Android Ble简析

Liu · 发表于 2014-11-27 15:58:22

本帖最后由 Liu 于 2014-11-28 10:38 编辑

   蓝牙BLE设备是目前比较热门的设备。由于BLE有低功耗等特点，被广泛应用到身边的电子产品上。如智能手表、手环、防丢器等各种产品上。最近研究一下android上的ble应用开发。跟大家分享一下相关的内容。
   我的实现使用两台android手机做ble相关的通信，一台机器作为服务端接收发过来的消息，另一台作为客户端发送消息。
   客户端基本流程如下：

1.添加蓝牙相关权限

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

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2.BLE设备扫描
使用BluetoothAdapter.startLeScan来扫描发现设备，这个方法需要参数BluetoothAdapter.LeScanCallback，所以还需要实现此回调方法，来获取扫描结果。
注意：BLE扫描耗电量比较大，尽可能缩短扫描时间。发现用户所需连接的设备后立即停止扫描

public class DeviceScanActivity extends ListActivity {
private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;
private boolean mScanning;
private Handler mHandler;
// 10秒后停止寻找.
private static final long SCAN_PERIOD = 10000;
...
private void scanLeDevice(final boolean enable) {
if (enable) {
// 经过预定扫描期后停止扫描
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);
}
...
}
...
}

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BLE扫描结果的接口，下面是BluetoothAdapter.LeScanCallback的实现。可以获取到扫描到设备的蓝牙名称和蓝牙地址等。

private LeDeviceListAdapter mLeDeviceListAdapter;
...
// Device scan callback.
private BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback =
new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {
@Override
public void onLeScan(final BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {
runOnUiThread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
device.getName();//获得扫描到设备名称
device.getAddress();//获取设备蓝牙地址
}
});
}
};

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3.连接
先获取BluetoothAdapterd，再获取BluetoothDevice。根据扫描的蓝牙设备地址获取BluetoothDevice对象。使用BluetoothDevice.connectGatt进行连接。返回BluetoothGatt实例。
然后使用connectGatt( )方法进行链接。这个方法需要三个参数：一个Context对象，自动连接（boolean值,表示只要BLE设备可用是否自动连接到它），和BluetoothGattCallback调用。后面会详细介绍BluetoothGattCallback的实现。

BluetoothManager mBluetoothManager = (BluetoothManager)getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = mBluetoothManager.getAdapter();
BluetoothDevice mDevice = mBluetoothAdapter.getRemoteDevice(address);

复制代码

4.发现BLE设备服务

mBluetoothGatt.discoverServices()；

复制代码

5.发送Characteristic
发送消息通过读写Characteristic来完成，app完成与GATT服务端连接和发现services后，就可以读写 writeCharacteristic，每个服务和characteristic都有一个UUID来唯一确定，所有想要开发BLE必须知道你想要用哪个服务的那个characteristic也就是要知道对应的UUID。

private void writeCharacteristic(String writeValue) {
BluetoothGattCharacteristic characteristic =
getCharacteristic(CHARACTERISTIC_UUID);
if (characteristic == null) return;
characteristic.setValue(writeValue);
mBluetoothGatt.writeCharacteristic(characteristic);
}
private void readCharacteristic() {
BluetoothGattCharacteristic characteristic =
getCharacteristic(CHARACTERISTIC_UUID);
if (characteristic != null) mBluetoothGatt.readCharacteristic(characteristic);
}

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6.BluetoothGattCallback实现
根据BluetoothGattCallback判断当前状态。获取是否连接成功、是否断开连接、读写Characteristic是否成功等。

private final BluetoothGattCallback mGattCallbacks = new BluetoothGattCallback() {
@Override
//获取连接状态方法，BLE设备连接上或断开时，会调用到此方
public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState) {
if (DEBUG) Log.d(TAG, "onConnectionStateChange");
if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
showMessage("Bluetooth LE connected");
}
else if (status == BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED) {
showMessage("Bluetooth LE disconnected");
}
}
}
//成功发现设备的services时，调用此方法
@Override
public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
if ((status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) &&
(mBluetoothGatt.getService(SERVICE_UUID) != null)) {
showMessage("Discover service Successful !!!");
}
}
//读写characteristic时会调用到以下方法
@Override
public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt， BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
if ((status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) &&
(characteristic.getUuid().equals(CHARACTERISTIC_UUID))) {
showMessage(characteristic.getStringValue(0));
}
}
@Override
public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
BluetoothGattCharacteristic mCharacteristic =
getCharacteristic(CHARACTERISTIC_UUID);
if ((status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) &&
(characteristic.getStringValue(0).equals(mCharacteristic.getStringValue(0)))) {
showMessage("CharacteristicWrite Successful !!!");
}
}
};

复制代码

7.断开链接

mBluetoothGatt.disconnect();

复制代码

以上是客户端（进行消息发送）的实现，下面介绍服务端实现方法。
服务端实现比较简单，首先创建BluetoothManager，使用openGattServer实例mGattServer。openGattServer需要一个BluetoothGattServerCallback回调。创建BluetoothGattService，再把BluetoothGattService添加到BluetoothGattServer中。

BluetoothManager mBluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
BluetoothGattServer mGattServer = mBluetoothManager.openGattServer(this, mCallbacks);
BluetoothGattService mService = createService();
mGattServer.addService(mService);

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BluetoothGattServerCallback回调的实现，在这个回调里面可以获取到服务端发送过来的消息，连接状态等

private final BluetoothGattServerCallback mCallbacks = new BluetoothGattServerCallback() {
@Override
//获取连接状态方法，BLE设备连接上或断开时，会调用到此方
public void onConnectionStateChange(BluetoothDevice device, int status, int newState) {
if (DEBUG) Log.d(TAG, "onConnectionStateChange: newState=" + newState);
if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
mDevice = device;
String devicename = device.getName();
String address = device.getAddress();
notifyConnected(devicename);
beginNotification();
} else if (status == BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED) {
stopNotification();
notifyDisconnected();
mDevice = null;
}
}
}
//service添加成功会调用此方
@Override
public void onServiceAdded(int status, BluetoothGattService service) {
if (DEBUG) Log.d(TAG, "onServiceAdded()");
if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) notifyServiceAdded();
}
//读写Characteristic，在此获得客户端发来的消息
@Override
public void onCharacteristicWriteRequest(BluetoothDevice device, int requestId,BluetoothGattCharacteristic characteristic,
boolean preparedWrite, boolean responseNeeded,int offset, byte[] value) {
if (DEBUG) Log.d(TAG, "onCharacteristicWriteRequest: preparedWrite=" + preparedWrite);
try{
mCharacteristicString = new String(value); //客户端发来的消息
}catch(Exception e){
}
notifyCharacteristicWriteRequest(mCharacteristicString);
}
}
@Override
public void onCharacteristicReadRequest(BluetoothDevice device, int requestId,
int offset, BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
if (DEBUG) Log.d(TAG, "onCharacteristicReadRequest()");
notifyCharacteristicReadRequest();
}
};

复制代码

android ble的内容就暂时介绍到这里，上面介绍的实现方法，是有一台android手机来模拟一个BLE的设备。拿到真实的BLE设备（防丢器），还会继续发帖分享给大家，希望大家继续关注！！

再发几张我这个测试应用的操作截图
1.在server端点击Start Server,上面文本提示BLE SERVICE ADDED

2.在Client端，输入服务端手机的蓝牙地址，然后点在onnect

3.进行配对,两台手机分别点击配对

4.客户端点击Discover service,Toast提示Discover service Successful。
服务端显示Device Connect。

5.客户端输入要发送的字符"123456"，点击Write Characteristic。
服务端接收到发送过来的字符，显示Device Write:123456

6.客户端点击Disconnect断开连接
服务端显示Device Disconnected

ZZP · 发表于 2014-11-27 17:32:23

楼主有心整理了，学习了！
Android BLE现在运用挺广泛的，低功耗市场很大，期待楼主有更深入的技术介绍
{:3_48:}

linjincn · 发表于 2015-1-7 15:38:54

楼主威武呀！能否分享一下你用的是什么版本的android和机型...
我手里的小米只能当client，作为server无法发现，不知道啥原因了！

Liu · 发表于 2015-1-9 19:24:43

linjincn 发表于 2015-1-7 15:38
楼主威武呀！能否分享一下你用的是什么版本的android和机型...
我手里的小米只能当client，作为server无法 ...

手机只能模拟成BLE设备，不能做真实的设备来使用。
模拟设备时可能出现扫描不到的情况。可以跳过扫描，直接通过手机的蓝牙地址进行链接使用。
手机是ANDROID4.4。

kiina · 发表于 2015-3-31 22:10:57

您好楼主，我在学习BLE，我用的是SONY的手机，android 系统4.4.2 KitKat，BLE sensortag 在做。
mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);
上面的这个方法在API 19已经不能使用了，然而我换用mBluetoothAdapter.startScan(mLeScanCallback);
也不行。
请帮忙解决一下！谢谢了。

mackkill · 发表于 2015-4-17 11:19:20

楼主，我这里怎么也链接不上。能分享下代码吗？

toddler · 发表于 2018-7-3 11:26:31

楼主的app，能发出来试试吗