Android 蓝牙4.0 BLE

2021-12-14 10:55:29

Android ble （Bluetooth Low Energy）蓝牙4.0，也就是说android 4.3+, API level >= 18，且支持蓝牙4.0的手机才可以使用。

BLE是蓝牙4.0的核心Profile，主打功能是快速搜索，快速连接，无需配对，超低功耗保持连接和传输数据，弱点是数据传输速率低，由于BLE的低功耗特点，因此普遍用于穿戴设备。

官方demo：http://developer.android.com/guide/topics/connectivity/bluetooth-le.html

官方demo（csdn下载，感谢分享的人吧）：http://download.csdn.net/detail/lqw770737185/8116019

由于搜索需要尽量减少功耗，因此在实际使用时需要注意：

1、当找到对应的设备后，立即停止扫描；

2、不要循环搜索设备，为每次搜索设置适合的时间限制。避免设备不在可用范围的时候持续不停扫描，消耗电量。

注意：添加蓝牙权限：

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

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

Android 6.0 及以上，还需添加位置权限：

如果6.0 这两个权限还是动态权限：

Android 6.0 动态权限

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

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

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"/>

设置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：

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

    　　//不支持ble

    　　finish();

}

（1）实现 BluetoothAdapter.LeScanCallback接口，BLE设备的搜索结果将通过这个callback返回

       private ExecutorService mExecutor; 

       // Device scan callback.

       private BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback =

               new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {

           @Override

           public void onLeScan(final BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {

                // 不能做太多事情，特别周围ble设备多的时候。容易出现错误或者ANR，需要把结果处理放到另外的线程去。

                if(mExecutor == null) {

                    mExecutor = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors() + 1);

                }

                new ScanProcessor().executeOnExecutor(mExecutor, new ScanData(device, rssi, scanRecord));

          }

      };

ScanData:

 private class ScanData {

     public ScanData(BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {

         this.device = device;

         this.rssi = rssi;

         this.scanRecord = scanRecord;

     }

     int rssi;

     BluetoothDevice device;

     byte[] scanRecord;

  }

扫描结果处理:

 private class ScanProcessor extends AsyncTask<ScanData, Void, MingbikeBeacon> {

         public ScanProcessor() {

         }

         @Override

         protected Object doInBackground(ScanData... params) {

             if (params == null || params.length == 0)

                 return null;

             ScanData scanData = params[0];

             // todo scanData

             return new Object();

         }

         @Override

         protected void onPostExecute(Object obj) {

              // todo obj

         }

         @Override

         protected void onPreExecute() {

         }

         @Override

         protected void onProgressUpdate(Void... values) {

         }

     }

（2）关闭BLE设备的搜索

 mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);

（3）开启BLE设备的搜索

 mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);

*************注意：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。

（4）使用BluetoothGatt 来连接设备

两个设备通过BLE通信，首先需要建立GATT连接。这里我们讲的是Android设备作为client端，连接GATT Server。

连接GATT Server，你需要调用BluetoothDevice的connectGatt()方法。此函数带三个参数：Context、autoConnect(boolean)和BluetoothGattCallback对象。

 private BluetoothGatt mBluetoothGatt;

 　　final BluetoothDevice device = mBluetoothAdapter.getRemoteDevice(address); // 蓝牙mac地址

     if (device == null) {

       Log.w(TAG, "Device not found.  Unable to connect.");

       return false;

     }

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

BluetoothDevice.connectGatt(Context context, boolean autoConnect, BluetoothGattCallback callback);

参数autoConnect，如果为 true 的话，系统就会发起一个后台连接，等到系统发现了一个设备，就会自动连上，通常这个过程是非常慢的。为 false 的话，就会直接连接，通常会比较快。同样，BluetoothGatt.connect()只能发起一个后台连接，不是直接连接。所以这个地方需要小心。

（5）使用BluetoothGattCallback 来跟设备进行通信

 private BluetoothGattCallback mGattCallback = new BluetoothGattCallback() {

     @Override

     public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt,

         int status, int newState) {

         super.onConnectionStateChange(gatt, status, newState); 
 9         if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {

             setState(State.CONNECTED);

             gatt.discoverServices();

         } else {

             setState(State.IDLE);

         }

     }

     @Override

     public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt,

     　　 int status) {

         if(status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {

             Log.v(TAG, "onServicesDiscovered: " + status);

         }

     }

 }

连接时会走这个方法onConnectionStateChange，传过来的新状态是连接状态，这时在这个方法中调用一下这句：mBluetoothGatt.discoverServices()，

mBluetoothGatt是连接完成时的对象，调用这句后，会走回调函数的onServicesDiscovered方法。在这个方法中去获取设备的一些服务，蓝牙通道，然后通过这些通道去发送数据给外设。

有些设备，在 onServicesDiscovered 回调中，返回的 status 是 129，133时，在关闭，重新打开蓝牙，无法解决问题时，建议更换设备，这些问题大多是设备底层gatt 服务异常，重新连接，进行discoverServices();

 // 出现129，133时。关闭蓝牙

 mBluetoothAdapter.disable();

 // 关闭蓝牙后，延时1s，重新开启蓝牙

 mBluetoothAdapter.enable();

在蓝牙设备中, 其包含有多个BluetoothGattService, 而每个BluetoothGattService中又包含有多个BluetoothGattCharacteristic。

当onServicesDiscovered()回调的 status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS，可以进行获取service。

（1）获取到设备中的服务列表 mBluetoothGatt.getServices(); 或者通过uuid 来获取某一个服务：

public List<BluetoothGattService> getSupportedGattServices() {

        if (mBluetoothGatt == null)

            return null;

        return mBluetoothGatt.getServices();

        // 或者通过uuid来获取某一个服务 mBluetoothGatt.getServices(uuid);

}

（2）通过Gatt这个对像，就是蓝牙连接完成后获取到的对象，通过这个对象设置好指定的通道向设备中写入和读取数据。

在onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) 回调中，获取服务对象，获取读取、写入、描述的特征。

  // 获取指定uuid的服务

  BluetoothGattService service = gatt.getService(BluetoothUUID.bleServerUUID);

  // 获取读取特征

  BluetoothGattCharacteristic readCharacteristic = service.getCharacteristic(BluetoothUUID.readDataUUID);

  // 获取写入特征

  writeCharacteristic = service.getCharacteristic(BluetoothUUID.writeDataUUID);

  gatt.setCharacteristicNotification(readCharacteristic, true);

  // 获取描述特征

  BluetoothGattDescriptor descriptor = readCharacteristic.getDescriptor(BluetoothUUID.CLIENT_CHARACTERISTIC_CONFIG);

  // 要看外围设备的设置

  if (isNotify) {

     descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);

  } else {

     descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_INDICATION_VALUE);

  }

  gatt.writeDescriptor(descriptor);

服务中, 也可以通过调用 gattService.getCharacteristics()：获得Characteristic 集合.

在 Characteristic中, 可以通过 mBluetoothGatt.readCharacteristic(characteristic); 来读取其里面的数据, 其结果在mGattCallback 回调函数中获取.

写如数据:

mCurrentcharacteristic.setValue(data);

mBluetoothGatt.wirteCharacteristic(mCurrentcharacteristic);

 public void wirteCharacteristic(BluetoothGattCharacteristic characteristic) {

         if (mBluetoothAdapter == null || mBluetoothGatt == null) {

             Log.w(TAG, "BluetoothAdapter not initialized");

             return;

         }

         mBluetoothGatt.writeCharacteristic(characteristic);

  }

 public void readCharacteristic(BluetoothGattCharacteristic characteristic) {

         if (mBluetoothAdapter == null || mBluetoothGatt == null) {

             Log.w(TAG, "BluetoothAdapter not initialized");

             return;

         }

         mBluetoothGatt.readCharacteristic(characteristic);

  }

当外围设备，调用:

BluetoothGattServer.class

notifyCharacteristicChanged(BluetoothDevice device,
                BluetoothGattCharacteristic characteristic, boolean confirm);

就会触发中心设备的onCharractersticChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic) 方法回调：

 @Override

 public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt,

                                             BluetoothGattCharacteristic characteristic) {

      byte[] values = characteristic.getValue();

      // todo values

 }

注意：BluetoothGattCharacteristic这个是指定的通道，蓝牙服务：

 BluetoothGattCharacteristic characteristic = null;

 characteristic = mGattCharacteristics.get(4).get(4);

这两个数字就是从指定的服务中找到你要发送数据的那个服务。

如果要进行多个连接，每次连接完成后可以将BluetoothGatt的对象放到一个list里面，获取到的服务也放到一个List里面，然后发送数据的时候调用不同的Gatt发送不同的通道数据即可。

参考：

Android提高之Android手机与BLE终端通信

android 蓝牙4.0多通道

Android Bluetooth Low Energy（官方）

码农公寓

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