【USB PID&VID速查宝典】：硬件识别不再难

# 摘要
USB设备识别是计算机硬件管理的关键环节，本文从USB设备识别的基础知识入手，深入解析了USB产品标识符（PID）和供应商标识符（VID）的概念及其重要性。文章阐述了PID&VID与设备驱动程序之间的关系，并探讨了在设备管理和高级应用中PID&VID的作用，如设备兼容性和自定义标识符的策略。同时，本文还提供了常用USB设备识别工具的介绍与比较，并分析了在实战演练中如何查询和应用PID&VID。案例分析部分讨论了实际问题的排查与解决方案，最后对USB技术的未来发展趋势进行了展望，强调了社区与产业协作在推动USB技术创新中的作用。

# 关键字
USB设备识别；产品标识符(PID)；供应商标识符(VID)；设备驱动；兼容性问题；技术创新

参考资源链接：[Python在Windows获取USB PID&VID：pyWin32解决方案](https://wenku.csdn.net/doc/6412b769be7fbd1778d4a33d?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. USB设备识别基础

USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种广泛使用的通信和电源接口，用于将计算机和各种设备相连接。设备识别是USB通信中的基础，涉及到硬件和软件层面的交互。在USB设备识别过程中，核心概念包括设备描述符（Device Descriptor），它包含了关于USB设备的基本信息，以及端点（Endpoint），它是USB通信中的数据传输通道。理解这些基础概念对于解决USB设备的识别问题至关重要，尤其是在设备频繁接入或移除的环境中。在接下来的章节中，我们将逐步深入探讨USB设备识别的各个方面，包括PID & VID的解析、工具的使用以及USB设备识别在不同场景下的应用。

# 2. USB PID & VID的概念解析

## 2.1 USB设备的硬件标识符
### 2.1.1 什么是PID和VID

USB设备识别码（Product ID，简称PID）和供应商ID（Vendor ID，简称VID）是用于唯一标识USB设备及其供应商的数字代码。VID用于识别设备制造厂商，由USB实施者论坛（USB Implementers Forum，简称USB-IF）分配；而PID则由厂商自行定义，用于区分同一个供应商制造的不同设备。

这两种标识符在USB设备中扮演了至关重要的角色，因为它们提供了操作系统与设备之间进行通信的基础设施。没有它们，操作系统就无法正确地识别和管理连接到系统的硬件设备。简单来说， VID就像是设备的“品牌”，而PID则相当于同一品牌下的“型号”。

### 2.1.2 PID和VID的重要性

VID和PID的组合，为USB设备提供了一个全球独一无二的标识，这对于设备驱动程序的安装、设备管理以及系统安全都是必不可少的。操作系统通过识别PID和VID，可以调用正确的驱动程序，确保设备正常工作。

此外，安全软件和监控工具也可以利用这些标识符来检测未授权的硬件接入或潜在的安全威胁。在企业环境中，管理软件还可以利用PID和VID来实现对设备的精确控制，比如限制特定设备的使用或者自动化软件的部署。

## 2.2 PID & VID与设备驱动

### 2.2.1 驱动程序与硬件标识符的关系

驱动程序是操作系统与硬件之间的桥梁。每个USB设备都需要相应的驱动程序才能与系统通信。VID和PID用于识别设备类型和制造商，操作系统通过这些标识符来定位并加载正确的驱动程序。

通常，操作系统自带一些通用的驱动程序，但是对于特殊的或者新出现的硬件，可能需要从制造商网站下载专门的驱动程序。如果操作系统识别到一个新的USB设备，它会首先检查系统内置的驱动程序数据库，看是否有匹配的VID和PID，如果没有找到，会提示用户进行手动安装。

### 2.2.2 驱动安装中的PID&VID作用

在驱动安装过程中，PID&VID不仅是关键的识别信息，也用于验证驱动程序与硬件的兼容性。操作系统会检查驱动程序是否与连接设备的VID和PID匹配。只有当它们匹配时，驱动安装过程才会继续，保证了设备可以安全、正确地安装和工作。

这种机制也可以防止错误或者恶意的驱动程序被安装，因为一个特定的驱动程序应该只能用于某个特定的硬件设备。这一点对于企业级用户来说尤为重要，因为它们需要确保所有的硬件设备能够顺利地集成到现有的IT环境中。

## 2.3 PID & VID数据库及其应用

### 2.3.1 如何查询PID&VID数据库

PID和VID的数据库由USB-IF维护，任何用户都可以通过访问USB-IF的官方网站来进行查询。数据库中不仅包含了VID和PID的注册信息，还有供应商的联系信息，以及设备的分类、产品描述等。

为了查询VID和PID信息，用户可以进入USB-IF的官方资源页面，使用“Find a Vendor”或“Find a Product”功能。用户需要输入相应的VID或PID，或者使用搜索功能根据产品名称或其他描述性信息来寻找设备和供应商的具体信息。

### 2.3.2 应用场景分析

PID&VID数据库的查询在很多场景下都非常有用。例如，IT专业人员在面对一个新的USB设备时，可以通过查询数据库来确定设备的类型和用途，进而快速找到合适的驱动程序或者进行兼容性评估。

在开发过程中，开发者也需要通过数据库来获取硬件信息，以确保他们的软件能够在特定的硬件上运行。此外，制造商在设计和测试新设备时，也会用到这个数据库来获取其它设备的VID和PID，以确保其新设备的兼容性。

在安全领域，安全专家可以利用PID&VID数据库来识别未授权的设备接入网络。比如，通过监控网络中连接的设备VID，可以发现不常见的设备，从而采取相应的安全措施。

接下来，我们将进一步探讨如何使用各种工具来查询和应用PID&VID信息，并给出详细的操作步骤和实例。

# 3. USB设备识别工具与实践

## 3.1 常用USB设备识别工具

在USB设备的管理和故障诊断中，正确识别设备是第一步。计算机系统和网络环境中有多种工具可以用来识别和管理USB设备。在本节中，我们将详细介绍一些常用的USB设备识别工具，包括系统自带工具和第三方软件。

### 3.1.1 系统自带工具的使用

大多数桌面操作系统，例如Windows、macOS和Linux，都提供了基本的USB设备识别工具。这些工具通常集成在操作系统的设备管理器或系统信息工具中。

在Windows系统中，可以通过“设备管理器”来识别和管理USB设备。只需右键点击“此电脑”图标，选择“管理”，然后在“设备管理器”中就可以看到所有连接的硬件设备，包括USB设备。在此界面中，可以通过右键USB设备来获取详细信息，包括设备的硬件ID。

macOS系统提供了一个名为“系统报告”的工具，用户可以在“关于本机”中找到它，进而查看连接到Mac上的所有硬件设备，包括USB设备。在“系统报告”中，也可以查看到设备的VID和PID。

Linux系统中，可以通过`lsusb`命令来获取系统中连接的USB设备列表。这个命令在大多数Linux发行版中都是默认安装的，使用方法非常简单：

lsusb

这个命令将列出所有连接到计算机的USB设备，并显示其制造商ID和设备ID，这些信息对应的就是VID和PID。

### 3.1.2 第三方识别软件介绍

除了系统自带的工具外，还有许多第三方软件可以提供更为详细和强大的设备识别功能。这些软件通常具有图形用户界面（GUI），操作更为简便，功能也更为丰富。

例如，Windows用户可以使用“USBDeview”这款第三方软件。它不仅能列出所有连接的USB设备，还能提供设备的状态信息、版本号、连接时间等，并允许用户启用或禁用指定的USB设备。

在Linux系统中，可以使用“gusbview”图形界面程序，它基于libusb库，可以提供详细设备信息，并且允许用户进行一些高级操作，如对设备进行读写操作。

在选择第三方软件时，用户应该根据自身需求，权衡功能与易用性，选择最适合自己的工具。

## 3.2 实战演练：使用工具查询PID&VID

掌握如何使用工具来查询USB设备的PID和VID是进行进一步管理和故障排除的基础。在本小节中，我们将展示如何在不同操作系统下操作这些工具，并查询USB设备的PID和VID。

### 3.2.1 桌面操作系统下的操作步骤

首先，我们来展示在Windows系统下使用设备管理器查询USB设备的PID和VID的步骤：

1. 打开设备管理器，可以通过右键点击“此电脑”图标，选择“管理”，然后在“设备管理器”中找到USB设备。
2. 选择一个USB设备，点击“属性”，然后切换到“详细信息”标签页。
3. 在“属性”下拉菜单中选择“硬件ID”或“兼容ID”，这里会显示设备的VID和PID。

在macOS系统下，使用“系统报告”的步骤如下：

1. 点击屏幕左上角的苹果菜单，然后选择“关于本机”。
2. 点击“系统报告”，在左侧菜单中选择“USB”。
3. 在此页面上，可以查看到连接到系统的USB设备，包括设备的VID和PID。

对于Linux用户来说，使用`lsusb`的步骤非常简单：

sudo lsusb -v

执行上述命令会显示系统中所有USB设备的详细信息。如果需要详细查看某个特定设备的信息，可以通过其Bus和Device编号来查看：

sudo lsusb -v | grep -A 3 "Bus 001 Device 003:"

### 3.2.2 移动设备上的应用实例

移动设备上识别USB设备的工具通常不如桌面操作系统那样丰富，但仍然存在一些实用的应用程序。以安卓设备为例，可以使用“USBInfo”等应用来查看连接的USB设备信息。

在iOS设备上，由于系统封闭，通常没有官方或第三方的工具能够直接显示USB设备的PID和VID。不过，对于开发者来说，使用Xcode或iTunes可以间接获取这些信息。

## 3.3 工具的对比分析与选择

每种USB设备识别工具都有其特点、优势和局限性。在本小节中，我们将对比分析这些工具的功能差异，并讨论不同场景下工具的适用性。

### 3.3.1 功能差异对比

系统自带的工具往往功能有限，但足够应付一般需求。它们的优势在于无需安装额外软件，且较为稳定可靠。例如，`lsusb`命令在Linux系统中是一个非常实用的工具，它简单、快速，并且不需要用户界面。

第三方软件则提供了更多的功能和更丰富的信息，但可能会因为兼容性或安全性问题，在某些情况下不如系统自带工具那样稳定。此外，第三方软件通常需要下载、安装和更新，这增加了管理上的复杂度。

### 3.3.2 用户体验与适用场景

用户体验方面，第三方软件通常拥有图形用户界面，更加直观易用。例如，Windows下的“USBDeview”软件可以清晰地以表格形式列出所有设备信息，而且还可以方便地导出报表。

系统自带工具则通常更为简单，但提供了快速的解决方案。例如，通过macOS的“系统报告”可以快速查看设备信息，无需安装其他软件。

对于一般的用户而言，系统自带工具足以应对大多数情况。而在需要进行复杂设备管理和故障排除时，第三方工具则显得更为得心应手。专业IT人员或开发人员可能会根据需要选用更为专业的第三方工具。

下表是两种类型工具的一个简单对比：

| 功能/工具类型 | 系统自带工具 | 第三方软件 |
|--------------|-------------|-----------|
| 易用性 | 高 | 高 |
| 功能丰富程度 | 低 | 高 |
| 稳定性 | 高 | 中到高 |
| 适用场景 | 一般用途 | 专业管理 |

通过这种对比，我们可以更清晰地了解在不同需求下，选择何种工具最为合适。

# 4. 深入理解USB PID & VID应用

## 4.1 PID & VID在设备管理中的应用

### 4.1.1 设备兼容性问题的解决

当USB设备接入计算机时，操作系统需要识别设备并加载相应的驱动程序，以确保设备能够正常工作。在此过程中，PID和VID扮演着关键的角色。操作系统通过查询PID和VID来识别设备的类型和制造商，从而匹配正确的驱动程序。如果设备的PID和VID未被操作系统识别或存在兼容性问题，可能会导致设备无法正确安装。

举例来说，当一个新型的USB鼠标接入系统，如果该鼠标的新VID未被操作系统所知，那么系统可能无法找到合适的驱动程序来控制该鼠标。此时，设备制造商需要提供相应的驱动程序，并且确保驱动程序中包含了该鼠标正确的VID。在安装新驱动之后，系统便能通过VID识别该鼠标并加载驱动，从而解决兼容性问题。

### 4.1.2 硬件开发与PID&VID

在硬件开发中，PID和VID是预先定义好的，它们用于标识特定的硬件产品。开发者在硬件设计阶段就需要规划好PID和VID，并确保这些标识符能够独一无二地代表产品。在生产过程中，这些标识符被烧录到USB设备的固件中。

在产品发布之前，硬件开发者还需要向USB-IF（USB Implementers Forum）提交产品详细信息以及PID和VID，以获得官方认证。这个认证过程确保了全球范围内，不同制造商的设备不会重用相同的PID和VID，从而避免了潜在的识别冲突。开发者还需要关注VID的分配是否符合USB-IF的政策，比如遵循制造商ID（MI）的划分规则。

## 4.2 高级应用：自定义PID&VID

### 4.2.1 自定义PID&VID的原理与方法

开发者有时需要为特定项目或产品创建自定义的PID和VID。出于测试、调试或是特定应用目的，自定义的PID和VID可以用于区分不同的设备版本或者开发环境中的设备。在实现自定义PID和VID之前，开发者必须了解该设备的硬件和固件能够支持自定义PID&VID的修改。

一个常见的做法是在设备的固件中定义VID和PID，并提供一个编程接口来修改它们。例如，在使用USB转串口芯片如FTDI FT232RL时，制造商通常会提供一个配置工具来更改芯片的VID和PID。以下是通过FTDI官方提供的FT_Prog工具来更改FT232RL芯片PID和VID的步骤：

1. 连接设备并识别出要更改的设备。
2. 选择设备并进入PID和VID配置部分。
3. 输入新的VID和PID值。
4. 将更改写入设备。

graph TD;
    A[开始] --> B[连接设备]
    B --> C[使用FT_Prog检测设备]
    C --> D[选择设备]
    D --> E[修改VID和PID]
    E --> F[写入设备配置]
    F --> G[完成修改]

### 4.2.2 自定义PID&VID的注意事项

虽然自定义PID和VID提供了很大的便利，但是开发者需要注意以下几点：

- 确保使用的VID不与现有的VID冲突。如果VID已被USB-IF分配给其他制造商，则可能导致法律问题。
- 自定义PID和VID需要在设备固件中被正确处理，否则可能导致设备无法被操作系统识别。
- 需要考虑到硬件的兼容性问题，尤其是在与其他硬件交互的情况下。
- 如果设备是为销售给公众而设计的，那么使用非标准的PID和VID可能会增加对技术支持的需求，因为标准的驱动程序可能无法直接使用。

## 4.3 安全与隐私问题

### 4.3.1 PID&VID与设备安全性

由于PID和VID是公开信息，它们可以被任何软件或恶意软件读取。在某些情况下，恶意软件可以利用这些信息来实施攻击。比如，恶意软件可能会寻找特定的VID，以识别和攻击某些品牌的设备。因此，保持硬件安全的关键之一是确保设备的安全更新和固件的安全性。

在硬件层面，可以采取多种措施保护设备安全，比如使用加密通信和固件签名。在软件层面，操作系统和驱动程序应该对设备进行认证，以确保它们不会接受来自未认证设备的连接请求。

### 4.3.2 隐私保护的最佳实践

在隐私保护方面，尤其是在涉及到个人设备或是敏感信息设备时，确保PID和VID不会泄露用户隐私是非常重要的。设备制造商和开发者可以采取以下最佳实践来保护用户隐私：

- 不要在设备的固件中硬编码敏感信息。
- 使用随机生成的PID和VID，以避免将设备与特定用户相关联。
- 在设备的使用协议中明确告知用户关于设备标识符的信息。
- 为设备提供隐私设置选项，让用户能够控制自己的设备信息是否被共享。

采取上述措施可以帮助缓解隐私泄露的风险，并保护用户不受潜在的隐私侵犯。在开发过程中，始终将用户的隐私放在首位是负责任的行为，也是符合当前数据保护法规的要求。

# 5. 案例分析：解决USB设备识别问题

## 5.1 常见USB识别故障案例

### 5.1.1 无法识别设备的排查

当用户连接USB设备到电脑时，有时会遇到无法识别的问题，这可能由多种原因引起。故障排查首先应从检查物理连接开始。确保USB连接线没有损坏，没有松动，并尝试更换端口以排除端口故障。如果问题依旧存在，可以进一步深入分析。

在软件层面，首先检查设备管理器中是否有未知设备或带有黄色感叹号的设备项。如果存在，右键点击设备并选择“更新驱动程序软件”。如果这一步无法解决问题，可以尝试卸载设备并重新连接以查看系统是否能重新识别设备。如果这些步骤都不能解决问题，可能需要考虑使用USB设备识别工具进行进一步的故障诊断。

### 5.1.2 设备冲突与兼容性问题

设备冲突经常发生在同一台电脑连接多个USB设备时。操作系统有时无法正确分配资源给每个设备，造成某些设备无法正常工作。解决这类问题可以从以下几个步骤着手：

1. 确认设备在其他电脑上是否正常工作，以排除硬件故障。
2. 检查设备管理器，查看是否有设备驱动冲突。如果有，尝试手动更改冲突设备的资源分配。
3. 卸载与故障设备相关的驱动程序并重新安装。
4. 在BIOS设置中，调整USB端口的相关设置，尤其是对USB 2.0和3.0端口的混用问题。

兼容性问题则更常见于老旧的USB设备连接到新的操作系统。在这种情况下，可能需要寻找该设备的最新驱动程序或者查看设备制造商是否提供固件更新。

## 5.2 案例分析：故障诊断与解决步骤

### 5.2.1 故障诊断流程

对于USB设备无法识别的问题，可以遵循以下故障诊断流程：

1. **物理检查**：确保USB连接稳固无损。
2. **系统日志检查**：查看Windows事件查看器中的系统日志和设备管理器事件，以获取错误代码或信息。
3. **设备管理器**：打开设备管理器检查是否有错误标识的设备，并尝试更新或重新安装驱动程序。
4. **命令行诊断**：使用`devcon`或`powerShell`脚本来诊断和解决硬件识别问题。
5. **BIOS设置**：进入BIOS检查USB端口设置，确保没有禁用某些端口。
6. **排除兼容性**：确认设备是否与操作系统兼容，并尝试在其他电脑上测试设备。

### 5.2.2 解决方案与实施

解决步骤往往需要结合故障诊断的结果来制定。例如，如果发现系统中有未知设备，可以尝试以下解决方案：

# PowerShell命令行用于检测和识别新连接的USB设备
Get-PnpDevice -Status OK | Where-Object {$_.Class -eq "USB"} | Format-Table FriendlyName, HardwareID -AutoSize

如果检测到新设备后仍然无法识别，那么可以尝试卸载该设备，然后重启电脑让系统重新安装驱动程序。

在某些情况下，如果设备是由于驱动程序损坏导致无法识别，用户可以通过设备管理器中的“扫描硬件更改”功能来尝试解决问题。

如果故障依旧存在，可以考虑以下高级步骤：

- 使用专业软件工具，例如`USBDeview`，来列出所有连接的USB设备及其详细信息，这有助于识别隐藏的问题。
- 如果是硬件损坏，那么可能需要联系设备制造商寻求专业支持，或者更换新的硬件设备。

## 5.3 案例总结与经验分享

### 5.3.1 经验教训总结

从解决USB设备识别问题的案例中，我们可以得到以下经验教训：

- 在处理USB设备识别故障时，不要急于更换硬件，而应首先尝试通过软件解决问题。
- 在故障诊断时，应记录详细的步骤和结果，这样有助于快速定位问题的根源。
- 如果问题复杂，可以考虑利用社区资源和专业工具，它们往往能提供有效的解决办法。

### 5.3.2 避免常见错误的建议

为避免在USB设备识别过程中遇到的常见错误，可以采取以下预防措施：

- 定期更新操作系统和设备驱动程序，以确保兼容性和稳定性。
- 在连接新设备前，检查其兼容性以及是否需要安装特定的软件或驱动程序。
- 在连接多个USB设备时，合理使用集线器，并注意电源供给是否足够，防止电源不足造成设备无法识别。
- 维护良好的硬件使用习惯，避免频繁插拔，减少对USB端口和线缆的物理损伤。

通过以上内容，希望能帮助读者在实际工作中更好地诊断和解决USB设备识别问题。

# 6. 展望未来：USB技术的新发展

## 6.1 未来USB技术的趋势与展望
### 6.1.1 新型USB接口标准介绍

随着技术的不断进步，USB技术也在不断地推陈出新。在2019年，USB实施者论坛(USB-IF)正式发布了USB4标准，这是一个重要的里程碑。USB4不仅提升了传输速度，最大支持到40Gbps，而且还支持多种协议的数据和显示通道，如PCI Express (PCIe)和Thunderbolt™ 3。

在USB4标准中，PID和VID的作用依然显著。它们是设备身份识别的基础，无论USB接口如何演变，硬件标识符的这一核心功能都是设备互操作性的关键。USB4的出现预示着未来设备将会拥有更高的兼容性和更广泛的应用范围，但与此同时，它也对硬件制造商提出了更高的要求，尤其是在保证设备识别符唯一性方面。

### 6.1.2 技术创新对PID&VID的影响

技术创新使得USB技术逐渐成为多用途、高速度的接口标准。随着USB4的引入，我们可以预见PID和VID将面临新的挑战。例如，USB4支持高达100W的电力传输，这意味着更多的电力管理设备可能会被集成到USB生态系统中。硬件标识符系统将需要支持更多的设备类型，并确保这些设备在高速数据传输时的安全性和稳定性。

另一个创新点是USB-C和Thunderbolt 3接口的物理合并，这不仅对终端用户的设备互换性是一个福音，也对USB技术的普及起到积极推动作用。然而，对于制造商来说，这意味着需要确保所有使用新型USB接口的产品，无论是消费者级还是专业级，都能被正确识别和高效管理。

## 6.2 预测与期待：USB技术在不同行业的应用前景
### 6.2.1 消费电子产品中的应用

随着新型USB技术的推广，我们预计在未来几年内，消费电子市场将会发生显著变化。首先是移动设备，如智能手机和平板电脑，它们将逐渐采用USB4标准，这将极大提升数据同步和充电的速度。随着速度的提升和充电能力的增强，我们甚至可以预见，未来的USB接口有可能成为统一的接口标准，取代目前多种多样的充电和数据传输接口。

此外，家庭娱乐设备、可穿戴设备和物联网(IoT)产品也将受益于新型USB技术的高速度和多功能性。家庭中众多的设备通过统一标准的USB接口连接和交互，不仅简化了用户的使用流程，也提高了整体的互操作性。

### 6.2.2 工业及专业设备中的应用

在工业及专业领域，USB技术的未来发展同样值得关注。工业自动化系统，尤其是在实时数据采集和设备控制方面，要求更高的数据传输速度和稳定性。USB4所具备的高速数据传输能力，将有助于提高工业生产效率和系统响应速度。

对于专业设备，例如医疗成像系统、高分辨率视频制作设备等，USB技术的新发展将使得这些设备变得更加便携和高效。随着设备体积的缩小和性能的提升，我们可以期待看到更多的专业设备采用USB接口进行数据传输和电源供应。

## 6.3 推广与建议：社区与产业的协作
### 6.3.1 开发者社区的贡献

开发者社区在USB技术的推广和创新中起着至关重要的作用。他们的贡献不仅限于软件层面，还包括硬件标准的推广和创新。通过开源项目和社区合作，开发者们可以共同解决USB技术在新应用领域遇到的问题，推动USB技术与新兴技术的结合，例如与5G、人工智能(AI)和机器学习的融合。

社区的协作还可以加速新型USB技术的普及。通过开源硬件项目、技术分享会和在线论坛，开发者可以获取最新的USB技术信息，分享他们的设计和经验，从而推动USB技术的持续进步。

### 6.3.2 产业链合作的重要性

USB技术的发展需要硬件制造商、软件开发者和最终用户之间紧密的合作。产业链上下游的协同工作可以确保硬件标识符系统的有效性，同时优化用户体验。例如，制造商需确保他们的产品遵循统一的PID和VID分配原则，而软件开发者则需要确保操作系统和应用程序能够正确识别和管理这些设备。

在产业链的合作过程中，标准化组织如USB-IF，扮演着不可或缺的角色。他们制定标准并推动行业成员之间的合作，为USB技术的发展提供了坚实的基础。同时，产业链的合作也需要监管和政策的支持，以确保技术进步和用户隐私的保护能够齐头并进。

展望未来，USB技术的前景广阔，从消费级产品到专业设备，再到新兴的应用领域，USB技术都在扮演着越来越重要的角色。随着社区和产业的共同努力，我们相信USB技术将继续成为连接设备、简化生活的重要力量。