微信小程序开发----BLE蓝牙通信(结尾包含ios和android的部分坑和兼容问题)
最近随项目接触了下小程序的BLE开发。体会颇多。
小程序BLE开发前的准备操作：
1、熟读小程序开发文档，文档链接。
2、微信开发者工具。
3、对应的BLE蓝牙设备，我们需要对BLE设备进行读写操作。
一、小程序BLE开发API简介
微信小程序目前有蓝牙 API 共 18 个，其中操作蓝牙适配器的共有 4 个，分别是
wx.openBluetoothAdapter 初始化蓝牙适配器
wx.closeBluetoothAdapter 关闭蓝牙模块
wx.getBluetoothAdapterState 获取本机蓝牙适配器状态
wx.onBluetoothAdapterStateChange 监听蓝牙适配器状态变化事件其中，扫描和获取周围BLE设备的有4个(这4个操作方式与普通蓝牙一样)：
wx.startBluetoothDevicesDiscovery 开始搜寻附近的蓝牙外围设备
wx.stopBluetoothDevicesDiscovery 停止搜寻附近的蓝牙外围设备
wx.getBluetoothDevices 获取所有已发现的蓝牙设备
wx.onBluetoothDeviceFound 监听寻找到新设备的事件连接BLE设备的2个：
wx.createBLEConnection 连接低功耗蓝牙设备
wx.closeBLEConnection 断开与低功耗蓝牙设备的连接连接成功后，读写BLE对应特征对象的数据：
wx.getConnectedBluetoothDevices 根据 uuid 获取处于已连接状态的设备
wx.getBLEDeviceServices 获取蓝牙设备所有 service（服务）
wx.getBLEDeviceCharacteristics 获取蓝牙设备所有 characteristic（特征值）
wx.readBLECharacteristicValue 读取低功耗蓝牙设备的特征值的二进制数据值
wx.writeBLECharacteristicValue 向低功耗蓝牙设备特征值中写入二进制数据
wx.notifyBLECharacteristicValueChange 启用低功耗蓝牙设备特征值变化时的 notify 功能
wx.onBLECharacteristicValueChange 监听低功耗蓝牙设备的特征值变化
wx.onBLEConnectionStateChange 监听低功耗蓝牙连接的错误事件二、微信小程序开发前需要注意的事项
android微信支持BLE蓝牙的微信版本为：6.5.7；
android 6.0 以上的手机未打开系统定位服务时，搜索不到蓝牙设备；
ios微信支持BLE蓝牙的微信版本为：6.5.6。
所以做BLE蓝牙开发，为了提高用户的小程序体验感，需要对用户使用的微信版本以及android版本进行判断，并做合理的解决方式。
下面是获取手机当前微信版本和手机系统版本的封装方法，将方法放入apps.js全局js文件中：
onLaunch: function() {
this.globalData.sysinfo = wx.getSystemInfoSync()
},
getModel: function () { //获取手机型号
return this.globalData.sysinfo["model"]
},
getVersion: function () { //获取微信版本号
return this.globalData.sysinfo["version"]
},
getSystem: function () { //获取操作系统版本
return this.globalData.sysinfo["system"]
},
getPlatform: function () { //获取客户端平台
return this.globalData.sysinfo["platform"]
},
getSDKVersion: function () { //获取客户端基础库版本
return this.globalData.sysinfo["SDKVersion"]
}为了对手机微信版本和系统版本做比较，封装有一个版本比较的方法
versionCompare: function (ver1, ver2) { //版本比较
var version1pre = parseFloat(ver1)
var version2pre = parseFloat(ver2)
var version1next = parseInt(ver1.replace(version1pre + ".", ""))
var version2next = parseInt(ver2.replace(version2pre + ".", ""))
if (version1pre > version2pre)
return true
else if (version1pre < version2pre)
return false
else {
if (version1next > version2next)
return true
else
return false
}
}所以，在实际的操作中，比如点击了按钮需要调用手机系统蓝牙去扫描操作之前，需要校验以上的各项参数。整体代码：
//判断系统版本、微信版本、定位服务等权限和信息
function checkPhoneInfo(obj){
//Android 从微信 6.5.7 开始支持，iOS 从微信 6.5.6 开始支持
//第一项，如果手机是android系统，需要判断版本信息
if (apps.getPlatform() == "android" && versionCompare("6.5.7", apps.getVersion())) {
wx.showModal({
title: '提示',
content: '当前微信版本过低，请更新至最新版本',
showCancel: false
});
obj.setData({
btnDisabled: false,
});
//执行quit机制
quit(obj);
return;
}
//第二项，如果手机是ios系统，需要判断版本信息
if (apps.getPlatform() == "ios" && versionCompare("6.5.6", apps.getVersion())) {
wx.showModal({
title: '提示',
content: '当前微信版本过低，请更新至最新版本',
showCancel: false
});
obj.setData({
btnDisabled: false,
});
//执行quit机制
quit(obj);
return;
}
//版本 以及 平台校验完毕后 需要判断蓝牙的相关信息
//微信小程序 android6.0手机需要开启位置服务，否则扫描不到设备
console.log("当前系统版本：" + apps.getSystem());//Android 8.1.0
console.log("当前微信版本：" + apps.getVersion());
if (apps.getPlatform() == "android") {
console.log("android手机 当前系统版本号：" + apps.getSystem().replace("Android", "").replace(" ", ""));
//android版本高于6.0.0
if (!versionCompare("6.0.0", apps.getSystem().replace("Android","").replace(" ",""))) {
console.log("当前系统版本高于6.0.0");
//位置服务权限
wx.getSetting({
success: function (res) {
var statu = res.authSetting;
//位置服务授权校验操作
if (!statu['scope.userLocation']) {
wx.showModal({
title: '温馨提示',
content: '请授予位置服务权限，以便更好的搜索周围设备',
success: function (tip) {
if (tip.confirm) {
//点击确认 开始判断位置服务权限信息
wx.openSetting({
success: function (data) {
if (data.authSetting["scope.userLocation"] === true) {
wx.showToast({
title: '授权成功',
icon: 'success',
duration: 1000
})
//授权成功之后，调用自己封装的蓝牙各项操作
bleOperateFun(obj);
} else {
wx.showToast({
title: '授权失败',
icon: 'none',
duration: 1000
});
obj.setData({
btnDisabled: false,
});
//执行quit机制
quit(obj);
}
}
})
}else{
console.log("点击了取消操作");
obj.setData({
btnDisabled: false,
});
//执行quit机制
quit(obj);
}
}
})
}else {
//存在权限，调用封装的蓝牙方式继续进行
bleOperateFun(obj);
}
},
fail: function (res) {
wx.showToast({
title: '调用授权窗口失败',
icon: 'success',
duration: 1000
});
obj.setData({
btnDisabled: false,
});
//执行quit机制
quit(obj);
}
})
} else if (!versionCompare(apps.getSystem().replace("Android", "").replace(" ", "")), "4.3.0") {
//系统版本低于4.3的,使用不了ble蓝牙
wx.showModal({
title: '温馨提示',
content: '您的手机系统版本较低，无法操作BLE蓝牙设备',
showCancel:false,
});
obj.setData({
btnDisabled: false,
});
//执行quit机制
quit(obj);
}else {
console.log("系统版本低于6.0.0但高于4.3.0");
//除去android系统的手机(由于最开始过滤了能支持蓝牙的最低微信版本 所以此处无需再判断)
bleOperateFun(obj);
}
}
//除android以外的ios或者其他系统
bleOperateFun(obj);
}三、BLE蓝牙开发，开启当前手机ble蓝牙适配器，注册相关的监听事件
function bleOperateFun(obj){
//1、判断手机蓝牙是否开启
wx.openBluetoothAdapter({
success: function(res) {
console.log("初始化蓝牙适配器成功");
//1、开启蓝牙适配器的状态变化监听
wx.onBluetoothAdapterStateChange(function(res){
console.log("蓝牙适配器状态变化",res);
});
//2、开启搜索周围设备的情况监听事件 (扫描 开锁 两次按钮点击 针对同一个设备只执行了一次)
wx.onBluetoothDeviceFound(function(res){
console.log("扫描周围设备详情返回："+JSON.stringify(res));
//判断是否为 "创想物联" 的设备 若是则需要进行连接操作和关闭扫描操作(节省手机资源)
res.devices.forEach(device=>{
console.log(device.name +"/"+device.localName);
console.log("广播数据：" + apps.ab2hex(device.advertisData));
});
});
// 3、连接状态变化监听 --监听低功耗蓝牙连接状态的改变事件。包括开发者主动连接或断开连接，设备丢失，连接异常断开等等
wx.onBLEConnectionStateChange(function(res){
console.log("蓝牙设备连接状态监听回调：\n"+JSON.stringify(res));
});
// 4、读取特征值数据监听事件 ---- wx.readBLECharacteristicValue(Object object)调用后，若要取得其中的数据，需要再此回调中获取
wx.onBLECharacteristicValueChange(function(res){
console.log("wx.onBLECharacteristicValueChange 监听事件：\n"+JSON.stringify(res));
})
//开启扫描周围设备模式
startScanAroundDevice(obj);
},
fail:function(res){
console.log("初始化蓝牙适配器失败")
wx.showModal({
title: '温馨提示',
content: '请检查手机蓝牙是否打开',
showCancel:false,
});
obj.setData({
btnDisabled: false,
});
//执行quit机制
quit(obj);
}
})
}在开启扫描操作后，会触发设置好的 wx.onBluetoothDeviceFound 回调函数，当发现了设备，则会显示设备的mac，uuid，广播数据等。这里有一个重点：
获取广播数据，小程序中读取 BLE 广播数据使用 wx.onBluetoothDeviceFound 接口中的 advertisData，对应上面兼容问题的 devices 格式，如 devices.advertisData，这个数据是 ArrayBuffer类型的数据，如果需要显示至日志中，需要对其进行相关的转换处理操作，使用如下代码：
//广播数据为Array Buffer类型 ArrayBuffer转16进度字符
ab2hex: function(buffer) {
var hexArr = Array.prototype.map.call(
new Uint8Array(buffer),
function(bit) {
return ('00' + bit.toString(16)).slice(-2)
}
)
return hexArr.join('');
},四、小程序BLE开发，扫描到指定设备后，需要对其进行连接操作
连接成功后，为了节省手机端的资源，需要对扫描进行关闭处理。(假设设置扫描开始，10秒后会有关闭操作流程；但可能在2秒的时候已经扫描到指定设备，我们知道，扫描操作及其耗电，所以为了避免过多的资源浪费，需要提前进行关闭操作)。
五、读写操作
1、按照微信提供的api，可以进行读写操作，读操作成功后会触发之前(二)中的设置监听事件 wx.onBLECharacteristicValueChange ，而写操作只有成功和失败没有回调。
2、写操作的api为
wx.writeBLECharacteristicValue({
deviceId: obj.data.lockMac,
serviceId: apps.bleProperties.bleServiceUUID,
characteristicId: apps.bleProperties.writeCharacUUID,
value: sendValue,
success: function(res) {
console.log("发送开锁命令成功回调：\n"+JSON.stringify(res));
},
fail(res){
console.log("写数据失败回调"+res);
wx.showModal({
title: '温馨提示',
content: '发送开锁命令失败！',
showCancel:false,
})
quit(obj);
}
})其中的各项参数在api文档中都有充分的介绍，这里不说其他废话，但其中的 value 属性为 ArrayBuffer 类型，所以需要进行数据格式的转换操作
strToArrayBuffer:function(aes,str){
//首先将str转化为数组
var strtoHexArray = aes.hex_to_bytes(str);
//取一半数据的长度作为arraybuffer的长度
var buffer = new ArrayBuffer(str.length >> 1);
var bufView = new DataView(buffer);
//保存数据至arraybuffer中
for(var i = 0,len = (str.length >> 1);i其中 aes.hex_to_bytes(str) 是我调用的库的方式，是将 十六进制的字符串(如："6E")，转换成十六进制的数组类型。
function hex_to_bytes(str) {
var len = str.length;
if (len & 1) {
str = '0' + str;
len++;
}
var bytes = new Uint8Array(len >> 1);
for (var i = 0; i < len; i += 2) {
bytes[i >> 1] = parseInt(str.substr(i, 2), 16);
}
return bytes;
}六、最后写操作中有几个潜在的重点
1、BLE 4.0 中发送一个数据包只能包含 20 字节的数据，大于 20 字节只能分包发送。没做ios的测试(人穷用不起苹果)，就拿android来说，每次最大发送20字节的数据，之前就说过了写操作没有可设置的回调，所以不需要操作过于麻烦。只需要在写入20字节成功之后，延迟一段时间(这个时间不好控制，我用的小米8测试设置200ms无压力，不同手机设置值肯定不同，需要找到一个合理的参数做为一个统一的处理)，再进行下一个包的发送。
2、当你扫描操作执行后，假如未扫描到设备，再次点击按钮进行扫描，即使有BLE设备在广播，也不会再扫描到设备。遇到这样的情况，需要释放手机端蓝牙的资源，代码如下(我的代码放于quit机制中)：
//如果扫描操作执行了的 需要释放手机蓝牙的资源
if (isStartScan) {
wx.closeBluetoothAdapter({
success: function (res) {
console.log("quit wx.closeBluetoothAdapter 成功回调 清理手机蓝牙资源");
console.log(JSON.stringify(res));
},
fail(res) {
console.log("清理手机端 蓝牙 资源失败回调 " + res);
}
})
}3、2019.03.04新增一个问题总结。android手机使用小程序的BLE模块，广播中的deviceId表示设备的mac信息，ios系统则是手机mac和设备mac加密产生的uuid值！连接设备也如此：安卓直接使用mac进行连接操作；但ios使用广播中读取到的UUID进行连接。
简单而言，全是扫描到设备后的deviceId信息
wx.onBluetoothDeviceFound(function (res) {
console.log("扫描周围设备详情返回：" + JSON.stringify(res));
//判断是否为 "创想物联" 的设备 若是则需要进行连接操作和关闭扫描操作(节省手机资源)
res.devices.forEach(device => {
console.log(device.name + "/" + device.localName);
})
})
obj.setData({
lockMac: device.deviceId,//2019.07.31在判断是当前设备后，使用扫描得到的deviceId进行连接操作(androd和ios)
});
wx.createBLEConnection({
deviceId: obj.data.lockMac,
success: function (res) {
}
})4、2019.03.05新增一个问题。Android手机使用小程序操作BLE设备，连接成功后可以直接进行特征数据的获取；但ios直接调用时，会出现10004的报错 官方文档报错信息连接。
如何解决ios手机使用小程序BLE报错问题。
只需要在连接成功和读设备特征数据之间，进行一项开启通信服务操作即可，按照java android开发ble规范来说，连接成功后是需要优先开启服务的，所以android和ios都统一开启服务！！
wx.createBLEConnection({
deviceId: obj.data.lockMac,
success: function(res) {
wx.hideLoading();
wx.showToast({
title: '连接成功',
icon: 'success',
duration: 1000
})
console.log("连接success回调："+JSON.stringify(res));
//关闭扫描
stopScanAroundDevice(obj);
//连接成功后 进行开锁流程操作(读 --- 写 -- 读)
//判断是android还是ios(流程不同)
if (apps.getPlatform() == "android"){
firstReadCharacVal(obj);
return;
}
//ios
wx.getBLEDeviceServices({
// 这里的 deviceId 需要已经通过 createBLEConnection 与对应设备建立链接
deviceId: obj.data.lockMac,
success(res) {
console.log(JSON.stringify(res))
console.log('device services:', res.services)
console.log('device services:', apps.ab2hex(res))
console.log('device services:', apps.ab2hex(res.services))
//获取设备特征对象
wx.getBLEDeviceCharacteristics({
deviceId: obj.data.lockMac,
serviceId: apps.bleProperties.bleServiceUUID,
success: function(res) {
console.log(JSON.stringify(res))
console.log("wx.getBLEDeviceCharacteristics ---->\n" + apps.ab2hex(res));
firstReadCharacVal(obj);
},
fail:function(){
wx.showModal({
title: '温馨提示',
content: '获取特征对象失败！',
showCancel: false
});
quit(obj);
}
})
},
fail:function(){
wx.showModal({
title: '温馨提示',
content: '获取服务失败！',
showCancel:false
});
quit(obj);
}
})
},
fail: function (res) {
wx.hideLoading();
wx.showToast({
title: '连接设备失败',
icon: 'success',
duration: 1000
})
console.log("连接设备失败")
console.log("连接fail回调："+res);
obj.setData({
btnDisabled: false,
});
//执行 quit 机制
quit(obj);
}
})也就是说连接成功后，需要多进行一次wx.getBLEDeviceServices 和 wx.getBLEDeviceCharacteristics ！！