Android 蓝牙串口调试程序开发

前言：本次项目需要为智能设备开发一个 App 于是就开始学习 Android 的蓝牙串口通信方面的知识，现在 App 已经写完了，当初学的时候走了不少弯路和尝试，现作为一名初学者和大家分享一下经验，以及总结我该部分的学习。

〇、蓝牙串口开发的流程

Created with Raphaël 2.2.0 开始 获取权限 检测设备 打开蓝牙 连接设备 收发数据 单片机串口蓝牙 结束 yes no yes no

一、添加需要用到的权限

在 Android 项目中，打开 AndroidManif.xml 文件 添加对蓝牙操作的权限。

    <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />
    <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" />
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION" />
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" />

二、检测和打开蓝牙设备

1.检测蓝牙设备

如果要通过蓝牙进行串口通信，必须得保证蓝牙设备正常工作，首先要检测蓝牙设备是否正常。通常情况下这一步也可以省略，或在打开蓝牙设备的时候检测。

//获取默认蓝牙设备
mADAPTER_BLUETOOTH = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
//判断是否有蓝牙设备
if (mADAPTER_BLUETOOTH == null){
	Toast.makeText(MainActivity.this, "未找到蓝牙功能", LENGTH_SHORT).show();
}else {
	Toast.makeText(MainActivity.this, "蓝牙功能正常", LENGTH_SHORT).show();

通过 BluetoothAdapter 来获取默认蓝牙设备，值为 null 说明蓝牙功能缺失，反之则反。

2.打开蓝牙设备

打开蓝牙设备的方式一共有两种，一种是直接通过使能蓝牙打开，另一种是弹出对话框让用户确认打开。一般不使用第一种，而使用有交互的第二种。因为如果我们打开蓝牙，不打开蓝牙可见的话，别人就发现不了我们的设备，对我们的项目没有任何意义，所以在打开蓝牙的同时会打开可见。

• 直接使能蓝牙的方式

mADAPTER_BLUETOOTH = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
mADAPTER_BLUETOOTH.enable();

• 具有人机交互的方式

  构建一个打开蓝牙的方法，可以把对蓝牙操作的方法，写在一个类里面，方便调用。

//打开蓝牙的方法
public void TurnOnBlueTooth(){
    //获取默认蓝牙设备
    mADAPTER_BLUETOOTH = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
    //判断是否有蓝牙设备
    if (mADAPTER_BLUETOOTH == null){
        Toast.makeText(MainActivity.this, "未找到蓝牙功能", LENGTH_SHORT).show();
    }else {
        Toast.makeText(MainActivity.this, "蓝牙功能正常", LENGTH_SHORT).show();
        if (!mADAPTER_BLUETOOTH.isEnabled()){
            //如果蓝牙设备正常 蓝牙没打开 请求打开并可见
            Intent TurnOn = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
            startActivityForResult(TurnOn,1);
        }else {
            Toast.makeText(MainActivity.this, "蓝牙已打开 请勿重复打开", LENGTH_SHORT).show();
        }
    }
}

• 蓝牙状态的广播接收者

  通过注册一个蓝牙状态的广播接收者，来接收蓝牙状态改变，给用户提供一个跟友好的人机交互。

  注册广播接收者

//蓝牙状态改变的广播 //注册和绑定广播接收者和广播
IntentFilter mBROADCAST_BLUETOOTH_STATE = new IntentFilter(BluetoothAdapter.ACTION_STATE_CHANGED);
registerReceiver(RECEIVER_BLUETOOTH_STATE,mBROADCAST_BLUETOOTH_STATE);

写蓝牙状态改变的广播接收者

//蓝牙打开状态的广播接收
private BroadcastReceiver RECEIVER_BLUETOOTH_STATE = new BroadcastReceiver() {
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        int state = intent.getIntExtra(BluetoothAdapter.EXTRA_STATE,-1);
        switch (state){
            case BluetoothAdapter.STATE_OFF:
                Toast.makeText(MainActivity.this, "蓝牙已关闭", LENGTH_SHORT).show();
                break;
            case BluetoothAdapter.STATE_ON:
                Toast.makeText(MainActivity.this, "蓝牙已打开", LENGTH_SHORT).show();
                break;
            case BluetoothAdapter.STATE_TURNING_OFF:
                Toast.makeText(MainActivity.this, "蓝牙正在关闭", LENGTH_SHORT).show();
                break;
            case BluetoothAdapter.STATE_TURNING_ON:
                Toast.makeText(MainActivity.this, "蓝牙正在打开", LENGTH_SHORT).show();
                break;
        }
    }
};

通过接受蓝牙状态改变的广播，来给用户相应的提示，形成良好的人机交互。

三、搜索并连接蓝牙设备

1.搜索蓝牙设备

搜索蓝牙设备操作直接调用 BluetoothAdapter 的 startDiscovery 方法即可。同样的，我们可以写一个搜索蓝牙的方法，把这个方法写在 对蓝牙操作的 类里面，方便我们去调用。

public void DiscoveryBlueTooth() {
    //获取默认的蓝牙设备
    mADAPTER_BLUETOOTH = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
    //判断是否在搜索
    if (mADAPTER_BLUETOOTH.isDiscovering()) {
        mADAPTER_BLUETOOTH.cancelDiscovery();
    }
    //开始搜索
    mADAPTER_BLUETOOTH.startDiscovery();
    Toast.makeText(MainActivity.this, "蓝牙设备正在搜索中", LENGTH_SHORT).show();
}

这只是开启搜索，我们搜索的结果该怎么反馈给我们呢？我们需要一个容器来存放我们刚刚搜索到的设备。

• ListView 和 ListAdapter
  我们在布局文件中，加入一个Listview控件，来显示我们搜索到的蓝牙设备。写好布局后，给 Listview 的 item 写一个布局样式。

<TextView
    android:id="@+id/TV_BLUETOOTH_DEVICE"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="50dp"
    android:textSize="13sp"
    android:textColor="@color/colorWhite"
    android:background="@drawable/button_selector"/>

我这里只用了一个 Textview
写好了 Listview 我们需要一个东西，把搜索到的设备信息和 Listview 的内容绑定起来。这里我用的是 ArrayList ，通过 ArrayAdapter 绑定设备信息和 Listview的内容。

//ArrayAdapter声明
private ArrayAdapter mADAPTER_ARRAY;
//ArrayList定义:存放蓝牙名称和地址
private List<String> BLUETOOTH_DEViCE = new ArrayList<>();

/*
*通过 ArrayAdapter 绑定 ListView控件和ArrayList里的数据
*/
//通过ArrayAdapter绑定数据
mADAPTER_ARRAY = new ArrayAdapter<String>(this,R.layout.list_view_item,R.id.TV_BLUETOOTH_DEVICE,BLUETOOTH_DEViCE);
//给ListView使用这个 adapter
mLV_DEVICE.setAdapter(mADAPTER_ARRAY);

到这里，我们的准备工作就完成了，接下来就是把搜索到的设备信息添加进去。

• 接收搜索结果的广播
  在接受搜索设备的广播之前，先注册搜索设备的广播，将接收者和广播绑定。

//蓝牙状态改变的广播 //注册和绑定广播接收者和广播
IntentFilter mBROADCAST_BLUETOOTH_STATE = new IntentFilter(BluetoothAdapter.ACTION_STATE_CHANGED);
registerReceiver(RECEIVER_BLUETOOTH_STATE,mBROADCAST_BLUETOOTH_STATE);

然后写搜索蓝牙设备的广播接收者

private BroadcastReceiver RECEIVER_BLUETOOTH_FOUND = new BroadcastReceiver() {
        @Override
        public void onReceive(Context context, Intent intent) {
            String action = intent.getAction();
            if (BluetoothDevice.ACTION_FOUND.equals(action)) {
                BluetoothDevice device = intent.getParcelableExtra(BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE);
                BLUETOOTH_DEViCE.add("  NAME:"+device.getName()+"（待连接）"+"\n"+"  *MAC:"+device.getAddress());
                mADAPTER_ARRAY.notifyDataSetChanged();
            }
        }
    };

将搜索到的设备添加到 ArrayList 里，然后就会在 Listview 上显示。

2.连接蓝牙设备

在完成了搜索设备之后，我们就需要与蓝牙设备进行连接。与单片机上蓝牙串口连接，我们需要蓝牙串口服务的 UUID 00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB
需要一个 Sokect 来连接蓝牙串口。

//设定本机的UUID->通用唯一识别码 //串口UUID
private final UUID mUUID = UUID.fromString("00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB");
//定义BluetoothSocket
public static BluetoothSocket mBLUETOOTH_SOCKET;

我们给 Listview 的 item 设立一个点击事件，好让我们点击一个设备的时候，可以连接该设备。在点击事件中，我们通过 ArrayAdapter 的 getItem 方法，来获取保存在 Array List里面的设备信息。然后通过 “*” 定位我们需要的地址的起始位置，来获取地址。通过 BluetoothDevice 的 GetRemoteDevice 方法，获取该地址的的设备。用我们写的 ConnectThread 的方法进行连接设备。

//LV_DEVICE 的 item 被点击：
mLV_DEVICE.setOnItemClickListener(new AdapterView.OnItemClickListener() {
    @Override
    public void onItemClick(AdapterView<?> parent, View view, int position, long id) {
        //BluetoothDevice mBTD =
        //获取item的内容 //解析出内容里的地址
        String s = (String) mADAPTER_ARRAY.getItem(position);
        if (mADAPTER_BLUETOOTH.isDiscovering())
        {
            mADAPTER_BLUETOOTH.cancelDiscovery();
        }
        if (s != null){
        //在这里我们通过*来定位地址的起始字符然后保存在 address里
            String address = s.substring(s.indexOf("*")+5).trim();
            Toast.makeText(MainActivity.this,"MAC:"+address,Toast.LENGTH_LONG).show();
            BluetoothDevice device = mADAPTER_BLUETOOTH.getRemoteDevice(address);
            ConnectThread(device);
        }


    }
});

ConnectThread 方法
进行连接后，我们就开始数据接收服务

public void ConnectThread(BluetoothDevice device) {
    try {
        mBLUETOOTH_SOCKET = device.createRfcommSocketToServiceRecord(mUUID);
        mADAPTER_BLUETOOTH.cancelDiscovery();
        mBLUETOOTH_SOCKET.connect();
        Toast.makeText(MainActivity.this, "连接成功", Toast.LENGTH_LONG).show();
        // 接收数据进程
        ReceiveData receiveThread = new ReceiveData();
        // 连接成功后开启接收数据服务
        receiveThread.start();
    } catch (IOException e) {
        Toast.makeText(MainActivity.this, "连接失败", Toast.LENGTH_SHORT)
                .show();
        try {
            mBLUETOOTH_SOCKET.close();
        } catch (IOException e2) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

既然要连接我们就要有一个取消连接的方法。关闭 Socket 来释放资源。

    // 取消链接的方法
    public void CancelConnect() {
        try {
            mBLUETOOTH_SOCKET.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

在以上过程中，我们可以自己设立一个 Boolean 型的变量，来表示与设备的连接状态，通过判断该变量的值来做出相应的人机交互。

四、发送并接受串口数据

到这一步，我们的项目基本成型了，只剩下最后也是最关键的与 串口蓝牙进行通信。我这里采用的是发送 字符数据 和 接受 字符数据 进行交互。在发送的时候，会将字符数据转化成字节流的形式发送。

1.发送数据部分

发送数据数据和接受数据，我们需要 输入流 和 输出流。

    //定义输出流//定义输入流
    public static OutputStream OS;
    public static InputStream  IS;

然后写一个 write 的方法来调用 OutputStream 的 write 方法来写一个字节。

    //发送数据的方法
    public static void write(String str) {
        if (CONNECT_STATUS) {
            try {
                OS = mBLUETOOTH_SOCKET.getOutputStream();
                if (OS != null){
                    OS.write(str.getBytes("UTF-8"));
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

我们可以将 String 来源于 Edit Text 控件的内容，通过一个按钮来执行发送的操作。

2.接收数据部分

接受数据的服务我们已经在连接那一步打开了，里面用到的我们写的一个接收数据的方法 ReceiveData 。并且在调用前，我们开启了一个新的线程来做这件事情。

    // 读数据线程
    private class ReceiveData extends Thread {
        InputStream mmInStream;

        private ReceiveData() {
            try {
                mmInStream = mBLUETOOTH_SOCKET.getInputStream();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        @Override
        public void run() {

            int bytes = 0;
            byte[] buffer = new byte[256];
            while (true) {

                // 接收数据
                try {
                    bytes = mmInStream.read(buffer);
                    final String readString = new String(buffer, 0, bytes);

                    runOnUiThread(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            mTV_ACCEPT.append(readString + " ");
                        }
                    });
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

我们可以用一个 Textview 用来显示我们接收到的数据。

五、总结学习

本次项目的学习主要难点在搜索添加设备和，读写数据上，很多内容还需要多家理解，对该部分的知识还不够深刻，需要系统性的学习一下。

以下是 App 的实际效果。