嘿，各位码农朋友们，准备好了吗？今天咱们来聊点硬核的——Web USB API！
话说，你们有没有觉得，JavaScript这玩意儿，就像个“变形金刚”，啥都能干。以前只能在浏览器里耍耍花枪，现在连USB设备都想染指了。是不是有点不敢相信？别急，今天就带大家伙儿看看，这Web USB API，到底是个什么鬼，怎么玩儿！
一、啥是Web USB？先来个“相亲介绍”！
Web USB API，简单来说，就是让你的网页，通过JavaScript，直接和USB设备“勾搭”上。想想看，以前要搞个硬件交互，那叫一个麻烦！要么装插件，要么搞Native App，现在呢？浏览器直接上，方便快捷，简直就是硬件开发者的福音！
但凡事都有两面性，Web USB这玩意儿，安全问题也是个大头。毕竟，直接操作硬件，搞不好就搞出大新闻了。所以，浏览器厂商们也是小心翼翼，加了不少安全限制。
二、安全第一！“恋爱”之前先验明正身！
既然是直接操作硬件，安全问题必须放在首位。Web USB API也不是你想用就能用的，必须满足以下几个条件：
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HTTPS： 必须是安全的HTTPS协议，否则免谈！毕竟，明文传输，啥秘密都泄露光了。
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用户授权： 必须经过用户明确授权，才能访问USB设备。就像“恋爱”之前，总得先表个白，征得对方同意吧？
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权限控制： 浏览器会限制你的访问权限，只能访问你明确声明的接口。别想偷偷摸摸地干坏事！
三、准备工作：知己知彼，百战不殆！
要玩转Web USB，首先得了解一下USB设备的基本信息，比如VID（Vendor ID，厂商ID）、PID（Product ID，产品ID）等等。这些信息就像USB设备的“身份证”，有了它们，才能找到目标。
- VID（Vendor ID）： 厂商ID，由USB-IF组织分配，每个厂商都有一个唯一的ID。
- PID（Product ID）： 产品ID，由厂商自己分配，用于区分不同的产品型号。
- Class Code： 设备类别代码，用于标识设备的类型，比如HID设备、存储设备等等。
- Interface Number： 接口号，一个USB设备可以有多个接口，每个接口对应不同的功能。
- Endpoint Address： 端点地址，用于数据传输的端点，分为输入端点和输出端点。
这些信息，你可以通过USB设备管理器或者一些USB分析工具来获取。
四、开搞！Web USB API的核心方法
Web USB API主要包含以下几个核心方法：
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navigator.usb.requestDevice(options)： 这个方法是“相亲”的关键！它会弹出一个设备选择框，让用户选择要连接的USB设备。options参数是一个对象，用于指定筛选条件，比如VID、PID等等。navigator.usb.requestDevice({ filters: [{ vendorId: 0x1234 }] }) .then(device => { console.log("设备已连接：", device); // 连接成功后，可以进行后续操作 }) .catch(error => { console.error("连接失败：", error); }); -
device.open()： 打开USB设备。就像“恋爱”之后，总得打开心扉，才能进一步发展吧？device.open() .then(() => { console.log("设备已打开"); }) .catch(error => { console.error("打开失败：", error); }); -
device.claimInterface(interfaceNumber)： 声明要使用的接口。一个USB设备可能有多个接口，你需要明确告诉浏览器，你要用哪个。device.claimInterface(0) // 假设我们要使用第一个接口 .then(() => { console.log("接口已声明"); }) .catch(error => { console.error("声明失败：", error); }); -
device.selectConfiguration(configurationValue)： 选择设备配置。有些USB设备有多种配置，你需要选择合适的配置。device.selectConfiguration(1) // 假设我们要选择第一个配置 .then(() => { console.log("配置已选择"); }) .catch(error => { console.error("选择失败：", error); }); -
device.transferOut(endpointAddress, data)： 向USB设备发送数据。就像“恋爱”中，你要主动出击，表达你的爱意！const data = new Uint8Array([0x01, 0x02, 0x03]); // 要发送的数据 device.transferOut(0x01, data) // 假设输出端点地址为0x01 .then(result => { console.log("数据发送成功：", result); }) .catch(error => { console.error("数据发送失败：", error); }); -
device.transferIn(endpointAddress, length)： 从USB设备接收数据。就像“恋爱”中，你要倾听对方的声音，了解对方的想法！device.transferIn(0x81, 64) // 假设输入端点地址为0x81，接收64字节的数据 .then(result => { console.log("数据接收成功：", result.data); }) .catch(error => { console.error("数据接收失败：", error); }); -
device.releaseInterface(interfaceNumber)： 释放接口。就像“恋爱”结束，总得和平分手，互不打扰吧？device.releaseInterface(0) // 假设我们要释放第一个接口 .then(() => { console.log("接口已释放"); }) .catch(error => { console.error("释放失败：", error); }); -
device.close()： 关闭USB设备。就像“恋爱”结束，总得彻底断绝关系，才能开始新的生活！device.close() .then(() => { console.log("设备已关闭"); }) .catch(error => { console.error("关闭失败：", error); });
五、代码示例：来个“实战演练”！
下面，咱们来个简单的例子，假设我们要控制一个LED灯的亮灭。这个LED灯连接到一个USB设备上，通过发送特定的指令来控制。
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Web USB LED Control</title>
</head>
<body>
<h1>Web USB LED Control</h1>
<button id="connectButton">Connect USB Device</button>
<button id="onButton">Turn On LED</button>
<button id="offButton">Turn Off LED</button>
<script>
const connectButton = document.getElementById('connectButton');
const onButton = document.getElementById('onButton');
const offButton = document.getElementById('offButton');
let device = null;
connectButton.addEventListener('click', async () => {
try {
device = await navigator.usb.requestDevice({ filters: [{ vendorId: 0x1234, productId: 0x5678 }] }); // 替换为你的VID和PID
console.log("Device connected:", device);
await device.open();
console.log("Device opened");
await device.selectConfiguration(1); // 假设使用第一个配置
console.log("Configuration selected");
await device.claimInterface(0); // 假设使用第一个接口
console.log("Interface claimed");
onButton.disabled = false;
offButton.disabled = false;
connectButton.disabled = true;
} catch (error) {
console.error("Error connecting to device:", error);
}
});
onButton.addEventListener('click', async () => {
try {
const data = new Uint8Array([0x01]); // 开灯指令
const result = await device.transferOut(0x01, data); // 假设输出端点地址为0x01
console.log("Turn On command sent:", result);
} catch (error) {
console.error("Error sending turn on command:", error);
}
});
offButton.addEventListener('click', async () => {
try {
const data = new Uint8Array([0x00]); // 关灯指令
const result = await device.transferOut(0x01, data); // 假设输出端点地址为0x01
console.log("Turn Off command sent:", result);
} catch (error) {
console.error("Error sending turn off command:", error);
}
});
// 页面加载时禁用按钮，直到设备连接成功
onButton.disabled = true;
offButton.disabled = true;
// 在页面关闭时，释放接口和关闭设备
window.addEventListener('beforeunload', async () => {
if (device) {
try {
await device.releaseInterface(0);
await device.close();
console.log("Device closed and interface released");
} catch (error) {
console.error("Error closing device or releasing interface:", error);
}
}
});
</script>
</body>
</html>代码解释：
- HTML结构： 创建了三个按钮，分别用于连接设备、打开LED和关闭LED。
- JavaScript代码：
connectButton.addEventListener('click', ...)：点击连接按钮时，会调用navigator.usb.requestDevice()方法，弹出设备选择框。成功连接后，会打开设备、选择配置、声明接口，并启用控制按钮。onButton.addEventListener('click', ...)：点击打开按钮时，会发送开灯指令到USB设备。offButton.addEventListener('click', ...)：点击关闭按钮时，会发送关灯指令到USB设备。window.addEventListener('beforeunload', ...)：页面关闭时，会释放接口和关闭设备，防止资源泄露。
注意：
- 你需要将
vendorId和productId替换为你自己的USB设备的VID和PID。 - 你需要根据你的USB设备的协议，修改发送的数据和端点地址。
- 这个例子只是一个简单的示例，实际应用中可能需要更复杂的逻辑处理。
六、常见问题及解决方案
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设备连接不上？
- 检查VID和PID是否正确。
- 检查USB设备是否已正确安装驱动。
- 检查浏览器是否支持Web USB API。
- 检查是否使用了HTTPS协议。
- 检查用户是否授权访问USB设备。
-
数据发送/接收失败？
- 检查端点地址是否正确。
- 检查发送/接收的数据格式是否正确。
- 检查USB设备是否已正确初始化。
- 检查是否声明了要使用的接口。
-
浏览器兼容性问题？
- Web USB API目前还不是所有浏览器都支持，建议使用Chrome或者Edge浏览器。
- 可以使用一些polyfill库来提供更好的兼容性。
七、Web USB的应用场景
Web USB API的应用场景非常广泛，比如：
- 硬件调试： 可以直接通过浏览器调试硬件设备，无需安装额外的工具。
- 固件升级： 可以通过网页直接升级USB设备的固件。
- 数据采集： 可以通过网页采集USB设备的数据，比如传感器数据、测量数据等等。
- 自定义外设： 可以开发自定义的USB外设，并通过网页进行控制。
八、总结
Web USB API是一个强大的工具，可以让你在网页中直接和USB设备进行通信。虽然安全性需要特别注意，但只要合理使用，就能开发出各种有趣的应用。
希望今天的讲座能让你对Web USB API有个初步的了解。记住，实践是检验真理的唯一标准，赶紧动手试试吧！祝你早日成为Web USB大神！
九、彩蛋：一点点“骚操作”
如果你想让你的Web USB应用更炫酷，可以结合一些其他的Web技术，比如：
- Web Bluetooth API： 可以和蓝牙设备进行通信，实现无线控制。
- Web Serial API： 可以和串口设备进行通信，比如Arduino、树莓派等等。
- Canvas API： 可以将采集到的数据可视化，让你的应用更直观。
总之，Web技术的世界是无限的，只要你敢想敢做，就能创造出无限的可能！