手把手教你用JS搞定WebSerialAPI串口通信（5步轻松上手）

想用JS轻松实现Web Serial API串口通信吗？本文将手把手教你5步速成！Web Serial API让网页直接与串口设备“对话”，但权限管理严格，需用户授权并保障HTTPS安全环境。文章详细讲解了如何通过`navigator.serial.requestPort()`请求授权，利用`retain`选项保存授权，以及使用`navigator.permissions.query()`检查权限状态。同时，还深入探讨了读写数据时的编码问题，推荐使用`TextEncoder`和`TextDecoder`处理不同编码格式。此外，文章还分享了处理连接断开、错误，以及调试代码的实用技巧，并展望了Web Serial API未来的发展方向，助你快速掌握Web Serial API串口通信技术。

处理 Web Serial API 的权限问题，需通过五个步骤：1. 使用 navigator.serial.requestPort() 请求授权；2. 用户必须明确允许访问设备；3. 可用 retain 选项保存授权信息；4. 用 navigator.permissions.query() 检查权限状态；5. 确保网站运行在 HTTPS 安全环境中。Web Serial API 对权限管理严格，确保用户主动授权并保障安全上下文，同时提供方法检测和应对权限拒绝情况。

简单来说，JavaScript 操作 Web Serial API 串口设备通信，就是通过浏览器提供的接口，让网页能直接和串口设备对话。五个基础步骤是：请求串口、打开串口、读写数据、监听事件、关闭串口。

请求串口，就像是跟浏览器申请一个通行证；打开串口，就是真正建立连接；读写数据，就是你和设备互相发消息；监听事件，是随时关注设备状态；关闭串口，就是结束对话，释放资源。

如何处理 Web Serial API 的权限问题？

Web Serial API 的权限管理相当严格，毕竟直接操作硬件，安全问题必须重视。首先，你需要通过 navigator.serial.requestPort() 方法来请求用户授权，这个方法会弹出一个浏览器窗口，让用户选择要连接的串口设备。

重点来了，用户必须明确允许你的网站访问串口设备，否则你是无法进行后续操作的。而且，每次用户打开你的网站，都需要重新授权，除非你使用了 retain 选项，可以保存用户的授权信息，下次访问时自动连接。

如果你发现用户拒绝了授权，或者出现了其他权限错误，可以使用 navigator.permissions.query() 方法来检查当前网站的串口权限状态。例如：

navigator.permissions.query({ name: 'serial' }).then(result => {
  if (result.state === 'granted') {
    // 已经授权
  } else if (result.state === 'denied') {
    // 用户拒绝授权
    console.error("Serial permission denied.");
  } else {
    // 权限状态未知，需要请求授权
  }
});

此外，还要注意 HTTPS 的要求。Web Serial API 只能在安全的 HTTPS 上下文中使用，否则浏览器会阻止你的代码运行。

如何解决 Web Serial API 读写数据时的编码问题？

串口通信中，编码问题是常见的坑。不同的串口设备可能使用不同的字符编码，比如 ASCII、UTF-8、GBK 等。如果编码不一致，就会出现乱码。

Web Serial API 默认使用 UTF-8 编码，但你可以通过 TextEncoder 和 TextDecoder 对象来指定其他的编码方式。

例如，如果你的串口设备使用 GBK 编码，可以这样处理：

const encoder = new TextEncoder('gbk');
const decoder = new TextDecoder('gbk');

// 发送数据
const data = "你好，串口！";
const encodedData = encoder.encode(data);
await writer.write(encodedData);

// 接收数据
const reader = port.readable.getReader();
while (true) {
  const { value, done } = await reader.read();
  if (done) {
    reader.releaseLock();
    break;
  }
  const decodedData = decoder.decode(value);
  console.log("Received:", decodedData);
}

需要注意的是，TextEncoder 和 TextDecoder 的构造函数接受一个编码名称作为参数，你需要根据实际情况选择正确的编码。如果不知道设备的编码方式，可以尝试不同的编码，直到显示正常。

另外，有些串口设备可能使用二进制数据，而不是文本数据。这时，你可以直接使用 Uint8Array 等类型化数组来读写数据，而不需要进行编码转换。

如何处理 Web Serial API 连接断开和错误？

串口连接不稳定是常有的事。可能是设备突然断电，也可能是串口线松动，或者其他原因。Web Serial API 提供了一些机制来检测和处理这些问题。

首先，你可以监听 port.addEventListener('disconnect', ...) 事件，当串口连接断开时，会触发这个事件。你可以在事件处理函数中进行一些清理工作，比如关闭串口、释放资源、显示错误信息等。

port.addEventListener('disconnect', () => {
  console.log("Serial port disconnected.");
  // 关闭串口
  if (reader) {
    reader.cancel();
  }
  if (writer) {
    writer.close();
  }
  port.close();
});

其次，在读写数据时，可能会出现各种错误，比如 TimeoutError、SerialPortError 等。你需要使用 try...catch 语句来捕获这些错误，并进行相应的处理。

try {
  await writer.write(encodedData);
} catch (error) {
  console.error("Error writing to serial port:", error);
  // 处理错误，比如重试、关闭串口等
}

此外，你还可以使用 port.getInfo() 方法来获取串口的连接状态和错误信息。这个方法返回一个包含 usbVendorId、usbProductId 等信息的对象，你可以根据这些信息来判断串口是否正常工作。

最后，建议在代码中加入一些重试机制，当出现连接断开或错误时，可以尝试重新连接串口。但要注意避免无限循环，以免造成资源浪费。

如何调试 Web Serial API 的代码？

调试 Web Serial API 的代码可能会比较麻烦，因为你需要连接真实的串口设备，而且浏览器对串口访问有一些限制。

首先，你可以使用 Chrome 浏览器的开发者工具来调试代码。在 Sources 面板中，你可以设置断点、单步执行代码、查看变量的值等。

其次，Chrome 浏览器提供了一个实验性的功能，叫做 "Simulate serial port"。你可以在 chrome://flags 页面中启用这个功能，然后就可以在开发者工具中模拟串口设备，而不需要连接真实的硬件。

此外，你还可以使用一些第三方的串口调试工具，比如 Serial Monitor、Realterm 等。这些工具可以让你直接和串口设备通信，查看发送和接收的数据，从而帮助你定位问题。

另外，建议在代码中加入一些日志输出，比如使用 console.log() 方法来打印一些关键信息。这些日志可以帮助你了解代码的执行流程，以及串口数据的传输情况。

最后，如果你遇到了难以解决的问题，可以尝试在 Stack Overflow、GitHub 等社区寻求帮助。在提问时，尽量提供详细的信息，比如你的代码、串口设备的型号、错误信息等，这样可以更容易得到解答。

Web Serial API 的未来发展方向是什么？

Web Serial API 正在不断发展和完善。未来，它可能会朝着以下几个方向发展：

• 更多的串口配置选项：目前，Web Serial API 只提供了一些基本的串口配置选项，比如波特率、数据位、停止位、校验位等。未来，可能会增加更多的配置选项，比如流控制、RTS/CTS 信号控制等，以满足更复杂的应用场景。
• 更好的错误处理机制：目前的错误处理机制还不够完善，当出现错误时，很难确定错误的具体原因。未来，可能会提供更详细的错误信息，以及更好的错误恢复机制。
• 更强的安全性：虽然 Web Serial API 已经有比较严格的权限管理机制，但仍然存在一些安全隐患。未来，可能会加强安全性，比如增加对串口设备的身份验证、数据加密等。
• 更广泛的平台支持：目前，Web Serial API 主要在 Chrome 浏览器上得到支持。未来，可能会在更多的浏览器和操作系统上得到支持，比如 Firefox、Safari、Android、iOS 等。
• 与其他 Web API 的集成：Web Serial API 可以与其他 Web API 集成，实现更强大的功能。比如，可以与 Web Bluetooth API 集成，实现通过蓝牙串口设备进行通信；可以与 WebUSB API 集成，实现通过 USB 串口设备进行通信。

总而言之，Web Serial API 的未来充满希望。随着 Web 技术的不断发展，它将在物联网、嵌入式系统、机器人等领域发挥越来越重要的作用。

理论要掌握，实操不能落！以上关于《手把手教你用JS搞定WebSerialAPI串口通信（5步轻松上手）》的详细介绍，大家都掌握了吧！如果想要继续提升自己的能力，那么就来关注golang学习网公众号吧！