Android低功耗蓝牙通讯

一、写在前面的话

• 一直想写一篇关于蓝牙与ble设备通讯的博客&＃xff0c;但是一直也不知道从何下手&＃xff0c;可能是之前思路不清晰吧&＃xff0c;也就一直拖拖拖&＃xff0c;拖到现在。最近又做到关于ble设备的项目了&＃xff0c;在此总结一下吧。&＃xff08;如有不到位或者不太对的地方&＃xff0c;希望各位多多指教&＃xff09;

二、关于蓝牙

• 蓝牙是一种短距的无线通讯技术&＃xff0c;可实现固定设备、移动设备之间的数据交换。一般将蓝牙3.0之前的BR/EDR蓝牙称为传统蓝牙&＃xff0c;而将蓝牙4.0规范下的BLE蓝牙称为低功耗蓝牙。

• 如图&＃xff1a;

  

• BLE是Bluetooth low energy的意思&＃xff0c;属于蓝牙低功耗协议&＃xff0c;Android4.3以上及苹果手机等现在都支持蓝牙BLE&＃xff0c;主要面向传感器应用市场&＃xff0c;进行短时间小数据传输&＃xff0c;如健康领域&＃xff1a;手机监测血压&＃xff0c;体育&＃xff1a;手机计步器等。

• 低功耗蓝牙通讯协议&＃xff1a;

  

三、梳理整体逻辑&＃xff08;思路/步骤&＃xff09;

1. 权限问题&＃xff1a;先判断手机是否满足android4.3以上版本&＃xff0c;再判断手机是否开启蓝牙。
2. 搜索蓝牙&＃xff1a;搜索蓝牙&＃xff0c;回调接口中查看ble设备相关信息&＃xff0c;一定时间停止扫描。
3. 连接蓝牙&＃xff1a;首先获取到ble设备的mac地址&＃xff0c;然后调用connect()方法进行连接。
4. 获取特征&＃xff1a;蓝牙连接成功后&＃xff0c;需要获取蓝牙的服务特征等&＃xff0c;然后开启接收设置。
5. 发送消息&＃xff1a;writeCharacteristic()方法&＃xff0c;发送数据给ble设备。
6. 接收消息&＃xff1a;通过蓝牙的回调接口中onCharacteristicRead()方法&＃xff0c;接收蓝牙收的消息。
7. 释放资源&＃xff1a;断开连接&＃xff0c;关闭资源。

四、具体实现

1、权限问题

step1、在AndroidManifest.xml中声明权限

• 第一个权限是允许程序连接到已配对的蓝牙设备。

• 第二个权限是允许程序发现和配对蓝牙设备。

• 因为只有在API18(Android4.3)以上的手机才支持ble开发&＃xff0c;所以还要声明一个feature。

•  
• required为true时&＃xff0c;应用只能在支持BLE的Android设备上安装运行

• required为false时&＃xff0c;Android设备均可正常安装运行&＃xff0c;需要在代码运行时判断设备是否支持BLE。

• 注意&＃xff1a;还得写上定位权限&＃xff0c;要不然有的机型扫描不到ble设备。

step2、获取蓝牙适配器

BluetoothManager mBluetoothManager &＃61;(BluetoothManager)context.getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);BluetoothAdapter mBluetoothAdapter &＃61; mBluetoothManager.getAdapter();

•  
• 如果mBluetoothAdapter为空&＃xff0c;是因为手机蓝牙不支持与ble设备通讯&＃xff0c;换句话说就是安卓手机系统在4.3以下了。

step3、判断手机蓝牙是否被打开

mBluetoothAdapter.isEnabled()

• 如果返回true,这个时候就可以扫描了
• 如果返回false,这时候需要打开手机蓝牙。 可以调用系统方法让用户打开蓝牙。

Intent enable &＃61; new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_DISCOVERABLE);startActivity(enable);

2、搜索蓝牙

step1、开始扫描

//10s后停止搜索
new Handler().postDelayed(new Runnable() {&＃64;Overridepublic void run() {mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);}}, 1000 * 10);UUID[] serviceUuids &＃61; {UUID.fromString(service_uuid)};
mBluetoothAdapter.startLeScan(serviceUuids, mLeScanCallback);

• startLeScan中&＃xff0c;第一个参数是只扫描UUID是同一类的ble设备&＃xff0c;第二个参数是扫描到设备后的回调。

• 因为蓝牙扫描比较耗电&＃xff0c;建议设置扫描时间&＃xff0c;一定时间后停止扫描。

• 如果不需要过滤扫描到的蓝牙设备&＃xff0c;可用mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);进行扫描。

step2、扫描的回调

//蓝牙扫描回调接口
private BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback &＃61; new BluetoothAdapter.LeScanCallback(){&＃64;Overridepublic void onLeScan(final BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {if (device.getName() &＃61;&＃61; null) {return;}Log.e("--->搜索到的蓝牙名字&＃xff1a;", device.getName());//可以将扫描的设备弄成列表&＃xff0c;点击设备连接&＃xff0c;也可以根据每个设备不同标识&＃xff0c;自动连接。}};

3、连接蓝牙

step1、获取设备的mac地址&＃xff0c;然后连接。

//获取所需地址String mDeviceAddress &＃61; device.getAddress();BluetoothGatt mBluetoothGatt &＃61; device.connectGatt(context, false, mGattCallback);

step2、onConnectionStateChange()被调用

• 连接状态改变时&＃xff0c;mGattCallback中onConnectionStateChange()方法会被调用&＃xff0c;当连接成功时&＃xff0c;需要调用 
mBluetoothGatt.discoverServices();去获取服务。

step3、onServicesDiscovered()被调用

• 调用mBluetoothGatt.discoverServices();方法后&＃xff0c;onServicesDiscovered&＃xff08;&＃xff09;这个方法会被调用&＃xff0c;说明发现当前设备了。然后我们就可以在里面去获取BluetoothGattService和BluetoothGattCharacteristic。

• 下面就是mGattCallback回调方法。

// BLE回调操作private BluetoothGattCallback mGattCallback &＃61; new BluetoothGattCallback() {&＃64;Overridepublic void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status,int newState){super.onConnectionStateChange(gatt, status, newState);if (newState &＃61;&＃61; BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {// 连接成功mBluetoothGatt.discoverServices();} else if (newState &＃61;&＃61; BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED) {// 连接断开Log.d("TAG","onConnectionStateChange fail-->" &＃43; status);}}&＃64;Overridepublic void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {super.onServicesDiscovered(gatt, status);if (status &＃61;&＃61; BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {//发现设备&＃xff0c;遍历服务&＃xff0c;初始化特征initBLE(gatt);} else {Log.d("TAG","onServicesDiscovered fail-->" &＃43; status);}}&＃64;Overridepublic void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status){super.onCharacteristicRead(gatt, characteristic, status);if (status &＃61;&＃61; BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {// 收到的数据byte[] receiveByte &＃61; characteristic.getValue();}else{Log.d("TAG","onCharacteristicRead fail-->" &＃43; status);}}&＃64;Overridepublic void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattCharacteristic characteristic){super.onCharacteristicChanged(gatt, characteristic);//当特征中value值发生改变}/*** 收到BLE终端写入数据回调* &＃64;param gatt* &＃64;param characteristic* &＃64;param status*/&＃64;Overridepublic void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {super.onCharacteristicWrite(gatt, characteristic, status);if (status &＃61;&＃61; BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {// 发送成功} else {// 发送失败}}&＃64;Overridepublic void onDescriptorWrite(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattDescriptor descriptor, int status) {super.onDescriptorWrite(gatt, descriptor, status);if (status &＃61;&＃61; BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {}}&＃64;Overridepublic void onReadRemoteRssi(BluetoothGatt gatt, int rssi, int status) {super.onReadRemoteRssi(gatt, rssi, status);if (status &＃61;&＃61; BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {}}&＃64;Overridepublic void onDescriptorRead(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattDescriptor descriptor, int status) {super.onDescriptorRead(gatt, descriptor, status);if (status &＃61;&＃61; BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {}}};

4、获取特征

step1、ble设备相关的UUID

//写通道uuidprivate static final UUID writeCharactUuid &＃61; UUID.fromString("0000fff6-0000-1000-8000-00805f9b34fb");//通知通道 uuidprivate static final UUID notifyCharactUuid &＃61;UUID.fromString( "0000fff7-0000-1000-8000-00805f9b34fb");

•  
• 不同的ble设备的UUID不相同&＃xff0c;请根据自己的设备初始化UUID。

step2、获取bluetoothGattCharacteristic&＃xff08;因为有的设备可能存在双服务的情况&＃xff0c;所以这里遍历所有服务&＃xff09;

//初始化特征public void initBLE(BluetoothGatt gatt) {if (gatt &＃61;&＃61; null) {return;}//遍历所有服务for (BluetoothGattService BluetoothGattService : gatt.getServices()) {Log.e(TAG, "--->BluetoothGattService" &＃43; BluetoothGattService.getUuid().toString());//遍历所有特征for (BluetoothGattCharacteristic bluetoothGattCharacteristic : BluetoothGattService.getCharacteristics()) {Log.e("---->gattCharacteristic", bluetoothGattCharacteristic.getUuid().toString());String str &＃61; bluetoothGattCharacteristic.getUuid().toString();if (str.equals(writeCharactUuid)) {//根据写UUID找到写特征mBluetoothGattCharacteristic &＃61; bluetoothGattCharacteristic;} else if (str.equals(notifyCharactUuid)) {//根据通知UUID找到通知特征mBluetoothGattCharacteristicNotify &＃61; bluetoothGattCharacteristic;}}}}

step3、开启通知

• 设置开启之后&＃xff0c;才能在onCharacteristicRead()这个方法中收到数据。

mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(mGattCharacteristicNotify, true);

• 1

5、发送消息

mGattCharacteristicWrite .setValue(sData);if (mBluetoothGatt !&＃61; null) {mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(notifyCharactUuid , true);mBluetoothGatt.writeCharacteristic(mGattCharacteristicWrite );}

6、接收消息

• 接收到数据后&＃xff0c;mGattCallback 中的onCharacteristicRead()这个方法会被调用。

&＃64;Overridepublic void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status){super.onCharacteristicRead(gatt, characteristic, status);if (status &＃61;&＃61; BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {// 收到的数据byte[] receiveByte &＃61; characteristic.getValue();}else{Log.d("TAG","onCharacteristicRead fail-->" &＃43; status);}}

7、释放资源

• 断开连接、关闭资源。

public boolean disConnect() {if (mBluetoothGatt !&＃61; null) {mBluetoothGatt.disconnect();mBluetoothGatt.close();mBluetoothGatt &＃61; null;return true;}return false;}

五、开发中踩过的坑

1. 通知开启后&＃xff0c;才能读到数据&＃xff0c;否则读不到。
2. 发送数据时&＃xff0c;如果一包数据超过20字节&＃xff0c;需要分包发送&＃xff0c;一次最多发送二十字节。
3. 接收数据时&＃xff0c;一次最多也只接收20字节的数据&＃xff0c;需要将接收到的数据拼接起来&＃xff0c;在数据的结尾弄一个特定的标识&＃xff0c;去判断数据是否接受完毕。
4. 每次发送数据或者数据分包发送时&＃xff0c; 操作间要有至少15ms的间隔。
5. 最近公司来了个新的蓝牙产品&＃xff0c;发现获取不到需要的特征&＃xff0c;后来打断点&＃xff0c;发现他们蓝牙设备的通知特征根本没有&＃xff0c;是他们给错协议了。。。所以建议各位开发的时候&＃xff0c;如果一直连接失败&＃xff0c;也可以查看一下写特征和通知特征是否为空&＃xff0c;是不是卖家搞错了&＃xff0c;协议和产品不匹配。&＃xff08;当然&＃xff0c;这样马虎的卖家估计是少数&＃xff09;。
6. 又补充来了&＃xff01;这个蓝牙如果出现扫描不到的情况&＃xff0c;那是因为手机没有开启定位权限&＃xff0c;清单文件中写上定位权限&＃xff0c;代码中在动态获取下就OK了。

六、demo图示

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