Java串口通信怎么实现？步骤和代码示例详解

串口通信的基础概念

串口通信是一种广泛使用的设备间数据传输方式,通过串行接口（如COM口）实现数据的逐位传输，Java本身不直接提供串口通信API，但可以通过第三方库（如RXTX、jSerialComm等）实现，本文以jSerialComm为例，介绍如何在Java中实现串口通信，包括环境搭建、串口配置、数据收发及异常处理等关键步骤。

开发环境准备

在开始开发前,需完成以下准备工作：

1. 依赖库引入：下载jSerialComm库的JAR文件（或通过Maven/Gradle依赖管理），将其添加到项目的类路径中，Maven依赖示例：

   <dependency>  
       <groupId>com.fazecast</groupId>  
       <artifactId>jSerialComm</artifactId>  
       <version>2.9.3</version>  
   </dependency>  

2. 硬件检查：确认目标设备已正确连接到计算机的串口（如Windows的COM3、Linux的/dev/ttyUSB0），并通过设备管理器或ls /dev/tty*命令验证串口是否存在。

串口通信的核心实现步骤

获取可用串口列表

首先通过SerialPort.getCommPorts()方法获取系统中所有可用串口，并遍历打印串口名称、描述信息等，便于后续选择目标串口：

import com.fazecast.jSerialComm.*;  
public class SerialPortExample {  
    public static void main(String[] args) {  
        SerialPort[] commPorts = SerialPort.getCommPorts();  
        System.out.println("可用串口列表：");  
        for (SerialPort port : commPorts) {  
            System.out.println("端口名：" + port.getSystemPortName()  
                    + " | 描述：" + port.getDescriptivePortName());  
        }  
    }  
}  

打开并配置串口

确定目标串口后,通过SerialPort.openPort()方法打开串口，并配置通信参数（波特率、数据位、停止位、校验位等），以波特率115200、8位数据位、1位停止位、无校验为例：

SerialPort serialPort = SerialPort.getCommPort("COM3");  
if (serialPort.openPort()) {  
    System.out.println("串口打开成功");  
    // 配置串口参数  
    serialPort.setBaudRate(115200);  
    serialPort.setDataBits(8);  
    serialPort.setStopBits(1);  
    serialPort.setParity(SerialPort.NO_PARITY);  
    // 设置读取超时时间（毫秒）  
    serialPort.setComPortTimeouts(SerialPort.TIMEOUT_READ_BLOCKING, 1000, 0);  
} else {  
    System.err.println("串口打开失败");  
    return;  
}  

发送数据

串口配置完成后,可通过writeBytes()方法向串口发送字节数据，发送字符串”Hello Serial”：

String sendData = "Hello Serial";  
byte[] bytes = sendData.getBytes();  
int bytesWritten = serialPort.writeBytes(bytes, bytes.length);  
if (bytesWritten == bytes.length) {  
    System.out.println("数据发送成功：" + sendData);  
} else {  
    System.err.println("数据发送失败");  
}  

接收数据

通过readBytes()方法读取串口缓冲区中的数据，结合线程或事件监听可实现实时数据接收：

byte[] readBuffer = new byte[1024];  
int bytesRead = serialPort.readBytes(readBuffer, readBuffer.length);  
if (bytesRead > 0) {  
    String receivedData = new String(readBuffer, 0, bytesRead);  
    System.out.println("接收数据：" + receivedData);  
} else {  
    System.out.println("无数据可读");  
}  

若需持续监听串口数据,可使用SerialPort.addDataListener()注册数据监听器：

serialPort.addDataListener(new SerialPortDataListener() {  
    @Override  
    public int getListeningEvents() { return SerialPort.LISTENING_EVENT_DATA_AVAILABLE; }  
    @Override  
    public void serialEvent(SerialPortEvent event) {  
        if (event.getEventType() != SerialPort.LISTENING_EVENT_DATA_AVAILABLE) return;  
        byte[] buffer = new byte[serialPort.bytesAvailable()];  
        int bytesRead = serialPort.readBytes(buffer, buffer.length);  
        System.out.println("实时接收：" + new String(buffer, 0, bytesRead));  
    }  
});  

关闭串口

通信完成后,需调用closePort()方法关闭串口，释放系统资源：

serialPort.closePort();  
System.out.println("串口已关闭");  

异常处理与最佳实践

1. 异常处理：串口通信中需处理PortNotFoundException（串口不存在）、PortInUseException（串口被占用）、SerialPortTimeoutException（读取超时）等异常，确保程序健壮性。
2. 资源释放：务必在程序退出前关闭串口，避免资源泄漏，可通过try-finally或try-with-resources（需实现AutoCloseable）确保资源释放。
3. 参数匹配：通信双方需保持波特率、数据位、停止位、校验位一致，否则数据传输可能出错。
4. 数据校验：对于关键数据，建议添加校验机制（如CRC、校验和），确保数据传输的准确性。

通过jSerialComm库,Java可以高效实现串口通信功能，核心步骤包括获取串口、配置参数、数据收发及资源管理，实际开发中，需结合具体硬件需求调整通信参数，并注重异常处理和数据校验，以提高系统的稳定性和可靠性，掌握串口通信技术，可广泛应用于工业控制、嵌入式设备、传感器数据采集等领域。