Web Serial API memungkinkan situs berkomunikasi dengan perangkat serial.
Apa itu Web Serial API?
Port serial adalah antarmuka komunikasi dua arah yang memungkinkan pengiriman dan penerimaan data byte demi byte.
Web Serial API menyediakan cara bagi situs untuk membaca dari dan menulis ke perangkat serial dengan JavaScript. Perangkat serial terhubung melalui port serial di sistem pengguna atau melalui perangkat USB dan Bluetooth yang dapat dilepas yang mengemulasi port serial.
Dengan kata lain, Web Serial API menjembatani web dan dunia fisik dengan memungkinkan situs berkomunikasi dengan perangkat serial, seperti pengontrol mikro dan printer 3D.
API ini juga merupakan pendamping yang bagus untuk WebUSB karena sistem operasi memerlukan aplikasi untuk berkomunikasi dengan beberapa port serial menggunakan API serial level yang lebih tinggi, bukan API USB level rendah.
Kasus penggunaan yang disarankan
Di sektor pendidikan, hobi, dan industri, pengguna menghubungkan perangkat periferal ke komputer mereka. Perangkat ini sering dikontrol oleh mikrokontroler melalui koneksi serial yang digunakan oleh software kustom. Beberapa software kustom untuk mengontrol perangkat ini dibuat dengan teknologi web:
Dalam beberapa kasus, situs berkomunikasi dengan perangkat melalui aplikasi agen yang diinstal pengguna secara manual. Di kasus lain, aplikasi dikirim dalam aplikasi yang dipaketkan melalui framework seperti Electron. Di perangkat lainnya, pengguna diwajibkan untuk melakukan langkah tambahan seperti menyalin aplikasi yang dikompilasi ke perangkat melalui flash drive USB.
Dalam semua kasus ini, pengalaman pengguna akan ditingkatkan dengan menyediakan komunikasi langsung antara situs dan perangkat yang dikontrolnya.
Status saat ini
Langkah | Status |
---|---|
1. Membuat penjelasan | Selesai |
2. Membuat draf awal spesifikasi | Selesai |
3. Mengumpulkan masukan & melakukan iterasi pada desain | Selesai |
4. Uji coba origin | Selesai |
5. Luncurkan | Selesai |
Menggunakan Web Serial API
Deteksi fitur
Untuk memeriksa apakah Web Serial API didukung, gunakan:
if ("serial" in navigator) {
// The Web Serial API is supported.
}
Membuka port serial
Web Serial API bersifat asinkron secara desain. Hal ini mencegah UI situs diblokir saat menunggu input, yang penting karena data serial dapat diterima kapan saja, sehingga memerlukan cara untuk memprosesnya.
Untuk membuka port serial, akses objek SerialPort
terlebih dahulu. Untuk melakukannya, Anda dapat
meminta pengguna untuk memilih satu port serial dengan memanggil
navigator.serial.requestPort()
sebagai respons terhadap gestur pengguna seperti sentuhan
atau klik mouse, atau memilih salah satu dari navigator.serial.getPorts()
yang menampilkan
daftar port serial yang aksesnya telah diberikan ke situs.
document.querySelector('button').addEventListener('click', async () => {
// Prompt user to select any serial port.
const port = await navigator.serial.requestPort();
});
// Get all serial ports the user has previously granted the website access to.
const ports = await navigator.serial.getPorts();
Fungsi navigator.serial.requestPort()
menggunakan literal objek opsional
yang menentukan filter. ID tersebut digunakan untuk mencocokkan perangkat serial apa pun yang terhubung melalui
USB dengan vendor USB wajib (usbVendorId
) dan ID produk
USB opsional (usbProductId
).
// Filter on devices with the Arduino Uno USB Vendor/Product IDs.
const filters = [
{ usbVendorId: 0x2341, usbProductId: 0x0043 },
{ usbVendorId: 0x2341, usbProductId: 0x0001 }
];
// Prompt user to select an Arduino Uno device.
const port = await navigator.serial.requestPort({ filters });
const { usbProductId, usbVendorId } = port.getInfo();
Memanggil requestPort()
akan meminta pengguna untuk memilih perangkat dan menampilkan
objek SerialPort
. Setelah memiliki objek SerialPort
, memanggil port.open()
dengan kecepatan baud yang diinginkan akan membuka port serial. Anggota kamus baudRate
menentukan seberapa cepat data dikirim melalui saluran serial. Nilai ini dinyatakan dalam
unit bit per detik (bps). Periksa dokumentasi perangkat Anda untuk mengetahui
nilai yang benar karena semua data yang Anda kirim dan terima akan menjadi tidak jelas jika
ditentukan dengan salah. Untuk beberapa perangkat USB dan Bluetooth yang mengemulasi port
serial, nilai ini dapat ditetapkan dengan aman ke nilai apa pun karena diabaikan oleh
emulasi.
// Prompt user to select any serial port.
const port = await navigator.serial.requestPort();
// Wait for the serial port to open.
await port.open({ baudRate: 9600 });
Anda juga dapat menentukan salah satu opsi di bawah saat membuka port serial. Opsi ini bersifat opsional dan memiliki nilai default yang praktis.
dataBits
: Jumlah bit data per frame (7 atau 8).stopBits
: Jumlah bit henti di akhir frame (1 atau 2).parity
: Mode paritas ("none"
,"even"
, atau"odd"
).bufferSize
: Ukuran buffering baca dan tulis yang harus dibuat (harus kurang dari 16 MB).flowControl
: Mode kontrol alur ("none"
atau"hardware"
).
Membaca dari port serial
Streaming input dan output di Web Serial API ditangani oleh Streams API.
Setelah koneksi port serial dibuat, properti readable
dan writable
dari objek SerialPort
akan menampilkan ReadableStream dan
WritableStream. Fungsi tersebut akan digunakan untuk menerima data dari dan mengirim data ke
perangkat serial. Keduanya menggunakan instance Uint8Array
untuk transfer data.
Saat data baru tiba dari perangkat serial, port.readable.getReader().read()
akan menampilkan dua properti secara asinkron: boolean value
dan done
. Jika
done
bernilai benar, port serial telah ditutup atau tidak ada lagi data yang masuk. Memanggil port.readable.getReader()
akan membuat pembaca dan mengunci readable
ke
pembaca tersebut. Saat readable
terkunci, port serial tidak dapat ditutup.
const reader = port.readable.getReader();
// Listen to data coming from the serial device.
while (true) {
const { value, done } = await reader.read();
if (done) {
// Allow the serial port to be closed later.
reader.releaseLock();
break;
}
// value is a Uint8Array.
console.log(value);
}
Beberapa error baca port serial non-fatal dapat terjadi dalam beberapa kondisi seperti
buffer overflow, error framing, atau error paritas. Error tersebut ditampilkan sebagai pengecualian dan dapat ditangkap dengan menambahkan loop lain di atas loop sebelumnya yang memeriksa port.readable
. Hal ini berfungsi karena selama error
tidak fatal, ReadableStream baru akan dibuat secara otomatis. Jika error fatal
terjadi, seperti perangkat serial yang dihapus, port.readable
akan menjadi
null.
while (port.readable) {
const reader = port.readable.getReader();
try {
while (true) {
const { value, done } = await reader.read();
if (done) {
// Allow the serial port to be closed later.
reader.releaseLock();
break;
}
if (value) {
console.log(value);
}
}
} catch (error) {
// TODO: Handle non-fatal read error.
}
}
Jika perangkat serial mengirim teks kembali, Anda dapat menyalurkan port.readable
melalui
TextDecoderStream
seperti yang ditunjukkan di bawah. TextDecoderStream
adalah streaming transformasi
yang mengambil semua bagian Uint8Array
dan mengonversinya menjadi string.
const textDecoder = new TextDecoderStream();
const readableStreamClosed = port.readable.pipeTo(textDecoder.writable);
const reader = textDecoder.readable.getReader();
// Listen to data coming from the serial device.
while (true) {
const { value, done } = await reader.read();
if (done) {
// Allow the serial port to be closed later.
reader.releaseLock();
break;
}
// value is a string.
console.log(value);
}
Anda dapat mengontrol cara memori dialokasikan saat membaca dari aliran data menggunakan pembaca "Bring Your Own Buffer". Panggil port.readable.getReader({ mode: "byob" })
untuk mendapatkan antarmuka ReadableStreamBYOBReader dan berikan ArrayBuffer
Anda sendiri saat memanggil read()
. Perhatikan bahwa Web Serial API mendukung fitur ini di Chrome 106 atau yang lebih baru.
try {
const reader = port.readable.getReader({ mode: "byob" });
// Call reader.read() to read data into a buffer...
} catch (error) {
if (error instanceof TypeError) {
// BYOB readers are not supported.
// Fallback to port.readable.getReader()...
}
}
Berikut adalah contoh cara menggunakan kembali buffer dari value.buffer
:
const bufferSize = 1024; // 1kB
let buffer = new ArrayBuffer(bufferSize);
// Set `bufferSize` on open() to at least the size of the buffer.
await port.open({ baudRate: 9600, bufferSize });
const reader = port.readable.getReader({ mode: "byob" });
while (true) {
const { value, done } = await reader.read(new Uint8Array(buffer));
if (done) {
break;
}
buffer = value.buffer;
// Handle `value`.
}
Berikut adalah contoh lain cara membaca jumlah data tertentu dari port serial:
async function readInto(reader, buffer) {
let offset = 0;
while (offset < buffer.byteLength) {
const { value, done } = await reader.read(
new Uint8Array(buffer, offset)
);
if (done) {
break;
}
buffer = value.buffer;
offset += value.byteLength;
}
return buffer;
}
const reader = port.readable.getReader({ mode: "byob" });
let buffer = new ArrayBuffer(512);
// Read the first 512 bytes.
buffer = await readInto(reader, buffer);
// Then read the next 512 bytes.
buffer = await readInto(reader, buffer);
Menulis ke port serial
Untuk mengirim data ke perangkat serial, teruskan data ke
port.writable.getWriter().write()
. Memanggil releaseLock()
di
port.writable.getWriter()
diperlukan agar port serial ditutup nanti.
const writer = port.writable.getWriter();
const data = new Uint8Array([104, 101, 108, 108, 111]); // hello
await writer.write(data);
// Allow the serial port to be closed later.
writer.releaseLock();
Kirim teks ke perangkat melalui TextEncoderStream
yang disalurkan ke port.writable
seperti yang ditunjukkan di bawah.
const textEncoder = new TextEncoderStream();
const writableStreamClosed = textEncoder.readable.pipeTo(port.writable);
const writer = textEncoder.writable.getWriter();
await writer.write("hello");
Menutup port serial
port.close()
menutup port serial jika anggota readable
dan writable
-nya
tidak terkunci, yang berarti releaseLock()
telah dipanggil untuk pembaca dan penulisnya
masing-masing.
await port.close();
Namun, saat terus membaca data dari perangkat serial menggunakan loop,
port.readable
akan selalu dikunci hingga mengalami error. Dalam hal
ini, memanggil reader.cancel()
akan memaksa reader.read()
untuk segera
di-resolve dengan { value: undefined, done: true }
sehingga memungkinkan
loop memanggil reader.releaseLock()
.
// Without transform streams.
let keepReading = true;
let reader;
async function readUntilClosed() {
while (port.readable && keepReading) {
reader = port.readable.getReader();
try {
while (true) {
const { value, done } = await reader.read();
if (done) {
// reader.cancel() has been called.
break;
}
// value is a Uint8Array.
console.log(value);
}
} catch (error) {
// Handle error...
} finally {
// Allow the serial port to be closed later.
reader.releaseLock();
}
}
await port.close();
}
const closedPromise = readUntilClosed();
document.querySelector('button').addEventListener('click', async () => {
// User clicked a button to close the serial port.
keepReading = false;
// Force reader.read() to resolve immediately and subsequently
// call reader.releaseLock() in the loop example above.
reader.cancel();
await closedPromise;
});
Menutup port serial lebih rumit saat menggunakan stream transformasi. Panggil reader.cancel()
seperti sebelumnya.
Kemudian, panggil writer.close()
dan port.close()
. Hal ini akan menyebarkan error melalui
aliran transformasi ke port serial yang mendasarinya. Karena penyebaran error
tidak langsung terjadi, Anda perlu menggunakan promise readableStreamClosed
dan
writableStreamClosed
yang dibuat sebelumnya untuk mendeteksi kapan port.readable
dan port.writable
telah dibuka kuncinya. Membatalkan reader
akan menyebabkan
streaming dibatalkan; inilah sebabnya Anda harus menangkap dan mengabaikan error yang dihasilkan.
// With transform streams.
const textDecoder = new TextDecoderStream();
const readableStreamClosed = port.readable.pipeTo(textDecoder.writable);
const reader = textDecoder.readable.getReader();
// Listen to data coming from the serial device.
while (true) {
const { value, done } = await reader.read();
if (done) {
reader.releaseLock();
break;
}
// value is a string.
console.log(value);
}
const textEncoder = new TextEncoderStream();
const writableStreamClosed = textEncoder.readable.pipeTo(port.writable);
reader.cancel();
await readableStreamClosed.catch(() => { /* Ignore the error */ });
writer.close();
await writableStreamClosed;
await port.close();
Mendengarkan koneksi dan pemutusan koneksi
Jika port serial disediakan oleh perangkat USB, perangkat tersebut dapat terhubung
atau terputus dari sistem. Jika situs telah diberi izin untuk mengakses port serial, situs tersebut harus memantau peristiwa connect
dan disconnect
.
navigator.serial.addEventListener("connect", (event) => {
// TODO: Automatically open event.target or warn user a port is available.
});
navigator.serial.addEventListener("disconnect", (event) => {
// TODO: Remove |event.target| from the UI.
// If the serial port was opened, a stream error would be observed as well.
});
Menangani sinyal
Setelah membuat koneksi port serial, Anda dapat membuat kueri dan menetapkan sinyal yang ditampilkan oleh port serial secara eksplisit untuk deteksi perangkat dan kontrol alur. Sinyal ini ditentukan sebagai nilai boolean. Misalnya, beberapa perangkat seperti Arduino akan memasuki mode pemrograman jika sinyal Data Terminal Ready (DTR) diaktifkan.
Menetapkan sinyal output dan mendapatkan sinyal input dilakukan masing-masing dengan
memanggil port.setSignals()
dan port.getSignals()
. Lihat contoh penggunaan di bawah.
// Turn off Serial Break signal.
await port.setSignals({ break: false });
// Turn on Data Terminal Ready (DTR) signal.
await port.setSignals({ dataTerminalReady: true });
// Turn off Request To Send (RTS) signal.
await port.setSignals({ requestToSend: false });
const signals = await port.getSignals();
console.log(`Clear To Send: ${signals.clearToSend}`);
console.log(`Data Carrier Detect: ${signals.dataCarrierDetect}`);
console.log(`Data Set Ready: ${signals.dataSetReady}`);
console.log(`Ring Indicator: ${signals.ringIndicator}`);
Mentransformasi aliran data
Saat menerima data dari perangkat serial, Anda tidak akan mendapatkan semua data sekaligus. File ini mungkin dikelompokkan secara arbitrer. Untuk informasi selengkapnya, lihat Konsep Streams API.
Untuk mengatasi hal ini, Anda dapat menggunakan beberapa aliran transformasi bawaan seperti
TextDecoderStream
atau membuat aliran transformasi Anda sendiri yang memungkinkan Anda
menguraikan aliran yang masuk dan menampilkan data yang diuraikan. Stream transformasi berada
di antara perangkat serial dan loop baca yang menggunakan stream. Fungsi ini dapat
menerapkan transformasi arbitrer sebelum data digunakan. Anggap saja ini seperti
saluran perakitan: saat widget melewati saluran, setiap langkah dalam saluran akan mengubah
widget, sehingga saat mencapai tujuan akhir, widget tersebut akan berfungsi
secara penuh.
Misalnya, pertimbangkan cara membuat class aliran transformasi yang menggunakan
aliran dan mengelompokkan berdasarkan baris baru. Metode transform()
-nya dipanggil
setiap kali data baru diterima oleh streaming. Fungsi ini dapat mengantrekan data atau
menyimpannya untuk nanti. Metode flush()
dipanggil saat streaming ditutup, dan
menangani data apa pun yang belum diproses.
Untuk menggunakan class transform stream, Anda perlu menyalurkan streaming yang masuk melalui
class tersebut. Pada contoh kode ketiga di bagian Membaca dari port serial,
aliran input asli hanya disalurkan melalui TextDecoderStream
, jadi kita
perlu memanggil pipeThrough()
untuk menyalurkannya melalui LineBreakTransformer
baru.
class LineBreakTransformer {
constructor() {
// A container for holding stream data until a new line.
this.chunks = "";
}
transform(chunk, controller) {
// Append new chunks to existing chunks.
this.chunks += chunk;
// For each line breaks in chunks, send the parsed lines out.
const lines = this.chunks.split("\r\n");
this.chunks = lines.pop();
lines.forEach((line) => controller.enqueue(line));
}
flush(controller) {
// When the stream is closed, flush any remaining chunks out.
controller.enqueue(this.chunks);
}
}
const textDecoder = new TextDecoderStream();
const readableStreamClosed = port.readable.pipeTo(textDecoder.writable);
const reader = textDecoder.readable
.pipeThrough(new TransformStream(new LineBreakTransformer()))
.getReader();
Untuk men-debug masalah komunikasi perangkat serial, gunakan metode tee()
dari
port.readable
untuk memisahkan streaming yang masuk ke atau dari perangkat serial. Dua
aliran yang dibuat dapat digunakan secara independen dan ini memungkinkan Anda mencetak salah satunya
ke konsol untuk diperiksa.
const [appReadable, devReadable] = port.readable.tee();
// You may want to update UI with incoming data from appReadable
// and log incoming data in JS console for inspection from devReadable.
Mencabut akses ke port serial
Situs dapat menghapus izin untuk mengakses port serial yang tidak lagi
ingin dipertahankan dengan memanggil forget()
pada instance SerialPort
. Misalnya, untuk aplikasi web pendidikan yang digunakan di komputer bersama dengan banyak
perangkat, sejumlah besar izin yang dibuat pengguna secara kumulatif akan memberikan pengalaman
pengguna yang buruk.
// Voluntarily revoke access to this serial port.
await port.forget();
Karena forget()
tersedia di Chrome 103 atau yang lebih baru, periksa apakah fitur ini
didukung dengan hal berikut:
if ("serial" in navigator && "forget" in SerialPort.prototype) {
// forget() is supported.
}
Tips Developer
Men-debug Web Serial API di Chrome mudah dilakukan dengan halaman internal,
about://device-log
, tempat Anda dapat melihat semua peristiwa terkait perangkat serial di satu
tempat.
Codelab
Dalam codelab Google Developer, Anda akan menggunakan Web Serial API untuk berinteraksi dengan board BBC micro:bit untuk menampilkan gambar pada matriks LED 5x5.
Dukungan browser
Web Serial API tersedia di semua platform desktop (ChromeOS, Linux, macOS, dan Windows) di Chrome 89.
Polyfill
Di Android, dukungan untuk port serial berbasis USB dapat dilakukan menggunakan WebUSB API dan polyfill Serial API. Polyfill ini terbatas pada hardware dan platform tempat perangkat dapat diakses melalui WebUSB API karena belum diklaim oleh driver perangkat bawaan.
Keamanan dan privasi
Penulis spesifikasi telah mendesain dan menerapkan Web Serial API menggunakan prinsip inti yang ditentukan dalam Mengontrol Akses ke Fitur Platform Web yang Andal, termasuk kontrol pengguna, transparansi, dan ergonomi. Kemampuan untuk menggunakan API ini terutama dibatasi oleh model izin yang hanya memberikan akses ke satu perangkat serial dalam satu waktu. Sebagai respons terhadap perintah pengguna, pengguna harus mengambil langkah aktif untuk memilih perangkat serial tertentu.
Untuk memahami kompromi keamanan, lihat bagian keamanan dan privasi dalam Penjelasan Web Serial API.
Masukan
Tim Chrome ingin mendengar pendapat dan pengalaman Anda dengan Web Serial API.
Ceritakan kepada kami tentang desain API
Apakah ada sesuatu tentang API yang tidak berfungsi seperti yang diharapkan? Atau apakah ada metode atau properti yang hilang yang Anda perlukan untuk menerapkan ide Anda?
Ajukan masalah spesifikasi di repo GitHub Web Serial API atau tambahkan pendapat Anda ke masalah yang ada.
Melaporkan masalah terkait penerapan
Apakah Anda menemukan bug pada penerapan Chrome? Atau apakah penerapannya berbeda dengan spesifikasinya?
Laporkan bug di https://new.crbug.com. Pastikan untuk menyertakan detail
sebanyak mungkin, berikan petunjuk sederhana untuk mereproduksi bug, dan tetapkan
Components ke Blink>Serial
. Glitch sangat cocok untuk
membagikan rekaman ulang yang cepat dan mudah.
Menampilkan dukungan
Apakah Anda berencana menggunakan Web Serial API? Dukungan publik Anda membantu tim Chrome memprioritaskan fitur dan menunjukkan kepada vendor browser lain betapa pentingnya mendukung fitur tersebut.
Kirim tweet ke @ChromiumDev menggunakan hashtag
#SerialAPI
dan beri tahu kami tempat dan cara Anda menggunakannya.
Link bermanfaat
- Spesifikasi
- Melacak bug
- Entri ChromeStatus.com
- Komponen Blink:
Blink>Serial
Demo
Ucapan terima kasih
Terima kasih kepada Reilly Grant dan Joe Medley atas peninjauan artikel ini. Foto pabrik pesawat oleh Birmingham Museums Trust di Unsplash.