android ble 传输数据,Android BLE 连接及数据传输详解

本文将展开对蓝牙低功耗从扫描蓝牙设备，建立连接到蓝牙数据通信的详细介绍，以及详细介绍GATT Profile(Generic Attribute Profile，通用属性协议)的组成结构。

权限和feature

和经典蓝牙一样，使用低功耗蓝牙，需要声明BLUETOOTH权限，如果需要扫描设备或者操作蓝牙设置，则还需要BLUETOOTH_ADMIN权限：

除了蓝牙权限外，如果需要BLE feature则还需要声明uses-feature：

当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，需要在代码中判断设备是否支持BLE feature：

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

Toast.makeText(this, R.string.ble_not_supported, Toast.LENGTH_SHORT).show();

finish();

}

创建BLE

在应用可以通过 BLE 交互之前, 你需要验证设备是否支持 BLE 功能, 如果支持, 确定它是可以使用的. 这个检查只有在 下面的配置 设置为 false 时才是必须的。

获取蓝牙适配器(BluetoothAdapter)

所有的蓝牙活动都需要 BluetoothAdapter, BluetoothAdapter 代表了设备本身的蓝牙适配器 (蓝牙无线设备). 整个系统中只有一个 蓝牙适配器, 应用可以使用 BluetoothAdapter 对象与 蓝牙适配器硬件进行交互.

// Initializes a Bluetooth adapter. For API level 18 and above, get a reference to

// BluetoothAdapter through BluetoothManager.

final BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);

mBluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();

打开蓝牙功能

为了保证 蓝牙功能是打开的, 调用 BluetoothAdapter 的 isEnable() 方法, 检查蓝牙在当前是否可用. 如果返回 false, 说明当前蓝牙不可用.

// 确认当前设备的蓝牙是否可用,

// 如果不可用, 弹出一个对话框, 请求打开设备的蓝牙模块

if (mBluetoothAdapter == null || !mBluetoothAdapter.isEnabled()) {

Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);

startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);

}

查找设备

搜索 BLE 设备, 调用 BluetoothAdapter 的 startLeScan() 方法, 该方法需要一个 BluetoothAdapter.LeScanCallback 类型的参数. 你必须实现这个 LeScanCallback 接口, 因为 BLE 蓝牙设备扫描结果在这个接口中返回.蓝牙搜索是一个耗电的操作，因此蓝牙搜索提供了两种搜索模式：

中断搜索：一搜索到设备就中断搜索

不循环搜索：给搜索设置一个合适的扫描周期

扫描设备：

private void scanLeDevice(final boolean enable) {

if (enable) {

// Stops scanning after a pre-defined scan period.

mHandler.postDelayed(new Runnable() {

public void run() {

isScanned = false;

refreshLayout.setRefreshing(false);

mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);

}

}, SCAN_PERIOD);

isScanned = true;

mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);

} else {

if (refreshLayout.isRefreshing()){

refreshLayout.setRefreshing(false);

}

isScanned = false;

mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);

}

}

回调代码：

private final LeScanCallback mLeScanCallback = new LeScanCallback() {

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

runOnUiThread(new Runnable() {

public void run() {

if (!devices.contains(device)){

devices.add(device);

adapter.notifyDataSetChanged();

}

}

});

}

};

查找特定设备

查找特定类型的外围设备, 可以调用下面的方法, 这个方法需要提供一个 UUID 对象数组, 这个 UUID 数组是 APP 支持的 GATT 服务的特殊标识.

startLeScan(UUID[], BluetoothAdapter.LeScanCallback)

连接到GATT服务

调用 BluetoothDevice 的 connectGatt() 方法可以连接到 BLE 设备的 GATT 服务. 参数一 Context 上下文对象, 参数二 boolean autoConnect 是否自动连接扫描到的蓝牙设备, 参数三 BluetoothGattCallback 接口实现类.

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

GATT数据交互

这段代码的本质就是 BLE 设备的 GATT 服务 与 Android 的 BLE API 进行交流. 当一个特定的回调被触发, 它调用适当的 broadcastUpdate() 帮助方法, 将其当做一个 Action 操作传递出去.

/**

* Implements callback methods for GATT events that the app cares about.

* For example,connection change and services discovered.

*/

private final BluetoothGattCallback mGattCallback = new BluetoothGattCallback() {

@Override

public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState) {

String intentAction;

if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {

intentAction = ACTION_GATT_CONNECTED;

broadcastUpdate(intentAction);

Log.i(TAG, "Connected to GATT server.");

// Attempts to discover services after successful connection.

Log.i(TAG, "Attempting to start service discovery:" + mBluetoothGatt.discoverServices());

} else if (newState == BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED) {

intentAction = ACTION_GATT_DISCONNECTED;

Log.i(TAG, "Disconnected from GATT server.");

broadcastUpdate(intentAction);

}else if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTING){

intentAction = ACTION_GATT_CONNECTING;

Log.i(TAG, "connecting from GATT server.");

broadcastUpdate(intentAction);

}else{

intentAction = ACTION_GATT_DISCONNECTING;

Log.i(TAG, "Disconnecting from GATT server.");

broadcastUpdate(intentAction);

}

}

读取 BLE 属性

到了这里我就要详细的讲解一下BLE GATT PROFILE的组织结构了。每个蓝牙设备都有一个Profile(就把这个Profile想象成是一个蓝牙模块)，每个Profile有多个service(服务)如电量信息服务、系统信息服务等，每个service有多个Characteristic(特征)，每个特征里面包括属性(properties)和值(value)和若干个descriptor(描述符)。我们刚才提到的service和characteristic，都需要一个唯一的uuid来标识，如图：

[图片上传失败...(image-89e748-1514968778904)]

Android 应用连接到了 设备中的 GATT 服务, 并且发现了 各种服务 (特征集合), 可以读写其中的属性,遍历服务 (特征集合) 和 特征, 将其展示在 UI 界面中.

// 遍历 GATT 服务

for (BluetoothGattService gattService : gattServices) {

HashMap currentServiceData =

new HashMap();

uuid = gattService.getUuid().toString();

currentServiceData.put(

LIST_NAME, SampleGattAttributes.

lookup(uuid, unknownServiceString));

currentServiceData.put(LIST_UUID, uuid);

gattServiceData.add(currentServiceData);

ArrayList> gattCharacteristicGroupData =

new ArrayList>();

// 获取服务中的特征集合

List gattCharacteristics =

gattService.getCharacteristics();

ArrayList charas =

new ArrayList();

// 循环遍历特征集合

for (BluetoothGattCharacteristic gattCharacteristic :

gattCharacteristics) {

charas.add(gattCharacteristic);

HashMap currentCharaData =

new HashMap();

uuid = gattCharacteristic.getUuid().toString();

currentCharaData.put(

LIST_NAME, SampleGattAttributes.lookup(uuid,

unknownCharaString));

currentCharaData.put(LIST_UUID, uuid);

gattCharacteristicGroupData.add(currentCharaData);

}

mGattCharacteristics.add(charas);

gattCharacteristicData.add(gattCharacteristicGroupData);

}

接收GATT通知

当 BLE 设备中的一些特殊的特征改变, 需要通知与之连接的 Android BLE 应用，使用 setCharacteristicNotification() 方法为特征设置通知.

private BluetoothGatt mBluetoothGatt;

BluetoothGattCharacteristic characteristic;

boolean enabled;

...

// 设置是否监听某个特征改变

mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic, enabled);

...

BluetoothGattDescriptor descriptor = characteristic.getDescriptor(

UUID.fromString(SampleGattAttributes.CLIENT_CHARACTERISTIC_CONFIG));

descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);

mBluetoothGatt.writeDescriptor(descriptor);

一旦特征开启了改变通知监听, 如果特性发生了改变, 就会回调 BluetoothGattCallback 接口中的 onCharacteristicChanged() 方法.

@Override

// 特性通知

public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt,

BluetoothGattCharacteristic characteristic) {

broadcastUpdate(ACTION_DATA_AVAILABLE, characteristic);

}

关闭APP中的BLE连接

一旦结束了 BLE 设备的使用, 调用 BluetoothGatt 的 close() 方法, 关闭 BLE 连接, 释放相关的资源.

public void close() {

if (mBluetoothGatt == null) {

return;

}

mBluetoothGatt.close();

mBluetoothGatt = null;

}

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