param>
/// <param name="BytesToSend">Data to send to the USB device</param>
public void Write(short EndPoint, byte[] BytesToSend)
{
usbRaw.BulkOutPipe = EndPoint;
usbRaw.Write(BytesToSend); // Write to USB
}
/// <summary>
/// Reads bytes from a USB Device
/// </summary>
/// <returns>Bytes Read</returns>
public byte[] Read()
{
usbRaw.ReadByteArray(); // This fires the UsbRawInterruptEventHandler
byte[] rxBytes = DataReceived.ToArray(); // Collects the data received
return rxBytes;
}
/// <summary>
/// This is used to get the data received by the USB device
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void OnUSBInterrupt(object sender, UsbRawInterruptEventArgs e)
{
try
{
DataReceived.Clear(); // Clear previous data received
DataReceived.AddRange(e.DataBuffer);
}
catch (Exception exp)
{
string errorMsg = "Error: " + exp.Message;
DataReceived.AddRange(ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(errorMsg));
}
}
/// <summary>
/// Use this function to clean up the UsbRaw class
/// </summary>
public void Dispose()
{
usbRaw.DisableEvent(UsbRawEventType.UsbInterrupt, EventMechanism.Handler);
if (usbRaw != null)
{
usbRaw.Dispose();
}
}
}
#endregion UsbRaw
Использование:
UsbRaw usbRaw = new UsbRaw("USB0::0x1448::0x8CA0::NI-VISA-30004::RAW");
byte[] sendData = new byte[] { 0x53, 0x4c, 0x56 };
usbRaw.Write(4, sendData); // Write bytes to the USB Device
byte[] readData = usbRaw.Read(); // Read bytes from the USB Device
usbRaw.Dispose();
Надеюсь, это кому-то поможет.
USB-устройства обычно делятся на две категории:Скрытый и USB.USB-устройство может быть Hid-устройством, а может и не быть, и наоборот.С Hid обычно немного проще работать, чем с прямым USB.Разные платформы имеют разные API для работы как с USB, так и с Hid.
Вот документация для UWP:
Спрятался:https://docs.microsoft.com/en-us/uwp/api/windows.devices.humaninterfacedevice
Вот документация для Android:https://developer.xamarin.com/api/namespace/Android .Аппаратное обеспечение.usb/
Вот два класса для работы с USB / Hid на необработанном уровне Windows API:
https://github.com/MelbourneDeveloper/Device.Net/blob/master/src/Hid.Net/Windows/HidAPICalls.cs
public static class HidAPICalls
{
#region Constants
private const int DigcfDeviceinterface = 16;
private const int DigcfPresent = 2;
private const uint FileShareRead = 1;
private const uint FileShareWrite = 2;
private const uint GenericRead = 2147483648;
private const uint GenericWrite = 1073741824;
private const uint OpenExisting = 3;
private const int HIDP_STATUS_SUCCESS = 0x110000;
private const int HIDP_STATUS_INVALID_PREPARSED_DATA = -0x3FEF0000;
#endregion
#region API Calls
[DllImport("hid.dll", SetLastError = true)]
private static extern bool HidD_GetPreparsedData(SafeFileHandle hidDeviceObject, out IntPtr pointerToPreparsedData);
[DllImport("hid.dll", SetLastError = true, CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
private static extern bool HidD_GetManufacturerString(SafeFileHandle hidDeviceObject, IntPtr pointerToBuffer, uint bufferLength);
[DllImport("hid.dll", SetLastError = true, CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
private static extern bool HidD_GetProductString(SafeFileHandle hidDeviceObject, IntPtr pointerToBuffer, uint bufferLength);
[DllImport("hid.dll", SetLastError = true, CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
private static extern bool HidD_GetSerialNumberString(SafeFileHandle hidDeviceObject, IntPtr pointerToBuffer, uint bufferLength);
[DllImport("hid.dll", SetLastError = true)]
private static extern int HidP_GetCaps(IntPtr pointerToPreparsedData, out HidCollectionCapabilities hidCollectionCapabilities);
[DllImport("hid.dll", SetLastError = true)]
private static extern bool HidD_GetAttributes(SafeFileHandle hidDeviceObject, out HidAttributes attributes);
[DllImport("hid.dll", SetLastError = true)]
private static extern bool HidD_FreePreparsedData(ref IntPtr pointerToPreparsedData);
[DllImport("hid.dll", SetLastError = true)]
private static extern void HidD_GetHidGuid(ref Guid hidGuid);
private delegate bool GetString(SafeFileHandle hidDeviceObject, IntPtr pointerToBuffer, uint bufferLength);
#endregion
#region Helper Methods
#region Public Methods
public static HidAttributes GetHidAttributes(SafeFileHandle safeFileHandle)
{
var isSuccess = HidD_GetAttributes(safeFileHandle, out var hidAttributes);
WindowsDeviceBase.HandleError(isSuccess, "Could not get Hid Attributes");
return hidAttributes;
}
public static HidCollectionCapabilities GetHidCapabilities(SafeFileHandle readSafeFileHandle)
{
var isSuccess = HidD_GetPreparsedData(readSafeFileHandle, out var pointerToPreParsedData);
WindowsDeviceBase.HandleError(isSuccess, "Could not get pre parsed data");
var result = HidP_GetCaps(pointerToPreParsedData, out var hidCollectionCapabilities);
if (result != HIDP_STATUS_SUCCESS)
{
throw new Exception($"Could not get Hid capabilities. Return code: {result}");
}
isSuccess = HidD_FreePreparsedData(ref pointerToPreParsedData);
WindowsDeviceBase.HandleError(isSuccess, "Could not release handle for getting Hid capabilities");
return hidCollectionCapabilities;
}
public static string GetManufacturer(SafeFileHandle safeFileHandle)
{
return GetHidString(safeFileHandle, HidD_GetManufacturerString);
}
public static string GetProduct(SafeFileHandle safeFileHandle)
{
return GetHidString(safeFileHandle, HidD_GetProductString);
}
public static string GetSerialNumber(SafeFileHandle safeFileHandle)
{
return GetHidString(safeFileHandle, HidD_GetSerialNumberString);
}
#endregion
#region Private Static Methods
private static string GetHidString(SafeFileHandle safeFileHandle, GetString getString)
{
var pointerToBuffer = Marshal.AllocHGlobal(126);
var isSuccess = getString(safeFileHandle, pointerToBuffer, 126);
Marshal.FreeHGlobal(pointerToBuffer);
WindowsDeviceBase.HandleError(isSuccess, "Could not get Hid string");
return Marshal.PtrToStringUni(pointerToBuffer);
}
#endregion
#endregion
}
https://github.com/MelbourneDeveloper/Device.Net/blob/master/src/Usb.Net/Windows/WinUsbApiCalls.cs
public static partial class WinUsbApiCalls
{
#region Constants
public const int EnglishLanguageID = 1033;
public const uint DEVICE_SPEED = 1;
public const byte USB_ENDPOINT_DIRECTION_MASK = 0X80;
public const int WritePipeId = 0x80;
/// <summary>
/// Not sure where this constant is defined...
/// </summary>
public const int DEFAULT_DESCRIPTOR_TYPE = 0x01;
public const int USB_STRING_DESCRIPTOR_TYPE = 0x03;
#endregion
#region API Calls
[DllImport("winusb.dll", SetLastError = true)]
public static extern bool WinUsb_ControlTransfer(IntPtr InterfaceHandle, WINUSB_SETUP_PACKET SetupPacket, byte[] Buffer, uint BufferLength, ref uint LengthTransferred, IntPtr Overlapped);
[DllImport("winusb.dll", SetLastError = true, CharSet = CharSet.Auto)]
public static extern bool WinUsb_GetAssociatedInterface(SafeFileHandle InterfaceHandle, byte AssociatedInterfaceIndex, out SafeFileHandle AssociatedInterfaceHandle);
[DllImport("winusb.dll", SetLastError = true)]
public static extern bool WinUsb_GetDescriptor(SafeFileHandle InterfaceHandle, byte DescriptorType, byte Index, ushort LanguageID, out USB_DEVICE_DESCRIPTOR deviceDesc, uint BufferLength, out uint LengthTransfered);
[DllImport("winusb.dll", SetLastError = true)]
public static extern bool WinUsb_GetDescriptor(SafeFileHandle InterfaceHandle, byte DescriptorType, byte Index, UInt16 LanguageID, byte[] Buffer, UInt32 BufferLength, out UInt32 LengthTransfered);
[DllImport("winusb.dll", SetLastError = true)]
public static extern bool WinUsb_Free(SafeFileHandle InterfaceHandle);
[DllImport("winusb.dll", SetLastError = true)]
public static extern bool WinUsb_Initialize(SafeFileHandle DeviceHandle, out SafeFileHandle InterfaceHandle);
[DllImport("winusb.dll", SetLastError = true)]
public static extern bool WinUsb_QueryDeviceInformation(IntPtr InterfaceHandle, uint InformationType, ref uint BufferLength, ref byte Buffer);
[DllImport("winusb.dll", SetLastError = true)]
public static extern bool WinUsb_QueryInterfaceSettings(SafeFileHandle InterfaceHandle, byte AlternateInterfaceNumber, out USB_INTERFACE_DESCRIPTOR UsbAltInterfaceDescriptor);
[DllImport("winusb.dll", SetLastError = true)]
public static extern bool WinUsb_QueryPipe(SafeFileHandle InterfaceHandle, byte AlternateInterfaceNumber, byte PipeIndex, out WINUSB_PIPE_INFORMATION PipeInformation);
[DllImport("winusb.dll", SetLastError = true)]
public static extern bool WinUsb_ReadPipe(SafeFileHandle InterfaceHandle, byte PipeID, byte[] Buffer, uint BufferLength, out uint LengthTransferred, IntPtr Overlapped);
[DllImport("winusb.dll", SetLastError = true)]
public static extern bool WinUsb_SetPipePolicy(IntPtr InterfaceHandle, byte PipeID, uint PolicyType, uint ValueLength, ref uint Value);
[DllImport("winusb.dll", SetLastError = true)]
public static extern bool WinUsb_WritePipe(SafeFileHandle InterfaceHandle, byte PipeID, byte[] Buffer, uint BufferLength, out uint LengthTransferred, IntPtr Overlapped);
#endregion
#region Public Methods
public static string GetDescriptor(SafeFileHandle defaultInterfaceHandle, byte index, string errorMessage)
{
var buffer = new byte[256];
var isSuccess = WinUsb_GetDescriptor(defaultInterfaceHandle, USB_STRING_DESCRIPTOR_TYPE, index, EnglishLanguageID, buffer, (uint)buffer.Length, out var transfered);
WindowsDeviceBase.HandleError(isSuccess, errorMessage);
var descriptor = new string(Encoding.Unicode.GetChars(buffer, 2, (int)transfered));
return descriptor.Substring(0, descriptor.Length - 1);
}
#endregion
}
С любым из этих решений вам нужно будет либо опрашивать устройство с определенным интервалом, либо использовать один из собственных классов прослушивания устройств API.Однако эта библиотека накладывает слой на Hid и USB на всех платформах, чтобы вы могли легко обнаруживать соединения и разъединения: https://github.com/MelbourneDeveloper/Device.Net/wiki/Device-Listener .Вот как бы вы это использовали:
internal class TrezorExample : IDisposable
{
#region Fields
//Define the types of devices to search for. This particular device can be connected to via USB, or Hid
private readonly List<FilterDeviceDefinition> _DeviceDefinitions = new List<FilterDeviceDefinition>
{
new FilterDeviceDefinition{ DeviceType= DeviceType.Hid, VendorId= 0x534C, ProductId=0x0001, Label="Trezor One Firmware 1.6.x", UsagePage=65280 },
new FilterDeviceDefinition{ DeviceType= DeviceType.Usb, VendorId= 0x534C, ProductId=0x0001, Label="Trezor One Firmware 1.6.x (Android Only)" },
new FilterDeviceDefinition{ DeviceType= DeviceType.Usb, VendorId= 0x1209, ProductId=0x53C1, Label="Trezor One Firmware 1.7.x" },
new FilterDeviceDefinition{ DeviceType= DeviceType.Usb, VendorId= 0x1209, ProductId=0x53C0, Label="Model T" }
};
#endregion
#region Events
public event EventHandler TrezorInitialized;
public event EventHandler TrezorDisconnected;
#endregion
#region Public Properties
public IDevice TrezorDevice { get; private set; }
public DeviceListener DeviceListener { get; private set; }
#endregion
#region Event Handlers
private void DevicePoller_DeviceInitialized(object sender, DeviceEventArgs e)
{
TrezorDevice = e.Device;
TrezorInitialized?.Invoke(this, new EventArgs());
}
private void DevicePoller_DeviceDisconnected(object sender, DeviceEventArgs e)
{
TrezorDevice = null;
TrezorDisconnected?.Invoke(this, new EventArgs());
}
#endregion
#region Public Methods
public void StartListening()
{
TrezorDevice?.Dispose();
DeviceListener = new DeviceListener(_DeviceDefinitions, 3000);
DeviceListener.DeviceDisconnected += DevicePoller_DeviceDisconnected;
DeviceListener.DeviceInitialized += DevicePoller_DeviceInitialized;
}
public async Task InitializeTrezorAsync()
{
//Get the first available device and connect to it
var devices = await DeviceManager.Current.GetDevices(_DeviceDefinitions);
TrezorDevice = devices.FirstOrDefault();
await TrezorDevice.InitializeAsync();
}
public async Task<byte[]> WriteAndReadFromDeviceAsync()
{
//Create a buffer with 3 bytes (initialize)
var writeBuffer = new byte[64];
writeBuffer[0] = 0x3f;
writeBuffer[1] = 0x23;
writeBuffer[2] = 0x23;
//Write the data to the device
return await TrezorDevice.WriteAndReadAsync(writeBuffer);
}
public void Dispose()
{
TrezorDevice?.Dispose();
}
#endregion
}
Большинство наборов микросхем USB поставляются с драйверами. Кремниевые лаборатории есть один.
Я получил интерфейс для Крошечный работает довольно хорошо, используя эта статья
Я попробовал несколько из этих предложений, но безуспешно.В итоге я написал рабочее решение, используя Java и hid4java библиотека.В качестве консольного приложения я могу перейти на него с C #, используя Process.Start()
, передавая параметры, а также считывая ответы.Это обеспечивает базовый ввод-вывод HID, но без событий подключения / отключения.Для этого мне нужно было бы переписать его для запуска как демон / служба и использовать именованные каналы или какой-либо другой сервер / клиентский транспорт.На данный момент этого достаточно, чтобы выполнить работу, поскольку библиотека hi4java "просто работает".