Android蓝牙健康设备开发：Health Device Profile(HDP)

最近按导师的要求做了个小项目：用Android手机跟蓝牙血压计通信。在网上查了很多资料，发现有许多文章是讲解Android蓝牙开发，但是在中文社区缺少针对实现HDP profile的蓝牙健康设备的文章，所以整理了相关知识和代码做一个总结。做了一点微小的贡献，谢谢大家。
1、相关概念
HDP：Health Device Profile顾名思义是针对蓝牙健康设备（如蓝牙血压计、蓝牙体重秤）的一个profile，由蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG）发布。并不是所有蓝牙设备都可以采用HDP，只有经典蓝牙（BR/EDR）设备才可以。低功耗蓝牙设备，即蓝牙4.0及以上，采用的是GATT等profile。

上图是HDP的协议栈。在通信时，蓝牙健康设备作为source，Android手机作为sink。图中L2CAP、SDP、MCAP是蓝牙通信的底层协议，中间是IEEE11073协议。11073是IEEE发布的一个健康设备的协议簇，其下包含了许多不同种类的健康设备协议，如11073-10407是血压计的协议。在数据传输时，手机与健康设备根据此协议来发送请求、解析数据等。最上层的application在本文中自然指的就是Android app。
Android蓝牙模块：android.bluetooth是蓝牙的开发包，里面包含了所有蓝牙相关的类，无论是经典蓝牙还是低功耗蓝牙。其中，本文重点关注的是BluetoothHealth这个类，还用到了一些蓝牙基础类BluetoothAdapter BluetoothDevice等，在这里就不展开介绍了。BluetoothHealth是在API14时引入的，所以系统版本高于14的Android手机都可以与采用HDP的健康设备通信。BluetoothHealth中包括了与HDP设备建立通信的API，具体请参见官方文档。在官方文档中有一个建立通信的流程：
1、调用getProfileProxy(Context, BluetoothProfile.ServiceListener, int)来获取代理对象的连接。
2、创建BluetoothHealthCallback回调，调用registerSinkAppConfiguration(String, int, BluetoothHealthCallback)注册一个sink端的应用程序配置。
3、将手机与健康设备配对，这一步一般在手机的“设置”中完成。
4、使用connectChannelToSource(BluetoothDevice, BluetoothHealthAppConfiguration)来建立一个与健康设备的通信channel。有的设备会自动建立通信，不需要在代码中调用这个方法。第二步中的回调会指示channel的状态变化。
5、用ParcelFileDescriptor来读取健康设备传来的数据，并根据IEEE 11073来解析数据。
6、通信结束后，关闭通信channel，注销应用程序配置。
看完这个流程是不是一脸懵逼？不要慌，这里官方文档实在太抽象了，必须要配合实际的代码才能看懂。
2、demo代码
项目的目标是与经典蓝牙血压计进行通信，获取血压计测量的数值和日期。这里血压计的型号是A&D UA-767PBT-C。项目中的代码是以github上这个项目为基础，根据需求进行修改而实现的。

项目结构

上图是项目的结构，非常简单，只有一个activity和一个service。activity与用户交互，service绑定在activity中与蓝牙血压计建立通信、交换数据。
首先AndroidManifest.xml中注册蓝牙权限：

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

MainActivity

主要作用是显示血压计传过来的数据，以及绑定服务。
activity的布局如下：

上半部分是一个ArrayList,用于显示手机所配对的蓝牙设备的名称和Mac地址。下半部分会显示一次血压测量的参数：收缩压、舒张压、心率、测量时间。

在MainActivity中一些重要私有变量：

private static final int REQUEST_ENABLE_BT = 1;  //用于打开手机蓝牙
private static final int HEALTH_PROFILE_SOURCE_DATA_TYPE = 0x1007;  //IEEE 11073中规定的血压数据类型
private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;
private Messenger mHealthService;  //用于与service通信
private boolean mHealthServiceBound; //用于判断service是否与此activity绑定

打开蓝牙：

       if (!mBluetoothAdapter.isEnabled()) {
            Intent enableIntent = new Intent(
                    BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
            startActivityForResult(enableIntent, REQUEST_ENABLE_BT);
        } else {
            initialize();
        }

启动服务:

            // Sets up communication with HDPService.
            private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() {
                public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
                    mHealthServiceBound = true;
                    Message msg = Message.obtain(null,
                            HDPService.MSG_REG_CLIENT);
                    msg.replyTo = mMessenger;
                    mHealthService = new Messenger(service);
                    try {
                        mHealthService.send(msg);
                        //register blood pressure data type
                        sendMessage(HDPService.MSG_REG_HEALTH_APP,
                                HEALTH_PROFILE_SOURCE_DATA_TYPE);
                    } catch (RemoteException e) {
                        Log.w(TAG, "Unable to register client to service.");
                        e.printStackTrace();
                    }
                }

                public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
                    mHealthService = null;
                    mHealthServiceBound = false;
                }
            };

    private void initialize() {
        // Starts health service.
        Intent intent = new Intent(this, HDPService.class);
        //startService(intent);
        bindService(intent, mConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
    }

用handler和message来实现activity与service的通信：

    private Handler mIncomingHandler = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what) {
              ......
            }
        }
    };

    private final Messenger mMessenger = new Messenger(mIncomingHandler);

HDPService

这个service是核心部分，手机与蓝牙血压计的通信就是在此实现的。
service中部分重要私有变量:

    private BluetoothHealthAppConfiguration mHealthAppConfig; //BluetoothHealthAppConfiguration
    pr