蓝牙4.0 BLE入门

　　在BLE协议中有两个角色，一个是周边（Periphery），另外一个是中央（Central）。一个中央可以同时连接多个周边，但一个周边某一时刻只能连接一个中央。但是不管periphery还是central都是可以实现GATT server和GATT client去传输数据，但是无法同时都是。

　　先来讲一下相关术语和概念：

　　GATT：Generic Attribute Profile，GATT配置文件是一个通用的规范，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应用都基于GATT。 蓝牙SIG规定了许多低功耗设备的配置文件。配置文件是设备如何在特定的应用程序中工作的规格说明。注意一个设备可以实现多个配置文件。例如，一个设备可能包括心率监测仪和电量检测。

　　ATT：Attribute Protocol，GATT在ATT协议基础上建立，也被称为GATT/ATT。ATT对在BLE设备上运行进行了优化，为此，它使用了尽可能少的字节。每个属性通过一个唯一的的统一标识符（UUID）来标识，每个String类型UUID使用128bit标准格式。属性通过ATT被格式化为characteristics和services。

　　Characteristic：一个characteristic包括一个单一的value（变量）和0-n个用来描述characteristic变量的descriptor，characteristic可以被认为是一个类型，类似于类

　　Descriptor：用来描述characteristic变量的属性。例如。一二descriptor可以规定一个可读的描述，或者一个characteristic变量可接受的范围，或者一个characteristic变量特定的测量单位

　　Service：是characteristic的集合。例如，你可能有一个叫“Heart Rate Monitor(心率监测仪)”的service，它包括了很多characteristics，如“heart rate measurement(心率测量)”等。你可以在bluetooth.org 找到一个目前支持的基于GATT的配置文件和服务列表。

　　以下是Android设备与BLE设备交互时的角色和责任：

　　　　中央 vs 外围设备。 适用于BLE连接本身。中央设备扫描，寻找广播；外围设备发出广播。

　　　　GATT服务端 vs GATT客户端。决定了两个设备在建立连接后如何互相交流。

　　系统权限

　　<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/> 使用这个权限去执行蓝牙通讯，如请求连接，接受连接和传输数据。

　　<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>使用这个权限让你的app启用设备发现或者操纵蓝牙设置。

　　<uses-feature android:name="android.hardware.bluetooth_le" android:required="true"/>声明你的app只为具有BLE的设备提供。

　　但是如果想让你的app提供给那些不支持BLE的设备，需要在manifest中包括上面代码并设置required="false"，然后在运行时可以通过使用PackageManager.hasSystemFeature()确定BLE的可用性。

if (!getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_BLUETOOTH_LE)) {

　　Toast.makeText(this, R.string.ble_not_supported, Toast.LENGTH_SHORT).show();

　　finish();

}

　　设置BLE

　　如果设备支持BLE但是被禁用的话，你可以无需离开程序而要求用户启用蓝牙：

1、获取BluetoothAdapter

所有的蓝牙活动都需要蓝牙适配器。整个系统只有一个蓝牙适配器，而且你的app使用它与系统交互。

BluetoothManager bluetoothManager=(BluetoothManager)getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);mBluetoothAdapter= bluetoothManager.getAdapter();

2、开启蓝牙

你需要确认蓝牙是否开启。调用isEnabled()去检测蓝牙当前是否开启。如果该方法返回false，则蓝牙被禁用，需要显示错误提示用户去设置开启蓝牙

if (mBluetoothAdapter == null || !mBluetoothAdapter.isEnabled()) {

　　Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);

　　startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);

}

 

　　发现BLE设备

为了发现BLE设备，使用startLeScan()方法，这个方法需要一个参数BluetoothAdapter.LeScanCallback。你必须实现他的回调函数，那就是返回的扫描结果。因为扫描非常耗电，所以应当准守一下准则：

1、找到所需设备，立即停止扫描

2、不要在循环里面扫描，并且对扫描设置时间限制。以前可用的设备可能已经移出范围，继续扫描消耗电池电量

private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;
private Boolean mScanning;
private Handler mHandler;

private static final Long SCAN_PERIOD = 10000L;

private LeScanCallback mLeScanCallback = new LeScanCallback() {
　　@Override
　　public void onLeScan(BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {
　　　　Log.i("TAG", device.toString());
　　}
};

public void scanLeDevice(final boolean enable) {
　　if (enable) {
　　　　mHandler.postDelayed(new Runnable() {
　　　　　　@Override
　　　　　　public void run() {
　　　　　　　　mScanning = false;
　　　　　　　　mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
　　　　　　}
　　　　}, SCAN_PERIOD);
　　　　mScanning = true;
　　　　mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);
　　} else {
　　　　mScanning = false;
　　　　mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
　　}
}

如果你只想扫描指定类型的外围设备，可以改为调用startLeScan(UUID[], BluetoothAdapter.LeScanCallback)),需要提供你的app支持的GATT services的UUID对象数组。

注意：只能扫描BLE设备或者扫描传统蓝牙设备，不能同时扫描BLE和传统蓝牙设备。

 　　连接到GATT服务端

与一个BLE设备交互的第一步就是连接它，也就是连接BLE设备上的GATT服务端：

　　mBluetoothGatt = device.connectGatt(this, false, mGattCallback);

第一个参数是Context对象，第二个是自动连接（表示BLE设备可用是否自动连接到它），第三个是BluetoothGattCallback调用。连接到GATT服务端时，由BLE设备做主机，并返回一个BluetoothGatt实例，然后你可以使用这个实例来进行GATT客户端操作

 　　读取BLE变量

uuid = gattService.getUuid().toString();

List<BluetoothGattCharacteristic> gattCharacteristics = gattService.getCharacteristics();

uuid = gattCharacteristic.getUuid().toString();

　　接收GATT通知

当设备上的特性发生改变时候会通知BLE应用程序。这段代码显示了如何使用setCharacteristication()给一个特性设置通知：

mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic, enable);

BluetoothGattDescriptor descriptor = characteristic.getDescriptor(UUID.fromString(SampleGattAttributes.CLIENT_CHARACTERISTIC_CONFIG));

descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);

mBluetoothGatt.writeDescriptor(descriptor);

如果对一个特性启用通知,当远程蓝牙设备特性发送变化，回调函数onCharacteristicChanged( )被触发。

　　关闭客户端APP

当你的app完成BLE设备的使用后，应该调用close()，系统可以合理释放占用的资源

public void close() {

　　if (null == mBluetoothGatt) {

　　　　return;

　　}

　　mBluetoothGatt.close();

　　mBluetoothGatt = null;

}