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  • Android -BLE蓝牙小DEMO

    代码地址如下:
    http://www.demodashi.com/demo/13890.html

    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

    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

    //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。

    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

    //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。

    //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)

    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。

    //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。

    //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。

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    代码地址如下:
    http://www.demodashi.com/demo/13890.html

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/demodashi/p/9582530.html
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