• 深入了解Android蓝牙Bluetooth——《进阶篇》


    在 [深入了解Android蓝牙Bluetooth——《基础篇》](http://blog.csdn.net/androidstarjack/article/details/60468468)一篇中我们对蓝牙的各个版本的有了一个认识,蓝牙版本的历程及其优劣式介绍。那么接下来咱们就深入一点继续开车进入BLE的进及篇章。

    蓝牙BLE4.x

    BLE分为三部分:

    • Service

    • Characteristic

    • Descriptor

      这三部分都用UUID作为唯一标识符。UUID为这种格式:0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb。比如有3个Service,那么就有三个不同的UUID与Service对应。这些UUID都写在硬件里,我们通过BLE提供的API可以读取到。

    • 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。Characteristic是比较重要的,是手机与BLE终端交换数据的关键,读取设置数据等操作都是操作Characteristic的相关属性。

    API相关介绍

    • 1.先介绍一下关于蓝牙4.0中的一些名词吧:
      (1)GATT(Gneric Attibute Profile)

      通过ble连接,读写属性类小数据Profile通用的规范。现在所有的ble应用Profile 都是基于GATT

      • (2)ATT(Attribute Protocal) GATT是基于ATT Potocal的ATT针对BLE设备专门做的具体就是传输过程中使用尽量少的数据,每个属性都有个唯一的UUID,属性chartcteristics and Service的形式传输。
      • (3)Service是Characteristic的集合。
      • (4).Characteristic 特征类型。

      比如。有个蓝牙ble的血压计。他可能包括多个Servvice,每个Service有包括多个Characteristic

      注意:蓝牙ble只能支持Android 4.3以上的系统 SDK>=18

    • 2.以下是开发的步骤:

    • 2.1首先获取BluetoothManager

    • 2.2获取BluetoothAdapter

    • 2.3创建BluetoothAdapter.LeScanCallback

    • 2.4.开始搜索设备。

    • 2.5.BluetoothDevice 描述了一个蓝牙设备 提供了getAddress()设备Mac地址,getName()设备的名称。

    • 2.6开始连接设备

    • 2.7连接到设备之后获取设备的服务(Service)和服务对应的Characteristic。

    • 2.8获取到特征之后,找到服务中可以向下位机写指令的特征,向该特征写入指令。

    • 2.9写入成功之后,开始读取设备返回来的数据。

    • 2.10、断开连接

    • 2.11、数据的转换方法

    大概整体就是如上的步骤。但是也是要具体根据厂家的协议来实现通信的过程。

    那么具体要怎么使用呢?我们据需开车往下走。

    一.添加权限

      和经典蓝牙一样,应用使用蓝牙,需要声明BLUETOOTH权限,如果需要扫描设备或者操作蓝牙设置,则还需要BLUETOOTH_ADMIN权限:

    <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/>
    <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>

    除了蓝牙权限外,如果需要BLE feature则还需要声明uses-feature:

    <uses-feature android:name="android.hardware.bluetooth_le" android:required="true"/>

    按时required为true时,则应用只能在支持BLE的Android设备上安装运行;required为false时,Android设备均可正常安装运行,需要在代码运行时判断设备是否支持BLE feature:

    // Use this check to determine whether BLE is supported on the device. Then
    // you can selectively disable BLE-related features.
    if (!getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_BLUETOOTH_LE)) {
        Toast.makeText(this, R.string.ble_not_supported, Toast.LENGTH_SHORT).show();
        finish();
    }

    第一步:开启蓝牙:

    • 1.首先获取有BluetoothAdapter两种方式:
    private BluetoothManager bluetoothManager;
    
    bluetoothManager =   (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
    mBluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();

    或者是:

    mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();

    两行方式都是可以的。

    注:这里通过getSystemService获取BluetoothManager,再通过BluetoothManager获取BluetoothAdapter。BluetoothManager在Android4.3以上支持(API level 18)。

    • 2.判断手机设备是否有蓝牙模块
    // 检查设备上是否支持蓝牙
            if (mBluetoothAdapter == null) {
                showToast("没有发现蓝牙模块");
                return;
            }
    • 3.开启蓝牙设备

      开启蓝牙设备有两种方式:

      • 第一种直接简单暴力不给用户进行提示:
      if (!mBluetoothAdapter.isEnabled()) {
                  mBluetoothAdapter.enable();
      }
      • 第二种直优雅的践行开启并且有弹框进行提示,隐式启动Intent:
      if (mBluetoothAdapter == null || !mBluetoothAdapter.isEnabled()) {
          Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
          startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);
      }
    • 4.扫描蓝牙设备

      我这里是把扫描到的BLE地址存放到List集合中去。这里我们可以写一个方法进行封装一下。

    /***********
         * 扫描设备
         ********/
        private void scanLeDevice(final boolean enable) {
            if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) {
                if (enable) {
                    devices.clear();//清空集合
                    // Stops scanning after a pre-defined scan period.
                    mHandler.postDelayed(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) {
                                mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
                            }
                        }
                    }, INTERVAL_TIME);
                    mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);
                } else {
                    try {
                        mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
                    } catch (Exception e) {
                    }
                }
            }
        }

    在这个扫描方法中,我们在AndroidStudio或者是Eclipse中会看到startLeScan方法会有横线,表明这个方式显示过期的方法,那么

    如果你只需要搜索指定UUID的外设,你可以调用 startLeScan(UUID[], BluetoothAdapter.LeScanCallback)方法。 其中UUID数组指定你的应用程序所支持的GATT Services的UUID。

    那么LeScanCallback的初始化代码如下:

    private void initCallBack(){
         if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) {
                mLeScanCallback = new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {
                    @Override
                    public void onLeScan(final BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {
                        runOnUiThread(new Runnable() {
                            @Override
                            public void run() {
                                if (device != null) {
                                    if (!TextUtils.isEmpty(device.getName())) {
                                       // devices.add(device);
                                        String name = device.getName();
                                        if (name.contains(BluetoothDeviceAttr.OYGEN_DEVICE_NAME)) {
                                            if (!devices.contains(device)) {
                                                devices.add(device);
                                            }
                                        }
                                    }
                                }
                            }
                        });
                    }
                };
            } else {
                getToast("设备蓝牙版本过低");
                return;
            }
    }

    那么如果在设备多的情况下我们讲搜出很多的设备。我们可以选择我们所需要的地址进行链接。但是这类要注意的是:搜索时,你只能搜索传统蓝牙设备或者BLE设备,两者完全独立,不可同时被搜索.

    • 5.进行链接设备
    final BluetoothDevice device = mBluetoothAdapter.getRemoteDevice(address);
            if (device == null) {
                Log.w(TAG, "Device not found.  Unable to connect.");
                return false;
            }
            // We want to directly connect to the device, so we are setting the autoConnect
            // parameter to false.
            mBluetoothGatt = device.connectGatt(this, false, mGattCallback);

    这里调用的是device的connectGatt方法

    /**
         * Connect to GATT Server hosted by this device. Caller acts as GATT client.
         * The callback is used to deliver results to Caller, such as connection status as well
         * as any further GATT client operations.
         * The method returns a BluetoothGatt instance. You can use BluetoothGatt to conduct
         * GATT client operations.
         * @param callback GATT callback handler that will receive asynchronous callbacks.
         * @param autoConnect Whether to directly connect to the remote device (false)
         *                    or to automatically connect as soon as the remote
         *                    device becomes available (true).
         * @throws IllegalArgumentException if callback is null
         */
        public BluetoothGatt connectGatt(Context context, boolean autoConnect,
                                         BluetoothGattCallback callback) {
            return (connectGatt(context, autoConnect,callback, TRANSPORT_AUTO));
        }

     api中阐述的是第一个参数是上下文对象Context,第二个参数是是否自动连接,第三个是蓝牙的GattCallback回调。

    private BluetoothGattCallback GattCallback = new BluetoothGattCallback() {
        // 这里有9个要实现的方法,看情况要实现那些,用到那些就实现那些
        //当连接状态发生改变的时候
        @Override
        public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState){
            
        };
        //回调响应特征写操作的结果。
        @Override
        public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status){
            
        };
        //回调响应特征读操作的结果。
        @Override
        public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
        }
        //当服务被发现的时候回调的结果
        @Override
        public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
        }
        当连接能被被读的操作
        @Override
       public void onDescriptorRead(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattDescriptor descriptor, int status) {
                
                super.onDescriptorRead(gatt, descriptor, status);
          }  
        ......
    };

     连接的过程我们一个通过service来进行连接,也可以在activity中进行操作。 好,到此为止,一个BLE蓝牙连接设备的整个流程我们已经清楚完毕。

    Android4.x的蓝牙不太成熟性

     但是在实际操作过程中难免会出现一些比较坑人的问题。比如我用一个地址进行蓝牙设备连接,偶尔会出现蓝牙连接不上或者是说连接上设备后不返回数据等问题。那么此时我们可能会重启一下蓝牙或手机就立马有成功了。此时我们千万不能蒙蔽,也不要怀疑自己的人生。这是因为Android4.x的蓝牙还是不太成熟。目前可以来说是个测试阶段。

    • 手机可能会搜索不到蓝牙设备
    • 有时候会在广播中接收不到数据
    • 出现异常需要重新启动手机或者是重启才能恢复正常

    这个时候我们怎么办呢?

    此时不要抱怨什么,难到我们作为Android程序员就注定如此的苦逼吗?

    答案是否定的。

    如何去优化呢?那么我们就应该从UI界面,用户体验上进行操作来实现

    • 做一个定时器,如果在在确定蓝牙设备一打开并且存在的情况系,可以在手机搜索5s内没有搜索到蓝牙设备时重启蓝牙,并且在广播中接收到蓝牙开启后再次搜索

    • 可以在UI上进行对用户进行相对应的提示

      • 当蓝牙为启动时,提示用户去开启器蓝牙
      • 当蓝牙开启后,在处在开启状态后,提示用户蓝牙正在开启...
      • 蓝牙已开启,设备并没有连接上,提示用户去进行连接
      • 设备正在连接上手机,提示用户,正在连接,请等待...
      • 蓝牙设备连接上手机,正在读取,提示数据正在读取中...

      我们不能子在Android系统上来操作什么,我们在体验上做到了我们能做的就可以的。

    手机蓝牙连接BLE设备要求

    • 手机Android 4.3以上的系统 SDK>=18
    • 蓝牙版本>=4.0

    学习参考道demo下载地址: https://github.com/androidstarjack/Bluetooth_4.3-master

    学到这里,关于AndroidBLE蓝牙连接我们已经基本上实现了蓝牙的搜索,连接,读取等。

    大家项目中如果经常涉及到硬件比如手环,温度计,汗液仪,心电图,血压计等这些ble的蓝牙设备,就一定会用到蓝相关方面的知识。这里笔者先给大家提前踩一下坑,进行了总结,为后面的小伙伴在研究蓝牙方面尽量的少踩一些坑。如多对蓝牙的历程还未有清楚的认识,请参考深入了解Android蓝牙Bluetooth4.0——《基础篇》

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