Android-经典蓝牙(BT)-建立长连接传输短消息和文件
参考:
https://developer.android.com/guide/topics/connectivity/bluetooth
http://bbs.eeworld.com.cn/thread-500972-1-1.html
一.蓝牙模块简介
从蓝牙4.0开始包含两个蓝牙芯片模块：传统/经典蓝牙模块(Classic Bluetooth,简称BT)和低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy,简称BLE)
经典蓝牙是在之前的蓝牙1.0,1.2,2.0+EDR,2.1+EDR,3.0+EDR等基础上发展和完善起来的, 而低功耗蓝牙是Nokia的Wibree标准上发展起来的，是完全不同两个标准。
1.经典蓝牙模块(BT)
泛指蓝牙4.0以下的模块，一般用于数据量比较大的传输，如：语音、音乐、较高数据量传输等。
经典蓝牙模块可再细分为：传统蓝牙模块和高速蓝牙模块。
传统蓝牙模块在2004年推出，主要代表是支持蓝牙2.1协议的模块，在智能手机爆发的时期得到广泛支持。
高速蓝牙模块在2009年推出，速率提高到约24Mbps，是传统蓝牙模块的八倍。
传统蓝牙有3个功率级别，Class1,Class2,Class3,分别支持100m,10m,1m的传输距离
2.低功耗蓝牙模块(BLE)
泛指蓝牙4.0或更高的模块，蓝牙低功耗技术是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术，工作在免许可的2.4GHz ISM射频频段。
因为BLE技术采用非常快速的连接方式，因此平时可以处于“非连接”状态（节省能源），
此时链路两端相互间只是知晓对方，只有在必要时才开启链路，然后在尽可能短的时间内关闭链路(每次最多传输20字节)。
低功耗蓝牙无功率级别，一般发送功率在7dBm，一般在空旷距离，达到20m应该是没有问题
Android手机蓝牙4.x都是双模蓝牙(既有经典蓝牙也有低功耗蓝牙)，而某些蓝牙设备为了省电是单模(只支持低功耗蓝牙)
开发者选经典蓝牙,还是BLE?(参考: http://baijiahao.baidu.com/s?id=1594727739470471520&wfr=spider&for=pc )
经典蓝牙：
1.传声音
如蓝牙耳机、蓝牙音箱。蓝牙设计的时候就是为了传声音的，所以是近距离的音频传输的不二选择。
现在也有基于WIFI的音频传输方案，例如Airplay等，但是WIFI功耗比蓝牙大很多，设备无法做到便携。
因此固定的音响有WIFI的，移动的如耳机、便携音箱清一色都是基于经典蓝牙协议的。
2.传大量数据
例如某些工控场景，使用Android或Linux主控，外挂蓝牙遥控设备的，
可以使用经典蓝牙里的SPP协议，当作一个无线串口使用。速度比BLE传输快多了。
这里要注意的是，iPhone没有开放
BLE蓝牙:
耗电低，数据量小，如遥控类(鼠标、键盘)，传感设备(心跳带、血压计、温度传感器、共享单车锁、智能锁、防丢器、室内定位)
是目前手机和智能硬件通信的性价比最高的手段，直线距离约50米，一节5号电池能用一年，传输模组成本10块钱，远比WIFI、4G等大数据量的通信协议更实用。
虽然蓝牙距离近了点，但胜在直连手机，价格超便宜。以室内定位为例，商场每家门店挂个蓝牙beacon，
就可以对手机做到精度10米级的室内定位，一个beacon的价格也就几十块钱而已
双模蓝牙:
如智能电视遥控器、降噪耳机等。很多智能电视配的遥控器带有语音识别，需要用经典蓝牙才能传输声音。
而如果做复杂的按键，例如原本键盘表上没有的功能，经典蓝牙的HID按键协议就不行了，得用BLE做私有协议。
包括很多降噪耳机上通过APP来调节降噪效果，也是通过BLE来实现的私有通信协议。
二.Android 经典蓝牙(Classic Bluetooth)的API简介
本文介绍经典蓝牙，经典蓝牙适用于电池使用强度较大的操作，例如Android之间流式传输和通信等(音频/文件等大数据)。
从Android 4.3(API 18)才有API支持低功耗蓝牙(BLE)，BLE相关API下篇再介绍。
经典蓝牙API如下:
android.bluetooth
.BluetoothA2dp 音频分发配置文件,高质量音频通过蓝牙连接和流式传输
.BluetoothAdapter 本地蓝牙适配器,是所有蓝牙交互的入口,发现设备,查询配对设备,创建BluetoothServerSocket侦听其他设备
.BluetoothAssignedNumbers
.BluetoothClass 描述蓝牙设备的一般特征和功能,这是一组只读属性,设备类型提示
.BluetoothDevice 远程蓝牙设备,与某个远程设备建立连接,查询设备信息,名称,地址,类和配对状态
.BluetoothHeadset 提供蓝牙耳机支持,以便与手机配合使用,蓝牙耳机和免提配置文件
.BluetoothHealth 控制蓝牙服务的健康设备配置文件代理
.BluetoothHealthAppConfiguration 第三方蓝牙健康应用注册的应用配置，以便与远程蓝牙健康设备通信
.BluetoothHealthCallback 实现 BluetoothHealth 回调的抽象类
.BluetoothManager
.BluetoothProfile 蓝牙配置文件,蓝牙通信的无线接口规范
.BluetoothServerSocket 服务端监听,连接RFCOMM通道(类似TCP ServerSocket)
.BluetoothSocket 建立RFCOMM通道,蓝牙Socket接口(类似TCP Socket),通过InputStream和OutputStream与其他设备传输数据
Android经典蓝牙的开发步骤如下:
1.扫描其他蓝牙设备
2.查询本地蓝牙适配器的配对蓝牙设备
3.建立 RFCOMM 通道 (SPP协议)
4.通过服务发现连接到其他设备
5.与其他设备进行双向数据传输
6.管理多个连接
RFCOMM是蓝牙简单传输协议, 在两个蓝牙设备间的一条物理链上提供多个模拟串口进行传输数据, 可同时保持高达60路的通信连接。
SPP(Serial Port Profile)是通过蓝牙设备之间的串口进行数据传输协议，spp协议处于RFCOMM上层,
如果能使用RFCOMM传输数据,就不需要使用SPP(省去一些流程,速度更快),但还是推荐用SPP,兼容性有保证
三.经典蓝牙-客户端和服务端建立长连接,传输短消息/文件
完整源码: https://github.com/lioilwin/Bluetooth
蓝牙耳机的音频传输也是采用这种长连接实现,我们可以通过广播监听连接状态
1.蓝牙权限和设置蓝牙
(1).在manifest中添加权限
2.客户端-扫描经典蓝牙设备(不包含BLE蓝牙设备)
// 1.获取已配对设备
Set pairedDevices = mBluetoothAdapter.getBondedDevices();
List devices = new ArrayList<>();
devices.addAll(pairedDevices);
// 2.获取未配对设备
BroadcastReceiver mReceiver = new BroadcastReceiver() {
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
String action = intent.getAction();
if (BluetoothDevice.ACTION_FOUND.equals(action)) {//获取未配对设备
BluetoothDevice device = intent.getParcelableExtra(BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE);
devices.add(device);
}
}
};
registerReceiver(mReceiver, new IntentFilter(BluetoothDevice.ACTION_FOUND));
BluetoothAdapter.getDefaultAdapter().startDiscovery(); //开始扫描设备
3.客户端-建立连接
通用唯一标识符(UUID)是用于唯一标识信息的字符串ID的128位标准化格式,UUID足够庞大,不会发生冲突。
蓝牙MAC相当于TCP的IP，蓝牙UUID相当于TCP的端口，用于标识服务端蓝牙进程，
所以客户端和服务端两个UUID必须一致！
/**
* 客户端，与服务端建立长连接
*/
public class BtClient extends BtBase {
public BtClient(Listener listener) {
super(listener);
}
/**
* 与远端设备建立长连接
* @param dev 远端设备
*/
public void connect(BluetoothDevice dev) {
close();
try {
// final BluetoothSocket socket = dev.createRfcommSocketToServiceRecord(SPP_UUID); //加密传输，Android强制执行配对，弹窗显示配对码
final BluetoothSocket socket = dev.createInsecureRfcommSocketToServiceRecord(SPP_UUID); //明文传输(不安全)，无需配对
// 开启子线程
Util.EXECUTOR.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
loopRead(socket); //循环读取
}
});
} catch (Throwable e) {
close();
}
}
}
4.服务端-监听连接
/**
* 服务端监听和连接线程，只连接一个设备
*/
public class BtServer extends BtBase {
private static final String TAG = BtServer.class.getSimpleName();
private BluetoothServerSocket mSSocket;
public BtServer(Listener listener) {
super(listener);
listen();
}
/**
* 监听客户端发起的连接
*/
public void listen() {
try {
BluetoothAdapter adapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
// mSSocket = adapter.listenUsingRfcommWithServiceRecord(TAG, SPP_UUID); //加密传输，Android强制执行配对，弹窗显示配对码
mSSocket = adapter.listenUsingInsecureRfcommWithServiceRecord(TAG, SPP_UUID); //明文传输(不安全)，无需配对
// 开启子线程
Util.EXECUTOR.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
BluetoothSocket socket = mSSocket.accept(); // 监听连接
mSSocket.close(); // 关闭监听，只连接一个设备
loopRead(socket); // 循环读取
} catch (Throwable e) {
close();
}
}
});
} catch (Throwable e) {
close();
}
}
@Override
public void close() {
super.close();
try {
mSSocket.close();
} catch (Throwable e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
5.客户端和服务端的基类,用于管理socket长连接,读写短消息/文件
public class BtBase {
static final UUID SPP_UUID = UUID.fromString("00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB"); //自定义
private static final String FILE_PATH = Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath() + "/bluetooth/";
private static final int FLAG_MSG = 0; //消息标记
private static final int FLAG_FILE = 1; //文件标记
private BluetoothSocket mSocket;
private DataOutputStream mOut;
private Listener mListener;
private boolean isRead;
private boolean isSending;
BtBase(Listener listener) {
mListener = listener;
}
/**
* 循环读取对方数据(若没有数据，则阻塞等待)
*/
void loopRead(BluetoothSocket socket) {
mSocket = socket;
try {
if (!mSocket.isConnected())
mSocket.connect();
notifyUI(Listener.CONNECTED, mSocket.getRemoteDevice());
mOut = new DataOutputStream(mSocket.getOutputStream());
DataInputStream in = new DataInputStream(mSocket.getInputStream());
isRead = true;
while (isRead) { //死循环读取
switch (in.readInt()) {
case FLAG_MSG: //读取短消息
String msg = in.readUTF();
notifyUI(Listener.MSG, "接收短消息：" + msg);
break;
case FLAG_FILE: //读取文件
Util.mkdirs(FILE_PATH);
String fileName = in.readUTF(); //文件名
long fileLen = in.readLong(); //文件长度
notifyUI(Listener.MSG, "正在接收文件(" + fileName + ")····················");
// 读取文件内容
long len = 0;
int r;
byte[] b = new byte[4 * 1024];
FileOutputStream out = new FileOutputStream(FILE_PATH + fileName);
while ((r = in.read(b)) != -1) {
out.write(b, 0, r);
len += r;
if (len >= fileLen)
break;
}
notifyUI(Listener.MSG, "文件接收完成(存放在:" + FILE_PATH + ")");
break;
}
}
} catch (Throwable e) {
close();
}
}
/**
* 发送短消息
*/
public void sendMsg(String msg) {
if (isSending || TextUtils.isEmpty(msg))
return;
isSending = true;
try {
mOut.writeInt(FLAG_MSG); //消息标记
mOut.writeUTF(msg);
} catch (Throwable e) {
close();
}
notifyUI(Listener.MSG, "发送短消息：" + msg);
isSending = false;
}
/**
* 发送文件
*/
public void sendFile(final String filePath) {
if (isSending || TextUtils.isEmpty(filePath))
return;
isSending = true;
Util.EXECUTOR.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
notifyUI(Listener.MSG, "正在发送文件(" + filePath + ")····················");
FileInputStream in = new FileInputStream(filePath);
File file = new File(filePath);
mOut.writeInt(FLAG_FILE); //文件标记
mOut.writeUTF(file.getName()); //文件名
mOut.writeLong(file.length()); //文件长度
int r;
byte[] b = new byte[4 * 1024];
while ((r = in.read(b)) != -1) {
mOut.write(b, 0, r);
}
notifyUI(Listener.MSG, "文件发送完成.");
} catch (Throwable e) {
close();
}
isSending = false;
}
});
}
/**
* 关闭Socket连接
*/
public void close() {
try {
isRead = false;
mSocket.close();
notifyUI(Listener.DISCONNECTED, null);
} catch (Throwable e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 当前设备与指定设备是否连接
*/
public boolean isConnected(BluetoothDevice dev) {
boolean connected = (mSocket != null && mSocket.isConnected());
if (dev == null)
return connected;
return connected && mSocket.getRemoteDevice().equals(dev);
}
// ============================================通知UI===========================================================
private void notifyUI(final int state, final Object obj) {
MainAPP.runUi(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
mListener.socketNotify(state, obj);
} catch (Throwable e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
public interface Listener {
int DISCONNECTED = 0;
int CONNECTED = 1;
int MSG = 2;
void socketNotify(int state, Object obj);
}
}
简书: https://www.jianshu.com/p/977ab323c0a5
CSDN: https://blog.csdn.net/qq_32115439/article/details/80379262
GitHub博客: http://lioil.win/2018/05/19/Android-Bluetooth.html
Coding博客: http://c.lioil.win/2018/05/19/Android-Bluetooth.html