Android蓝牙开发—BLE（低功耗）蓝牙详细开发流程
Android蓝牙开发前，首先要区分是经典蓝牙开发还是BLE（低功耗）蓝牙开发，它们的开发是有区别的，如果还分不清经典蓝牙和BLE（低功耗）蓝牙的小伙伴，可以先看Android蓝牙开发—经典蓝牙和BLE（低功耗）蓝牙的区别
本文是针对BLE蓝牙开发的，如果是经典蓝牙开发，可以看Android蓝牙开发—经典蓝牙详细开发流程
注意：蓝牙4.0只有android4.3或4.3以上才支持
简单介绍
基本概念
1、Generic Access Profile(GAP)
用来控制设备连接和广播，GAP使你的设备被其他设备可见，并决定了你的设备是否可以或者怎样与合同设备进行交互。
2、Generic Attribute Profile(GATT)
通过BLE连接，读写属性类数据的Profile通用规范，现在所有的BLE应用Profile都是基于GATT的。
3、Attribute Protocol (ATT)
GATT是基于ATTProtocol的，ATT针对BLE设备做了专门的优化，具体就是在传输过程中使用尽量少的数据，每个属性都有一个唯一的UUID，属性将以characteristics and services的形式传输。
4、Characteristic
Characteristic可以理解为一个数据类型，它包括一个value和0至多个对次value的描述（Descriptor）。
5、Descriptor
对Characteristic的描述，例如范围、计量单位等。
6、Service
Characteristic的集合。例如一个service叫做“Heart Rate Monitor”，它可能包含多个Characteristics，其中可能包含一个叫做“heart ratemeasurement”的Characteristic。
7、UUID
唯一标示符，每个Service，Characteristic，Descriptor，都是由一个UUID定义。
Android ble api
1、BluetoothManager
通过BluetoothManager来获取BluetoothAdapter。
2、BluetoothAdapter
代表了移动设备的本地的蓝牙适配器, 通过该蓝牙适配器可以对蓝牙进行基本操作，一个Android系统只有一个BluetoothAdapter，通过BluetoothManager获取。
3、BluetoothDevice
扫描后发现可连接的设备，获取已经连接的设备，通过它可以获取到BluetoothGatt。
4、BluetoothGatt
继承BluetoothProfile，通过BluetoothGatt可以连接设备（connect）,发现服务（discoverServices），并把相应地属性返回到BluetoothGattCallback，可以看成蓝牙设备从连接到断开的生命周期。
5、BluetoothGattService
服务，Characteristic的集合。
6、BluetoothGattCharacteristic
相当于一个数据类型，可以看成一个特征或能力，它包括一个value和0~n个value的描述（BluetoothGattDescriptor）。
7、BluetoothGattDescriptor
描述符，对Characteristic的描述，包括范围、计量单位等。
8、BluetoothProfile
一个通用的规范，按照这个规范来收发数据。
9、BluetoothGattCallback
已经连接上设备，对设备的某些操作后返回的结果。
简单总结：当我们扫描后发现多个设备BluetoothDevice，每个设备下会有很多服务BluetoothGattService，这些服务通过service_uuid（唯一标识符）来区分，每个服务下又会有很多特征BluetoothGattCharacteristic，这些特征通过uuid来区分的，它是手机与BLE终端设备交换数据的关键。而BluetoothGatt可以看成手机与BLE终端设备建立通信的一个管道，只有有了这个管道，才有了通信的前提。
开发流程
开发的流程和经典蓝牙是一样的，都需要以下这几个步骤。
- 开启蓝牙
- 扫描蓝牙
- 绑定蓝牙
- 连接蓝牙
- 通信
开启蓝牙
1.获取BluetoothAdapter对象
这里有两种方法可以获取到BluetoothAdapter对象（区别在于版本不同而已，没有太大的区别）
第一种通过BluetoothManager对象获取
final BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager) context.getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();第二种通过单例获取
mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();2.判断是否有蓝牙功能模块
if (getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_BLUETOOTH_LE)) {
//有蓝牙功能模块
}3.判断设备是否支持蓝牙
/**
* 设备是否支持蓝牙 true为支持
* @return
*/
public boolean isSupportBlue(){
return mBluetoothAdapter != null;
}4.判断蓝牙是否开启
/**
* 蓝牙是否打开 true为打开
* @return
*/
public boolean isBlueEnable(){
return isSupportBlue() && mBluetoothAdapter.isEnabled();
}5.开启蓝牙
- 异步自动开启蓝牙
/**
* 自动打开蓝牙（异步：蓝牙不会立刻就处于开启状态）
* 这个方法打开蓝牙不会弹出提示
*/
public void openBlueAsyn(){
if (isSupportBlue()) {
mBluetoothAdapter.enable();
}
}- 同步提示开启蓝牙
/**
* 自动打开蓝牙（同步）
* 这个方法打开蓝牙会弹出提示
* 需要在onActivityResult 方法中判断resultCode == RESULT_OK true为成功
*/
public void openBlueSync(Activity activity, int requestCode){
Intent intent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
activity.startActivityForResult(intent, requestCode);
}6.权限处理
- 处理6.0以下版本的权限
在AndroidManifest里面添加权限
- 处理6.0及以上版本的权限
（1）在AndroidManifest里面添加权限
（2）动态检查权限
/**
* 检查权限
*/
private void checkPermissions() {
String[] permissions = {Manifest.permission.ACCESS_FINE_LOCATION};
List permissionDeniedList = new ArrayList<>();
for (String permission : permissions) {
int permissionCheck = ContextCompat.checkSelfPermission(this, permission);
if (permissionCheck == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
onPermissionGranted(permission);
} else {
permissionDeniedList.add(permission);
}
}
if (!permissionDeniedList.isEmpty()) {
String[] deniedPermissions = permissionDeniedList.toArray(new String[permissionDeniedList.size()]);
ActivityCompat.requestPermissions(this, deniedPermissions, REQUEST_CODE_PERMISSION_LOCATION);
}
}
/**
* 权限回调
* @param requestCode
* @param permissions
* @param grantResults
*/
@Override
public final void onRequestPermissionsResult(int requestCode,
@NonNull String[] permissions,
@NonNull int[] grantResults) {
super.onRequestPermissionsResult(requestCode, permissions, grantResults);
switch (requestCode) {
case REQUEST_CODE_PERMISSION_LOCATION:
if (grantResults.length > 0) {
for (int i = 0; i < grantResults.length; i++) {
if (grantResults[i] == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
onPermissionGranted(permissions[i]);
}
}
}
break;
}
} （3）开启GPS
/**
* 开启GPS
* @param permission
*/
private void onPermissionGranted(String permission) {
switch (permission) {
case Manifest.permission.ACCESS_FINE_LOCATION:
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.M && !checkGPSIsOpen()) {
new AlertDialog.Builder(this)
.setTitle("提示")
.setMessage("当前手机扫描蓝牙需要打开定位功能。")
.setNegativeButton("取消",
new DialogInterface.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {
finish();
}
})
.setPositiveButton("前往设置",
new DialogInterface.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {
Intent intent = new Intent(Settings.ACTION_LOCATION_SOURCE_SETTINGS);
startActivityForResult(intent, REQUEST_CODE_OPEN_GPS);
}
})
.setCancelable(false)
.show();
} else {
//GPS已经开启了
}
break;
}
}（4）检查GPS是否开启
/**
* 检查GPS是否打开
* @return
*/
private boolean checkGPSIsOpen() {
LocationManager locationManager = (LocationManager) this.getSystemService(Context.LOCATION_SERVICE);
if (locationManager == null)
return false;
return locationManager.isProviderEnabled(android.location.LocationManager.GPS_PROVIDER);
}扫描蓝牙
1.扫描周围蓝牙设备（配对上的设备有可能扫描不出来）
调用BluetoothAdapter的startLeScan()方法来实现开始搜索。此方法时需要传入 BluetoothAdapter.LeScanCallback参数。搜索到的蓝牙设备都会通过这个回调返回。
private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;
private boolean isScanning;//是否正在搜索
private Handler mHandler;
//15秒搜索时间
private static final long SCAN_PERIOD = 15000;
private void scanLeDevice(final boolean enable) {
if (enable) {//true
//15秒后停止搜索
mHandler.postDelayed(new Runnable() {
@Override
public void run() {
isScanning = false;
mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
}
}, SCAN_PERIOD);
isScanning = true;
mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback); //开始搜索
} else {//false
isScanning = false;
mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);//停止搜索
}
}2.BluetoothAdapter.LeScanCallback回调
private BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback = new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {
@Override
public void onLeScan(final BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {
//这里是个子线程，下面把它转换成主线程处理
runOnUiThread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//在这里可以把搜索到的设备保存起来
//device.getName();获取蓝牙设备名字
//device.getAddress();获取蓝牙设备mac地址
//这里的rssi即信号强度，即手机与设备之间的信号强度。
}
});
}
};3.停止扫描设备
扫描设备是一个耗能的操作，在我们连接蓝牙之前如果扫描没有结束，应该先停止扫描。
mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);//停止搜索绑定蓝牙
绑定蓝牙是在我们调用连接方法时去绑定的，不用我们手动的去调方法绑定。
连接蓝牙
1.调用BluetoothDevice的connectGatt()方法，此函数带三个参数：Context、autoConnect(boolean)和 BluetoothGattCallback 对象。调用后返回BluetoothGatt对象
//这个方法需要三个参数：一个Context对象，自动连接（boolean值,表示只要BLE设备可用是否自动连接它），和BluetoothGattCallback调用。
BluetoothGatt mBluetoothGatt = device.connectGatt(this, false, mBluetoothGattCallback);2.BluetoothGattCallback的回调
BluetoothGattCallback mBluetoothGattCallback = new BluetoothGattCallback() {
@Override
public void onPhyUpdate(BluetoothGatt gatt, int txPhy, int rxPhy, int status) {
super.onPhyUpdate(gatt, txPhy, rxPhy, status);
}
@Override
public void onPhyRead(BluetoothGatt gatt, int txPhy, int rxPhy, int status) {
super.onPhyRead(gatt, txPhy, rxPhy, status);
}
//当连接状态发生改变
@Override
public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState) {
super.onConnectionStateChange(gatt, status, newState);
}
//发现新服务，即调用了mBluetoothGatt.discoverServices()后，返回的数据
@Override
public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
super.onServicesDiscovered(gatt, status);
}
//调用mBluetoothGatt.readCharacteristic(characteristic)读取数据回调，在这里面接收数据
@Override
public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
super.onCharacteristicRead(gatt, characteristic, status);
}
//发送数据后的回调
@Override
public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
super.onCharacteristicWrite(gatt, characteristic, status);
}
@Override
public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
super.onCharacteristicChanged(gatt, characteristic);
}
@Override
public void onDescriptorRead(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattDescriptor descriptor, int status) {//descriptor读
super.onDescriptorRead(gatt, descriptor, status);
}
@Override
public void onDescriptorWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattDescriptor descriptor, int status) {//descriptor写
super.onDescriptorWrite(gatt, descriptor, status);
}
@Override
public void onReliableWriteCompleted(BluetoothGatt gatt, int status) {
super.onReliableWriteCompleted(gatt, status);
}
//调用mBluetoothGatt.readRemoteRssi()时的回调，rssi即信号强度
@Override
public void onReadRemoteRssi(BluetoothGatt gatt, int rssi, int status) {//读Rssi
super.onReadRemoteRssi(gatt, rssi, status);
}
@Override
public void onMtuChanged(BluetoothGatt gatt, int mtu, int status) {
super.onMtuChanged(gatt, mtu, status);
}
};3.断开连接
mBluetoothGatt.disconnect(); //主动断开连接通信
1.写入数据，通过mBluetoothGatt.writeCharacteristic(characteristic)
/**
* 向蓝牙发送数据
*/
public void dataSend(){
//byte[] send={(byte) 0xaa,0x01,0x01,(byte)0x81,(byte) 0xff};
byte[] send = new byte[20];
send = hexStringToBytes(et_send.getText().toString());
byte[] sendData=new byte[send.length+2];
sendData[0]=(byte) 0xaa;
sendData[sendData.length-1]=(byte) 0xff;
for(int i=1;i注意：写入的数据长度是有限制的，如果要改变这个限制，可以通过MTU来改变。
2.读取数据，通过mBluetoothGatt.readCharacteristic(characteristic)，在BluetoothGattCallback 回调方法onCharacteristicRead中获取到数据。
//读取数据时调用这个方法，数据会在回调接口中（BluetoothGattCallback ）获取到
mBluetoothGatt.readCharacteristic(characteristic)
BluetoothGattCallback mBluetoothGattCallback = new BluetoothGattCallback() {
//调用mBluetoothGatt.readCharacteristic(characteristic)读取数据回调，在这里面接收数据
@Override
public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
super.onCharacteristicRead(gatt, characteristic, status);
//这里面就是数据
characteristic.getValue();
}
}总结
首先，我们要判断手机是否支持BLE，并且获得各种权限，才能让我们之后的程序能正常运行。
然后，我们去搜索BLE设备，得到它的MAC地址。
其次，我们通过这个MAC地址去连接，连接成功后，去遍历得到Characteristic的uuid。
在我们需要发送数据的时候，通过这个uuid找到Characteristic，去设置其值，最后通过writeCharacteristic(characteristic)方法发送数据。
如果我们想知道手机与BLE设备的距离，则可以通过readRemoteRssi()去得到rssi值，通过这个信号强度，就可以换算得到距离。
只要我们连接上，我们就可以用BluetoothGatt的各种方法进行数据的读取等操作。
以上就是BLE（低功耗）蓝牙的开发流程和部分代码，后期会提供demo下载。若有不当之处，请留言讨论，一起学习进步。