Android 蓝牙开发(2)——低功耗蓝牙

原创 sydMobile  2019-07-10 09:22  阅读 14 views 次 评论 0 条
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低功耗蓝牙官方文档

本文章是参考官网,然后加入自己实践中的理解完成!没有看上一篇的读者,可以先阅读一下前一篇,这是一个系列。
官网地址:https://developer.android.com/guide/topics/connectivity/bluetooth-le
Android 蓝牙开发(2)——低功耗蓝牙 企业注销 第1张

Android 4.3 (API 18 )引入了低功耗蓝牙,应用可以查询周围设备、查询设备的服务、传输信息。

关键术语和概念

  • 通用属性配置文件(GATT Generic Attribute Profile)

    GATT 配置文件是一种传输数据规范,用于在 BLE 链路上发送和接受被称为属性的短数据的通用规范。目前所有低功耗应用配置文件基本都是基于 GATT

  • Bluetooth SIG (蓝牙技术联盟)

    是为低功耗设备定义了许多配置文件。配置文件是设备在特定应用程序中的工作方式的规范。设备可以实现多个配置文件。例如,设备可以包含心率监测器和电池水平检测器。

    定义规范的

  • 属性协议(ATT Attribute Protocol)

    GATT 是建立在属性协议(ATT)之上的。也被称为 GATT/ATT 。ATT 经过优化,可在 BLE 设备上使用。为此,它使用了尽可能少的字节。每个属性由通用唯一标识符(UUID)来唯一标识。ATT 传输的属性被格式化为 特征服务

  • 特征

    特征包含单个值和描述特征值的 0 ~ n 个描述符。特征值可以被称为类型。类似于类。(是在和 BLE 设备进行通信的时候主要的操作内容)

  • 描述符

    是用来定义特征值的已定义属性。用来描述特征值的。例如:描述符可以指定人类可读的描述,特征值的可接受范围或者特征值特定的度量单位

  • 服务

    服务中包含一系列的特征值。例如,我们可以使用名为 “心率监测器”的服务,其中包括"心率测量"等特征。可以在 bluetooh.org 上找到基于 GATT 的现有配置文件的服务的列表。

角色和责任

Android 设备和 BLE 设备交互时应用的角色和职责

  • 中央与外围设备。
  • GATT 服务器和 GATT 客户端。确定了两个设备建立连接后如何进行相互通信

BLE 权限

应用在使用蓝牙设备的时候必须要声明蓝牙权限 BLUETOOTH 需要这个权限才可以进行蓝牙通信,例如:请求连接、接受连接、和传输数据。

如果还需要发现或者操作蓝牙设置,则需要声明 BLUETOOTH_ADMIN 权限。使用这个权限的前提是要有 BLUETOOTH 权限。

如果要声明我们的应用仅适用于支持 BLE 的设备,需要清单文件中做如下声明

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

如果我们希望我们的应用程序在不支持 BLE 的设备上也可以运行的时候,只需要将 true 修改成 false 就可以了。

还可以在代码中作出判断

if(!getPackageManager().hasSystemFeature(PackgeManger.FEATURE_BLUETOOTH_LE)){
    // 不支持 BLE 设备
}

BLE 通常和位置有关系,因此还需要声明位置权限 ACCESS_COARSE_LOCATION 或者 ACCESS_FINE_LOCATION 没有这些权限扫描将不会返回任何结果。

设置 BLE

  1. 获得 BluetoothAdapter

    BluetoothAdapter 代表设备自己的蓝牙适配器,整个系统只有一个蓝牙适配器,我们的应用程序可以使用此对象与其交互。

    这里的获取方法是通过 BluetoothManager 来获取的

    BluetoothManager bluetoothManger = getSystemSerive(Context.BULETOOTH_SERVIcE);
    BluetoothAdapter bluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();
  2. 启用蓝牙设备

    其实这些和普通蓝牙的启动都是一样的。

    isEnable() 查看当前是否启用了蓝牙

    通过 BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE 来启动

  3. 查找 BLE 设备

    这一点和发现普通的蓝牙设备是不一样的

    // 通过 Adapter 的 startLeScan(callBack); 方法来开启扫描
    // 如果我们有指定的蓝牙设备可以使用
    sartLeScan(UUID[],BluetoothAdapter.LeScanCallBakc) 通过 UUID 来指定 BLe
    // 这个方法已经过时了,官方文档最新支持的扫描蓝牙的方法是通过一个专门的对象 BluetoothLeScanner 用来开启扫描低功耗蓝牙
    BluetoothLeScanner scanner = bluetoothAdapter.getBluetoothLeScanner();
    // 这个方法可以有参数,用来过滤要扫描的低功耗蓝牙的,具体的后面讲
    scanner.startScan();
    

    只能单独扫描普通蓝牙设备或者 BLE 设备,没有方法同时执行

连接到 GATT 服务器

与 BLE 设备通信,第一步就是要连接到它,就是连接到该设备的 GATT 服务。使用方法 connectGatt()有三个参数:Context 对象 autoConnect (表示是否在可用的时候自己连接到 BLE 设备) 还有一个回调,所有的交互都在这个回调里面完成。

调用这个方法会返回一个 BluetoothGatt对象,通过这个对象进行和 BLE 设备的交互。交互的结果会在回调方法中触发。

public class BluetoothLeService extends Service{
    private final static String TAG = BluetoothLeService.class.getSimpleName();
    private BluetoothManger bluetoothManger;
    private BluetoothAdapter bluetoothAdapter;
    private String bluetoothDeviceAddress;
    private BluetoothGatt bluetoothGatt;
    private int connectionState = STATE_DISCONNECTED;
    
    private static final int STATE_DISCONNECTED = 0;
    private static final int STATE_CONNETING = 1;
    private static final int STATE_CONNECTED = 2;
    
    public final static String ACTION_GATT_CONNECTED = "com.example.bluetooth.le.ACTION_GATT_CONNECTED";
    public final static String ACTION_GATT_DISCONNECTED = "com.example.bluetooth.le.ACTION_GATT_DISCONNECTED";
    public final static String ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED = "com.example.bluetooth.le.ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED";
    public final satic String ACTION_DATA_AVAILABLE = "com.example.bluetooth.le.ACTION_DATA_AVAILABLE";
    public final static String EXTRA_DATA = "com.example.bluetooth.le.EXTRA_DATA";
    
    public final static UUID UUID_HEART_RATE_MEASUREMENT = UUID.formString(SampleGattAttributes.HEART_RATE_MEASURMENT);
    
    private final BluetoothGattCallback gattCallback = new BluetoothGattCallback(){
        // 你的中央设备连接上 ble 设备后,会回调这个这方法。
        @Override
        public viod onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt,int status,int newState){
            String intenAction;
            if(newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED){
                intentaction = ACTION_GATT_CONNECTED;
                connectionState = STATE_CONNECTED;
                broadcastUpdate(intentAction);
                // 连接上后,紧接着就是要寻找里面 Service
                bluetoothGatt.discoverServices();
            }else if(newState = BluetoothProfile.STATE_STATE_DISCONNECTED{
                intentAction = ACTION_GATT_DISCONNECTED;
                connectionState = STATE_DISCONNECTED;
                broadcastUpdate(intentAction);
                
            }
           
        }
        @Override
        // service 发现后就会触发这个方法,然后你就需要找到你和 ble 约定好的 service
        public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt,int status){
            if(status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS){
                broadcastUpdate(ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED);
            }            
        }
        
        public void onCharacteristicREad(。。。){
                         
        } 
        .......
                 
        
        
    }
    
}

当触发特定的回调的时候,会调用适当的 broadcastUpdate() 辅助方法并向其传递操作。具体的数据解析格式是根据配置文件规范执行的(是你和你的BLE 设备共同约定好的规范)

大体的过程中:开启连接,然后会触发对应的连接回调,然后发现服务,触发发现服务回调,获取服务内部的特征值,对其读写命令(和 BLE 共同约束的规范)。就是这么一个过程,很简单。

读 BLE 属性

一旦我们的 Android 设备连接到了 GATT 服务器并发现了服务,我们就可以在支持的位置读取或者写入属性了。

完成后要记得关闭设备 bluetoothGatt.close();

关于蓝牙框架的一个库:https://github.com/Alex-Jerry/Android-BLE

Android 蓝牙开发(2)——低功耗蓝牙 企业注销 第2张

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