Android 应用开发指南

工业 Android App 开发特点

工业 Android App 与消费级 App 的主要区别：

特性	消费级 App	工业 App
目标用户	普通消费者	专业操作员
UI 设计	美观、时尚	简洁、高效、大字体
网络依赖	强依赖	支持离线工作
更新方式	Google Play	MDM 推送 / 本地更新
权限	标准权限	系统级权限（串口、GPIO）
稳定性	一般	极高（7×24小时）
安全性	一般	高（数据加密、防篡改）

串口通信开发

工业设备通常通过串口与外设通信（打印机、扫码枪、传感器等）。

使用移远串口库

java

// build.gradle 添加依赖
// 移远提供的串口库（从开发者中心下载）
implementation files('libs/quectel-serialport.jar')

// 串口通信封装类
public class SerialPortManager {
    private SerialPort serialPort;
    private InputStream inputStream;
    private OutputStream outputStream;
    private Thread readThread;
    private volatile boolean isRunning = false;
    
    public interface DataCallback {
        void onDataReceived(byte[] data, int length);
    }
    
    private DataCallback callback;
    
    public boolean open(String portPath, int baudRate, DataCallback cb) {
        try {
            this.callback = cb;
            serialPort = new SerialPort(new File(portPath), baudRate, 0);
            inputStream = serialPort.getInputStream();
            outputStream = serialPort.getOutputStream();
            
            isRunning = true;
            startReadThread();
            return true;
        } catch (Exception e) {
            Log.e("SerialPort", "Open failed: " + e.getMessage());
            return false;
        }
    }
    
    private void startReadThread() {
        readThread = new Thread(() -> {
            byte[] buffer = new byte[1024];
            while (isRunning) {
                try {
                    int bytesRead = inputStream.read(buffer);
                    if (bytesRead > 0 && callback != null) {
                        byte[] data = Arrays.copyOf(buffer, bytesRead);
                        callback.onDataReceived(data, bytesRead);
                    }
                } catch (IOException e) {
                    if (isRunning) {
                        Log.e("SerialPort", "Read error: " + e.getMessage());
                    }
                }
            }
        });
        readThread.start();
    }
    
    public void send(byte[] data) {
        try {
            outputStream.write(data);
            outputStream.flush();
        } catch (IOException e) {
            Log.e("SerialPort", "Send error: " + e.getMessage());
        }
    }
    
    public void close() {
        isRunning = false;
        try {
            if (serialPort != null) serialPort.close();
        } catch (Exception e) {
            Log.e("SerialPort", "Close error: " + e.getMessage());
        }
    }
}

使用示例

java

// 在 Activity 中使用串口
SerialPortManager serialManager = new SerialPortManager();

serialManager.open("/dev/ttyHS1", 9600, (data, length) -> {
    String received = new String(data, 0, length);
    runOnUiThread(() -> {
        tvReceived.setText(received);
    });
});

// 发送数据
btnSend.setOnClickListener(v -> {
    String text = etInput.getText().toString();
    serialManager.send(text.getBytes());
});

条码扫描集成

使用 ZXing 库

java

// build.gradle
implementation 'com.journeyapps:zxing-android-embedded:4.3.0'

// 启动扫码
IntentIntegrator integrator = new IntentIntegrator(this);
integrator.setDesiredBarcodeFormats(IntentIntegrator.ALL_CODE_TYPES);
integrator.setPrompt("扫描条码");
integrator.setCameraId(0);
integrator.setBeepEnabled(true);
integrator.setBarcodeImageEnabled(false);
integrator.initiateScan();

// 处理扫码结果
@Override
protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) {
    IntentResult result = IntentIntegrator.parseActivityResult(
        requestCode, resultCode, data);
    if (result != null) {
        if (result.getContents() == null) {
            Toast.makeText(this, "取消扫描", Toast.LENGTH_LONG).show();
        } else {
            String barcode = result.getContents();
            processBarcode(barcode);
        }
    }
}

离线数据缓存

工业 App 必须支持离线工作，网络恢复后自动同步。

Room 数据库

java

// 定义实体
@Entity(tableName = "sensor_data")
public class SensorData {
    @PrimaryKey(autoGenerate = true)
    public int id;
    
    public float temperature;
    public float humidity;
    public long timestamp;
    
    @ColumnInfo(name = "is_synced")
    public boolean isSynced = false;
}

// 定义 DAO
@Dao
public interface SensorDataDao {
    @Insert
    void insert(SensorData data);
    
    @Query("SELECT * FROM sensor_data WHERE is_synced = 0")
    List<SensorData> getUnsyncedData();
    
    @Query("UPDATE sensor_data SET is_synced = 1 WHERE id = :id")
    void markAsSynced(int id);
}

// 数据同步服务
public class SyncService extends Service {
    private SensorDataDao dao;
    
    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        // 检查网络
        if (isNetworkAvailable()) {
            syncData();
        }
        return START_STICKY;
    }
    
    private void syncData() {
        List<SensorData> unsyncedData = dao.getUnsyncedData();
        for (SensorData data : unsyncedData) {
            if (uploadToServer(data)) {
                dao.markAsSynced(data.id);
            }
        }
    }
}

MDM 远程管理

工业设备通常需要 MDM（Mobile Device Management）进行远程管理。

常用 MDM 功能

java

// 远程锁定设备
DevicePolicyManager dpm = (DevicePolicyManager) 
    getSystemService(Context.DEVICE_POLICY_SERVICE);
dpm.lockNow();

// 远程擦除数据
dpm.wipeData(0);

// 静默安装 APK（需要系统权限）
PackageInstaller installer = getPackageManager().getPackageInstaller();
// ... 静默安装逻辑

// 禁用 USB 调试（生产环境）
Settings.Global.putInt(getContentResolver(), 
    Settings.Global.ADB_ENABLED, 0);

自定义 MDM 客户端

java

// MDM 客户端：接收服务器指令
public class MDMClient {
    private static final String MDM_SERVER = "https://mdm.example.com";
    
    // 定期轮询服务器指令
    public void pollCommands() {
        String deviceId = getDeviceId();
        
        // 发送心跳并获取指令
        String url = MDM_SERVER + "/device/" + deviceId + "/commands";
        // HTTP GET 请求...
        
        // 执行指令
        for (Command cmd : commands) {
            executeCommand(cmd);
        }
    }
    
    private void executeCommand(Command cmd) {
        switch (cmd.type) {
            case "install_app":
                installApp(cmd.params.get("apk_url"));
                break;
            case "update_config":
                updateConfig(cmd.params);
                break;
            case "reboot":
                reboot();
                break;
            case "collect_logs":
                uploadLogs();
                break;
        }
    }
}

应用稳定性保障

崩溃恢复

java

// 全局异常处理
public class CrashHandler implements Thread.UncaughtExceptionHandler {
    @Override
    public void uncaughtException(Thread thread, Throwable ex) {
        // 记录崩溃日志
        saveCrashLog(ex);
        
        // 上报到服务器
        uploadCrashLog();
        
        // 重启 App
        Intent intent = new Intent(context, MainActivity.class);
        intent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
        context.startActivity(intent);
        
        // 结束当前进程
        android.os.Process.killProcess(android.os.Process.myPid());
    }
}

// 在 Application 中注册
Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(new CrashHandler());

看门狗

java

// 软件看门狗：定期检查 App 状态
public class WatchdogService extends Service {
    private Handler handler = new Handler();
    private static final int WATCHDOG_INTERVAL = 30000; // 30秒
    
    private Runnable watchdogRunnable = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            // 检查关键服务是否正常
            if (!isMainServiceRunning()) {
                // 重启主服务
                startMainService();
            }
            
            // 检查网络连接
            if (!isNetworkAvailable()) {
                // 尝试重连
                reconnectNetwork();
            }
            
            // 继续下一次检查
            handler.postDelayed(this, WATCHDOG_INTERVAL);
        }
    };
    
    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        handler.post(watchdogRunnable);
        return START_STICKY;  // 服务被杀死后自动重启
    }
}

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工业 Android App 开发特点 ​

串口通信开发 ​

使用移远串口库 ​

使用示例 ​

条码扫描集成 ​

使用 ZXing 库 ​

离线数据缓存 ​

Room 数据库 ​

MDM 远程管理 ​

常用 MDM 功能 ​

自定义 MDM 客户端 ​

应用稳定性保障 ​

崩溃恢复 ​

看门狗 ​

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使用移远串口库

使用示例

条码扫描集成

使用 ZXing 库

离线数据缓存

Room 数据库

MDM 远程管理

常用 MDM 功能

自定义 MDM 客户端

应用稳定性保障

崩溃恢复

看门狗