Android开发蓝牙与ble设备的通讯
一、写在前面的话
- 一直想写一篇关于蓝牙与ble设备通讯的博客，但是一直也不知道从何下手，可能是之前思路不清晰吧，也就一直拖拖拖，拖到现在。最近又做到关于ble设备的项目了，在此总结一下吧。（如有不到位或者不太对的地方，希望各位多多指教）
二、基础
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蓝牙是一种短距的无线通讯技术，可实现固定设备、移动设备之间的数据交换。一般将蓝牙3.0之前的BR/EDR蓝牙称为传统蓝牙，而将蓝牙4.0规范下的BLE蓝牙称为低功耗蓝牙。
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如图：
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BLE是Bluetooth low energy的意思，属于蓝牙低功耗协议，Android4.3以上及苹果手机等现在都支持蓝牙BLE，主要面向传感器应用市场，进行短时间小数据传输，如健康领域：手机监测血压，体育：手机计步器等。
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低功耗蓝牙通讯协议：
三、梳理整体逻辑（思路/步骤）
- 权限问题：先判断手机是否满足android4.3以上版本，再判断手机是否开启蓝牙。
- 搜索蓝牙：搜索蓝牙，回调接口中查看ble设备相关信息，一定时间停止扫描。
- 连接蓝牙：首先获取到ble设备的mac地址，然后调用connect()方法进行连接。
- 获取特征：蓝牙连接成功后，需要获取蓝牙的服务特征等，然后开启接收设置。
- 发送消息：writeCharacteristic()方法，发送数据给ble设备。
- 接收消息：通过蓝牙的回调接口中onCharacteristicRead()方法，接收蓝牙收的消息。
- 释放资源：断开连接，关闭资源。
四、具体实现
1、权限问题
step1、在AndroidManifest.xml中声明权限
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第一个权限是允许程序连接到已配对的蓝牙设备。
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第二个权限是允许程序发现和配对蓝牙设备。
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因为只有在API18(Android4.3)以上的手机才支持ble开发，所以还要声明一个feature。
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required为true时，应用只能在支持BLE的Android设备上安装运行
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required为false时，Android设备均可正常安装运行，需要在代码运行时判断设备是否支持BLE。
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**注意：**还得写上定位权限，要不然有的机型扫描不到ble设备。
step2、获取蓝牙适配器
BluetoothManager mBluetoothManager =(BluetoothManager)context.getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = mBluetoothManager.getAdapter();
- 如果mBluetoothAdapter为空，是因为手机蓝牙不支持与ble设备通讯，换句话说就是安卓手机系统在4.3以下了。
step3、判断手机蓝牙是否被打开
mBluetoothAdapter.isEnabled()
- 如果返回true,这个时候就可以扫描了
- 如果返回false,这时候需要打开手机蓝牙。 可以调用系统方法让用户打开蓝牙。
Intent enable = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_DISCOVERABLE);
startActivity(enable);
2、搜索蓝牙
step1、开始扫描
//10s后停止搜索
new Handler().postDelayed(new Runnable() {
@Override
public void run() {
mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
}
}, 1000 * 10);
UUID[] serviceUuids = {UUID.fromString(service_uuid)};
mBluetoothAdapter.startLeScan(serviceUuids, mLeScanCallback);
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startLeScan中，第一个参数是只扫描UUID是同一类的ble设备，第二个参数是扫描到设备后的回调。
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因为蓝牙扫描比较耗电，建议设置扫描时间，一定时间后停止扫描。
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如果不需要过滤扫描到的蓝牙设备，可用
mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);进行扫描。
step2、扫描的回调
//蓝牙扫描回调接口
private BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback = new BluetoothAdapter.LeScanCallback(){
@Override
public void onLeScan(final BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {
if (device.getName() == null) {
return;
}
Log.e("--->搜索到的蓝牙名字：", device.getName());
//可以将扫描的设备弄成列表，点击设备连接，也可以根据每个设备不同标识，自动连接。
}
};
3、连接蓝牙
step1、获取设备的mac地址，然后连接。
//获取所需地址
String mDeviceAddress = device.getAddress();
BluetoothGatt mBluetoothGatt = device.connectGatt(context, false, mGattCallback);
step2、onConnectionStateChange()被调用
- 连接状态改变时，mGattCallback中onConnectionStateChange()方法会被调用，当连接成功时，需要调用
mBluetoothGatt.discoverServices();去获取服务。
step3、onServicesDiscovered()被调用
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调用
mBluetoothGatt.discoverServices();方法后，onServicesDiscovered（）这个方法会被调用，说明发现当前设备了。然后我们就可以在里面去获取BluetoothGattService和BluetoothGattCharacteristic。 -
下面就是mGattCallback回调方法。
// BLE回调操作
private BluetoothGattCallback mGattCallback = new BluetoothGattCallback() {
@Override
public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status,int newState){
super.onConnectionStateChange(gatt, status, newState);
if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
// 连接成功
mBluetoothGatt.discoverServices();
} else if (newState == BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED) {
// 连接断开
Log.d("TAG","onConnectionStateChange fail-->" + status);
}
}
@Override
public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
super.onServicesDiscovered(gatt, status);
if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
//发现设备，遍历服务，初始化特征
initBLE(gatt);
} else {
Log.d("TAG","onServicesDiscovered fail-->" + status);
}
}
@Override
public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status){
super.onCharacteristicRead(gatt, characteristic, status);
if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
// 收到的数据
byte[] receiveByte = characteristic.getValue();
}else{
Log.d("TAG","onCharacteristicRead fail-->" + status);
}
}
@Override
public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattCharacteristic characteristic){
super.onCharacteristicChanged(gatt, characteristic);
//当特征中value值发生改变
}
/**
* 收到BLE终端写入数据回调
* @param gatt
* @param characteristic
* @param status
*/
@Override
public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
super.onCharacteristicWrite(gatt, characteristic, status);
if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
// 发送成功
} else {
// 发送失败
}
}
@Override
public void onDescriptorWrite(BluetoothGatt gatt,
BluetoothGattDescriptor descriptor, int status) {
super.onDescriptorWrite(gatt, descriptor, status);
if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
}
}
@Override
public void onReadRemoteRssi(BluetoothGatt gatt, int rssi, int status) {
super.onReadRemoteRssi(gatt, rssi, status);
if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
}
}
@Override
public void onDescriptorRead(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattDescriptor descriptor, int status) {
super.onDescriptorRead(gatt, descriptor, status);
if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
}
}
};
4、获取特征
**step1、ble设备相关的UUID **
//写通道uuid
private static final UUID writeCharactUuid = UUID.fromString("0000fff6-0000-1000-8000-00805f9b34fb");
//通知通道 uuid
private static final UUID notifyCharactUuid =UUID.fromString( "0000fff7-0000-1000-8000-00805f9b34fb");
- 不同的ble设备的UUID不相同，请根据自己的设备初始化UUID。
step2、获取bluetoothGattCharacteristic（因为有的设备可能存在双服务的情况，所以这里遍历所有服务）
//初始化特征
public void initBLE(BluetoothGatt gatt) {
if (gatt == null) {
return;
}
//遍历所有服务
for (BluetoothGattService BluetoothGattService : gatt.getServices()) {
Log.e(TAG, "--->BluetoothGattService" + BluetoothGattService.getUuid().toString());
//遍历所有特征
for (BluetoothGattCharacteristic bluetoothGattCharacteristic : BluetoothGattService.getCharacteristics()) {
Log.e("---->gattCharacteristic", bluetoothGattCharacteristic.getUuid().toString());
String str = bluetoothGattCharacteristic.getUuid().toString();
if (str.equals(writeCharactUuid)) {
//根据写UUID找到写特征
mBluetoothGattCharacteristic = bluetoothGattCharacteristic;
} else if (str.equals(notifyCharactUuid)) {
//根据通知UUID找到通知特征
mBluetoothGattCharacteristicNotify = bluetoothGattCharacteristic;
}
}
}
}
step3、开启通知
- 设置开启之后，才能在onCharacteristicRead()这个方法中收到数据。
mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(mGattCharacteristicNotify, true);
5、发送消息
mGattCharacteristicWrite .setValue(sData);
if (mBluetoothGatt != null) {
mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(notifyCharactUuid , true);
mBluetoothGatt.writeCharacteristic(mGattCharacteristicWrite );
}
6、接收消息
- 接收到数据后，mGattCallback 中的onCharacteristicRead()这个方法会被调用。
@Override
public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status){
super.onCharacteristicRead(gatt, characteristic, status);
if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
// 收到的数据
byte[] receiveByte = characteristic.getValue();
}else{
Log.d("TAG","onCharacteristicRead fail-->" + status);
}
}
7、释放资源
- 断开连接、关闭资源。
public boolean disConnect() {
if (mBluetoothGatt != null) {
mBluetoothGatt.disconnect();
mBluetoothGatt.close();
mBluetoothGatt = null;
return true;
}
return false;
}
五、开发中踩过的坑
- 通知开启后，才能读到数据，否则读不到。
- 发送数据时，如果一包数据超过20字节，需要分包发送，一次最多发送二十字节。
- 接收数据时，一次最多也只接收20字节的数据，需要将接收到的数据拼接起来，在数据的结尾弄一个特定的标识，去判断数据是否接受完毕。
- 每次发送数据或者数据分包发送时， 操作间要有至少15ms的间隔。
- 最近公司来了个新的蓝牙产品，发现获取不到需要的特征，后来打断点，发现他们蓝牙设备的通知特征根本没有，是他们给错协议了。。。所以建议各位开发的时候，如果一直连接失败，也可以查看一下写特征和通知特征是否为空，是不是卖家搞错了，协议和产品不匹配。（当然，这样马虎的卖家估计是少数）。
- 又补充来了！这个蓝牙如果出现扫描不到的情况，那是因为手机没有开启定位权限，清单文件中写上定位权限，代码中在动态获取下就OK了。
- 由于下载量变多，系统自动给我的积分累计的很高，我改过了，但是不管用，所以我重新传个下载网址，积分应该就低了。
六、demo图示
点我下载新Demo v1.0.3
点我下载老Demo
