BLE低功耗蓝牙设备开发

概述

Android API 18开始支持低功耗蓝牙设备（BLE，Bluetooth Low Energy）。BLE与以往的蓝牙设备不同，它长期处于sleep状态，只在有连接事件发生时才被唤醒，所以待机时间很长，适合用于穿戴设备等。

本文参考了这篇tutorial：http://toastdroid.com/2014/09/22/android-bluetooth-low-energy-tutorial/

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相关概念

介绍与BLE开发相关的几个重要概念

GATT Profile

每个BLE设备都实现了一个多个profile，profile是定义手机与BLE通信方式的较高级别的概念。BLE的profile是基于Generic Attribute Profile (GATT)的，GATT描述了BLE中数据片（即Attribute）的传输方式。

Client

Client负责发出GATT命令，并接收结果。Android设备即为Client。

Server

Server负责接收GATT命令，并返回结果，BLE设备即为Server。

Characteristic

Characteristic表示Client和Server之间传输的数据。

Service

由若干个Characteristic组成，共同完成某一功能。

Descriptor

用于提供Characteristic的额外信息。

Attributes

Characteristic、Service、Descriptor都被称为Attributes，由128bit的UUID唯一表示。但开发者一般只需要关心其中的16个bit，即第5到第8个16进制位。

xxxxXXXX-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx

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在Android平台开发BLE

接下来是Android平台下的开发要点，再次提醒，需要API 18及以上。

AndroidManifest.xml

添加如下权限：

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

获得并启动BluetoothAdapter

BluetoothManager btManager = (BluetoothManager)getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);

BluetoothAdapter btAdapter = btManager.getAdapter();
if (btAdapter != null && !btAdapter.isEnabled()) {
    Intent enableIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);   
    startActivityForResult(enableIntent,REQUEST_ENABLE_BT);
}

扫描Device

得到BluetoothAdapter后，可以用一下方法开始/停止扫描BLE设备：

btAdapter.startLeScan(leScanCallback);
btAdapter.stopLeScan(leScanCallback);

其中leScanCallback是扫描到BLE设备的回调接口：

private BluetoothAdapter.LeScanCallback leScanCallback = new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {
    @Override
    public void onLeScan(final BluetoothDevice device, final int rssi, final byte[] scanRecord) {
        // 对扫描到的Device进行操作，如建立GATT连接，获取Service、Characteristic等
    }
}

扫描到需要的设备后，应该尽快停止扫描，扫描是耗电量很大的操作。

定义BluetoothGattCallback

获得Device之后，下一步就是建立连接：

BluetoothGatt bluetoothGatt = bluetoothDevice.connectGatt(context, false, btleGattCallback);

其中btleGattCallback是监测连接状态的回调接口：

private final BluetoothGattCallback btleGattCallback = new BluetoothGattCallback() {

    @Override
    public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, final BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
        // 发生characteristic读写操作时被调用
    }

    @Override
    public void onConnectionStateChange(final BluetoothGatt gatt, final int status, final int newState) { 
        // 连接建立或连接断开时被调用，建立连接后，可以开始获取Service等
        gatt.discoverServices();
    }

    @Override
    public void onServicesDiscovered(final BluetoothGatt gatt, final int status) { 
        // 当GATT调用了BluetoothGatt.discoverServices()方法时被回调
    }
}

获得Services和Characteristics

建立GATT连接后，获取GATT包含的BluetoothGattService，返回一个List<BluetoothGattService>：

bluetoothGatt.discoverServices();

可以使用如下方法继续获得BluetoothGattService中的Characteristic：

BluetoothGattService.getCharacteristics();

根据需要，可以对Characteristic进行读写操作：

Characteristic.setValue(byte[]);
BluetoothGatt.writeCharacteristic(Characteristic);

关闭

使用结束后关闭GATT：

bluetoothGatt.disconnect();
bluetoothGatt.close();