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Android -BLE蓝牙小DEMO
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发布时间:2018-08-24
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技术:java+Android4.4+jdk1.8
运行环境:Android8.0华为V10
概述
Android ble开发。
详细
# 原文地址: https://blog.csdn.net/vnanyesheshou/article/details/51943870 # 一 环境 *开发环境:* jdk1.6 Eclipse or jdk1.8 AS3.0.1 *运行环境:* 华为V10(Android8.0) *实现功能:* Android 蓝牙BLE (搜索设备、蓝牙连接、通信等)。 # 二 代码结构 ![AS](/contentImages/image/20180823/bCAcy3vj3JnFqvyXHc1.png "AS") ![Eclipse](/contentImages/image/20180823/jWBC2ZUR6SzAPbpVsyo.png "Eclipse") # 三、程序实现 ## 一、ble简单介绍 BLE: Bluetooth Low Energy,即蓝牙低功耗,它是一种技术,从蓝牙4.0开始支持。蓝牙低功耗芯片有两种模式:单模和双模。 单模:只能执行低功耗协议栈,也就是只支持ble。 双模:支持传统蓝牙以及ble的使用。 较传统蓝牙:传输速度更快,覆盖范围更广,安全性更高,延迟更短,耗电低等优点。 关键术语和概念: Gatt:(Generic Attribute Profile)—通用属性配置文件,用于在ble链路上发送和接收被称为“属性”的数据块。目前所有的ble应用都是基于GATT的。一个设备可以实现多个配置文件。 ble交互的桥梁是Service、Characteristic、Desciptor。 Characteristic:可以理解为一个数据类型,它包括一个value和0至多个对此characteristic的描述(Descriptor)。 Descriptor:对Characterisctic的描述,如范围、单位等。 Service:Characteristic的集合。它可以包含多个Characteristic。 一个ble终端可以包含多个Service,一个Service可以包含多个Characteristic,一个Characteristic包含一个value和多个Descriptor,一个Descriptor包含一个value。其中Characteristic比较重要,用的比较多。 这三部分都由UUID作为唯一标示符,以此区分。 UUID(Universally Unique Identifier),含义是通用唯一识别码,它是在一定范围内唯一的机器生成的标识符。标准的UUID格式为:xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx (8-4-4-4-12)。 ble中有四个角色: 广播者(Braodcaster):广播发送者,是不可连接的设备。 观察者(Observer):扫描广播,不能够启动连接。 广播者和观察者不能建立连接。应用:温度传感器和温度显示器。 外围(periphery):广播发送者,可连接的设备,在单一链路层作为从机。 中央(central):扫描广播,启动连接,在单一或多链路层作为主机。 中央和外围可以进行配对、连接、数据通信。应用:手机和手表。 一个中央可以同时连接多个周边,但是一个周边只能连接一个中央(但是我测试,周边可以连接多个中央设备,并且能正常通信)。 ## 二、Android 注意:Android 4.3(API 18)引入ble相关接口。 相关类 目录:frameworks/base/core/java/android/bluetooth/ BluetoothGatt:中央使用和处理数据; BluetoothGattCallback:中央的回调。 BluetoothGattServer:周边提供数据; BluetoothGattServerCallback:周边的回调 BluetoothGattService:Gatt服务 BluetoothGattCharacteristic:Gatt特性 BluetoothGattDescriptor:Gatt描述 #### 2.1 中央设备 搜索ble设备 ```java //搜索附近所有的外围设备 mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback); //搜索某些uuid的外围设备。 mBluetoothAdapter.startLeScan(uuid[] ,mLeScanCallback); 停止扫描 mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback); ``` 监听扫描结果。 ```java mLeScanCallback = new BluetoothAdapter.LeScanCallback() { public void onLeScan(BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) { } }; ``` device 搜索到的ble设备。 rssi 信号强度 scanRecord 远程设备广告记录的内容(蓝牙名称) 发起连接请求,获得中央。 mBluetoothGatt = device.connectGatt(mContext, false,mGattCallback); 第二个参数: > 如果为false,则直接立即连接。 如果为true,则等待远程设备可用时(在范围内,。。)连接。并不是断开后重新连接。 第三个参数:连接回调 private BluetoothGattCallback mGattCallback = new BluetoothGattCallback() {}; BluetoothGattCallback 类中提供了许多回调,包括:连接状态改变、characteristic的read、write、change,mtu change等。根据需要实现即可。 连接成功后,发送 gatt服务发现请求。mBluetoothGatt.discoverServices(). 发现服务成功会失败都会回调onServicesDiscovered()函数。通过mBluetoothGatt.getServices()获取连接的ble设备所提供的服务列表,返回值类型为List
。 ```java //连接状态改变回调 onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState){ if(newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED){ //连接成功后,发送发现服务请求。 mBluetoothGatt.discoverServices(); } } //发现服务回调。 public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) { if(status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS){ //发现成功后,则可以通过下面方法获取service 列表。 mBluetoothGatt.getServices(); } } ``` **获得Characteristic和Descriptor。** 通过服务列表中的BluetoothGattService,可以获取到服务所包含的characteristic(getCharacteristics()返回值类型为List
)。 通过BluetoothGattCharacteristic可以获取特征所包含的descriptor(getDescriptors()返回值类型是List
)。 BluetoothGattService、BluetoothGattCharacteristic和BluetoothGattDescriptor三个类中都提供了一个方法getUuid(),通过该方法可以获取其对应的uuid,从而可以判断是否是自己需要的service、characteristic或者descriptor。 通过获取的特征值,可以进行下操作: 写入特性值 读取特性值 订阅特性值。 **写入特征值:** characteristic.setValue(data.getBytes()); mBluetoothGatt.writeCharacteristic(characteristic); 要想成功写入特征值: 首先此characteristic属性满足BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_WRITY或BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_WRITY_NO_RESPONSE,如果其property都不包含这两个,写特征值writeCharacteristic()函数直接返回false,什么都不做处理(具体可以看BluetoothGatt源码)。 其次此characteristic权限应满足BluetoothGattCharacteristic.PERMISSION_WRITE,否则onCharacteristicWrite()回调收到GATT_WRITE_NOT_PERMITTED回应。 写特征值前可以设置写的类型setWriteType(),写类型有三种,如下: WRITE_TYPE_DEFAULT 默认类型,需要外围设备的确认,也就是需要外围设备的回应,这样才能继续发送写。 WRITE_TYPE_NO_RESPONSE 设置该类型不需要外围设备的回应,可以继续写数据。加快传输速率。 WRITE_TYPE_SIGNED 写特征携带认证签名,具体作用不太清楚。 外围设备收到中央写特征值的请求,会回调 onCharacteristicWriteRequest 如果此次请求需要回应,则外围设备回应 mGattServer.sendResponse 中央设备收到响应,回调onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) **读取特征值:** mBluetoothGatt.readCharacteristic(characteristic); 读特征值与写类似,也需要响应的权限和属性。 该characteristic属性需包含PROPERTY_READ,否则直接返回false(具体可以看BluetoothGatt源码)。 该characteristic权限应满足BluetoothGattCharacteristic.PERMISSION_READ,否则onCharacteristicRead()回调收到GATT_READ_NOT_PERMITTED回应。 外围设备接收到中央设备的读特征值请求,则会回调 onCharacteristicReadRequest()函数, 外围设备应该回应此请求 sendResponse。 中央设备收到响应回调 onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) **订阅:** //第二个参数:true则订阅该特征,false则取消订阅。 mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic, true); 当指定Characteristic值发生变化时,是否接收通知。 当设为true,如果Characteristic发生变化时,会回调方法: onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic) 通过参数characteristic,可获得getValue获得其中的内容。 注意:虽然订阅了该特征,并且该特征属性也满足PROPERTY_NOTIFY,但是并没有收到特征值改变的回调。这是为什么呢?查看sdk中的demo,发现需要写一下Descriptor。这样就可以正常监听特征值的改变了。 ```java //CLIENT_CHARACTERISTIC_CONFIG = "00002902-0000-1000-8000-00805f9b34fb" BluetoothGattDescriptor descriptor = characteristic.getDescriptor( UUID.fromString(SampleGattAttributes.CLIENT_CHARACTERISTIC_CONFIG)); descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE); mBluetoothGatt.writeDescriptor(descriptor); ``` **中央设备的其他一些方法** readDescriptor(descriptor) 读取描述 writeDescriptor(descriptor) 写描述 readRemoteRssi() 读取连接设备的rssi。 disconnect(); 断开bel连接。 close(); 关闭中央设备。(不用时及时关闭,否则有的手机重连连不上。) #### 2.2 外围设备 **获取/打开周边(外围)** ```java mGattServer = mBluetoothManager.openGattServer(mContext, callback); //其中callback是一个MyGattServerCallback(继承了BluetoothGattServerCallback)对象。 ``` 初始化描述、特性和服务。 ```java //描述: new BluetoothGattDescriptor(UUID.fromString(DESC_UUID), descPermissions); //特性 : final int properties = BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_READ | BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_WRITE | BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_NOTIFY; final int permissions = BluetoothGattCharacteristic.PERMISSION_READ; | BluetoothGattCharacteristic.PERMISSION_WRITE; new BluetoothGattCharacteristic(UUID.fromString(CHAR_UUID), properties, permissions); gattChar.addDescriptor(gattDesc); ``` property 表示属性。permission 表示权限。这两个都和权限相关。 如果property未设置PROPERTY_READ,permission设置PERMISSION_READ,则中央设备readCharacteristic主动读取特征值方法返回false,此操作失败。 而如果property设置PROPERTY_READ,permission未设置PERMISSION_READ,则中央设备readCharacteristic主动读取特征值方法返回true,此操作成功,外围设备发送响应,中央设备收到响应 GATT_READ_NOT_PERMITTED。 所以说如果想要characteristic可读,则这两个都要设置。 PROPERTY_WRITE和PERMISSION_WRITE也和上面类似。 PROPERTY_NOTIFY 表示支持notification。 ```java //服务: BluetoothGattService bs = new BluetoothGattService( UUID.fromString(SERV_UUID), BluetoothGattService.SERVICE_TYPE_PRIMARY); bs.addCharacteristic(gattChar); ``` 第二个参数为service type, SERVICE_TYPE_PRIMARY 基础服务、主要服务。 SERVICE_TYPE_SECONDARY 辅助服务(由初级服务包含在内)。 BluetoothGattService 类中方法 addService(bluetoothGattService),将辅助服务添加到主要服务中。 getIncludeedServices() 获取包含的服务列表。 getType() 获取服务的type。 getUuid() 获取服务的UUID。 **添加服务** mGattServer.addService(bs); 设置广播数据 开始广播 这在android4.3没有提供,在android5.0才提供了设置广播数据,发送广告包等方法。我们开发是基于android4.3的,按理说我们是不可以作为外围设备的,不过我们framework以及底层都进行了修改,提供了这些方法,说以我们的android4.3设备可以作为外围。 mGattServer.startAdvertising();//开始广播 mGattServer.stopAdvertising();//停止广播 **收到central扫描请求,回应扫描请求。** 这个不需要我们管理,此时会广播之前的设置的广播数据。 **收到central连接请求,建立连接。** 连接成功后 外围可以断开连接。 mGattServer.cancelConnection(device); 响应central发起的gatt服务发现请求,回应服务信息。 响应central发起的gatt特性发现请求,回应特性信息。 响应central发起的gatt描述发现请求,回应描述信息。 这三个不需要我们去操作,系统底层会处理。 **对central的读写做响应。** 回应特性值 更新特性值。 **回应特征值:** MyGattServerCallback extends BluetoothGattServerCallback. 其中有几个常用的方法: onConnectionStateChange(BluetoothDevice device, int status, int newState) 监听设备连接状态。 device远程设备 newStateble连接状态,只能为BluetoothProfile.STATE_CONNECTED和BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED。 onCharacteristicReadRequest(BluetoothDevice device, int requestId, int offset, BluetoothGattCharacteristic characteristic) 监听中心设备读Characteristic的请求, requestId 请求的标识。 offset 特性值偏移量。 Characteristic 要读的特性。 此方法要求作出响应。 mGattServer.sendResponse(device, requestId, BluetoothGatt.GATT_SUCCESS, offset, null); 最后一个参数可以设置传的数据,byte[]类型的。 onCharacteristicWriteRequest(BluetoothDevice device, int requestId, BluetoothGattCharacteristic characteristic, boolean preparedWrite, boolean responseNeeded, int offset, byte[] value) 监听中心设备写Characteristic的请求, preparedWrite true则写操作必须排队等待稍后执行。 responseNeeded 是否需要响应。 value 写的数据。 需要响应则必须sendResponse. **更新特征值:** 外围设备向中心设备不能发送数据,必须通过notify 或者indicate的方式,andorid只发现notify接口。 characteristic.setValue(res.getBytes()); mGattServer.notifyCharacteristicChanged(device, characteristic, false); 最后一个参数表示是否需要客户端确认。 #### **欢迎扫一扫关注我的微信公众号,定期推送优质技术文章:** ![](https://img-blog.csdn.net/20170418093206490)
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zpengyong
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