Andorid/IOS 蓝牙开发总结

IOS 蓝牙
ios 蓝牙依赖CoreBluetooth 库
1 首先增加库 CoreBluetooth    general-> Linked Frameworks and lib
2 权限info.plist 申明权限，Bluetooth Peripheral Usage
需要2个后台模式，app communicates usering COreBluetooth 
app shares data using CoreBluetooth
3 库底下主要的几个类
CBCentral  CBCentralManager     中心
CBPeripheral  CBPeripheralManager  外设
CBService SBCharacteristic  CBDescriptor  CBUUID 服务 特征 描述 UUID 
4 流程：
（中心，外设，服务，特征）
-> 【中心】初始化 -> 中心扫描外设 -> 中心连接外设 
-> 【外设】搜索【服务】 
-> 【外设】搜索【服务的特征 】
-> 【外设】读特征的【特征值】
-> 【外设】发现特征的【特征描述】
-> 【外设】写数据到指定【特征】
-> 【特征】 character.properties 属性，有可读，可写，可写无返回，广播，通知等几种类型

A 初始化中心 init CBCentralManager，设置代理, 在回调  centralManagerDidUpdateState 中判断蓝牙是否可用
B 中心搜索外设centerManager  scanForPeripheralsWithServices ，在回调 didDiscoverPeripheral 中发现设备(有多个外设，回调返回多次)
C 定时几秒后调用 中心停止搜索 centerManager  stopScan
D 中心连接外设 centerManager  connectPeripheral: perip  连接其中一个外设， 在回调 didConnectPeripheral 确认已经连接上
E 已连接上的外设搜索服务  peripheral  discoverServices:   在回调 didDiscoverServices  发现服务(有多个服务，回调返回多次)
E 发现的服务对象搜索特征，service.peripheral discoverCharacteristics ， 在回调 didDiscoverCharateristicsForService 发现特征
F 外设读特征 periphera readValueForCharacteristic ， 在回调 didUpdateValueForCharacteristic 中获取特征值value
H 外设读特征描述 discoverDescriptorsForCharacteristic  ，在回调 didDiscoverDescriptorsForCharacteristic  发现特征描述
I 外设写特征 peripheral writeValue:data forCharacteristic:writeChara   写数据到有写属性的特征中

注意：
1 推荐IOS 蓝牙调试工具 lightBlue， 可做为中心，可建立虚拟外设
2 读写特征传递的value 是NSData 类型，注意定义好编码，lightBlue默认是 十六进制，可改为UTF-8
然后就可以自由传 中英文了
3 发现的外设，有connectable = 0的，不可连接的外设，可自行过滤
4 连接以后容易断线，再次从步骤 D connectPeripheral 即可

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Android 蓝牙
1 Android 蓝牙库直接在android.jar 中，android.bluetooth 包底下
2 蓝牙权限


为适配安卓6.0以及以上版本需要添加一个模糊定位的权限
 
3 主要的几个类
 BluetoothAdapter   适配器，主要管理，有点类似CBCentralManager
 BluetoothDevice 设备
 BluetoothGattService 服务  BluetoothGattCharacteristic 特征 BluetoothGattDescriptor 描述
4 流程： 和IOS 类似
（一）打开蓝牙
在搜索设备之前需要询问打开手机蓝牙，其关键代码如下：
    //获取系统蓝牙适配器管理类
    private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter
            .getDefaultAdapter();
    // 询问打开蓝牙
    if (mBluetoothAdapter != null && !mBluetoothAdapter.isEnabled()) {
            Intent enableBtIntent = new Intent(
                    BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
            startActivityForResult(enableBtIntent, 1);
    }
    @Override
    protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) {
        // TODO Auto-generated method stub
        super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
        if (requestCode == 1) {
            if (resultCode == RESULT_OK) {
                Toast.makeText(this, "蓝牙已经开启", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            } else if (resultCode == RESULT_CANCELED) {
                Toast.makeText(this, "没有蓝牙权限", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                finish();
            }
        }
    }
（二）搜索设备
本文主要针对BLE蓝牙开发，因此采用mBluetoothAdapter.startLeScan(LeScanCallback callback)方式扫描BLE蓝牙设备。
mBluetoothAdapter.startLeScan(callback);
private LeScanCallback callback = new LeScanCallback() {
    @Override
    public void onLeScan(BluetoothDevice device, int arg1, byte[] arg2) {
        //device为扫描到的BLE设备
        if(device.getName() == "目标设备名称"){
            targetDevice = device;//获取目标设备
        }
    }
};
（四）连接设备
通过扫描BLE设备，根据设备名称区分出目标设备targetDevice，下一步实现与目标设备的连接。在连接设备之前要停止搜索蓝牙。
mBluetoothAdapter.stopLeScan(callback);
注 ：停止搜索一般需要一定的时间来完成，最好调用停止搜索函数之后加以100ms的延时，保证系统能够完全停止搜索蓝牙设备。
停止搜索之后启动连接过程。
BLE蓝牙的连接方法相对简单只需调用connectGatt方法，函数原型如下：
public BluetoothGatt connectGatt (Context context, boolean autoConnect, BluetoothGattCallback callback)；
返回值 BluetoothGatt: BLE蓝牙连接管理类，主要负责与设备进行通信。
boolean autoConnect：建议置为false，能够提升连接速度。
BluetoothGattCallback callback 连接回调，重要参数，BLE通信的核心部分。
（五）设备通信
与设备建立连接之后与设备通信，整个通信过程都是在BluetoothGattCallback的异步回调函数中完成。
BluetoothGattCallback中主要回调函数如下：
private BluetoothGattCallback gattCallback = new BluetoothGattCallback() {
        @Override
        public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status,
                int newState) {
        }
        @Override
        public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt,
                BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
            super.onCharacteristicWrite(gatt, characteristic, status);
        }
        @Override
        public void onDescriptorWrite(BluetoothGatt gatt,
                BluetoothGattDescriptor descriptor, int status) {
        };
        @Override
        public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
        }
        @Override
        public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt,
                BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
        }
    };
（1）等待设备连接成功
当调用targetdDevice.connectGatt(context, false, gattCallback)后系统会主动发起与BLE蓝牙设备的连接，
若成功连接到设备将回调onConnectionStateChange方法，其处理过程如下：
@Override
public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status,
                int newState) {
            if (newState == BluetoothGatt.STATE_CONNECTED) {
                Log.e(TAG, "设备连接上 开始扫描服务");
                // 开始扫描服务，安卓蓝牙开发重要步骤之一
                mBluetoothGatt.discoverServices();
            }
            if (newState == BluetoothGatt.STATE_DISCONNECTED) {
                /*连接断开后的相应处理*/      
            }
};
判断newState == BluetoothGatt.STATE_CONNECTED表明此时已经成功连接到设备。
（2）开启扫描服务
mBluetoothGatt.discoverServices();
扫描BLE设备服务是安卓系统中关于BLE蓝牙开发的重要一步，一般在设备连接成功后调用，扫描到
设备服务后回调onServicesDiscovered()函数，函数原型如下：。
@Override
public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
    private List servicesList;
    //获取服务列表
    servicesList = mBluetoothGatt.getServices();
}
BLE蓝牙协议下数据的通信方式采用BluetoothGattService、BluetoothGattCharacteristic和BluetoothGattDescriptor三个主要的类实现通信。
BluetoothGattService 服务，是构成BLE设备协议栈的组成单位，一个蓝牙设备协议栈一般由一个或者多个BluetoothGattService组成。
BluetoothGattCharacteristic 特征，一个服务包含一个或者多个特征，特征作为数据的基本单元。
一个BluetoothGattCharacteristic特征包含一个数据值和附加的关于特征的描述BluetoothGattDescriptor。
BluetoothGattDescriptor：用于描述特征的类，其同样包含一个value值。
（3）获取负责通信的BluetoothGattCharacteristic
BLE蓝牙开发主要有负责通信的BluetoothGattService完成的。当且称为通信服务。通信服务通过硬件工程师提供的UUID获取。获取方式如下：
BluetoothGattService service = mBluetoothGatt.getService(UUID.fromString("蓝牙模块提供的负责通信UUID字符串"));
通信服务中包含负责读写的BluetoothGattCharacteristic，且分别称为notifyCharacteristic和writeCharacteristic。
其中notifyCharacteristic负责开启监听，也就是启动收数据的通道，writeCharacteristic负责写入数据。
具体操作方式如下：
  BluetoothGattService service = mBluetoothGatt.getService(UUID.fromString("蓝牙模块提供的负责通信服务UUID字符串"));
   // 例如形式如：49535343-fe7d-4ae5-8fa9-9fafd205e455
  notifyCharacteristic = service.getCharacteristic(UUID.fromString("notify uuid"));
  writeCharacteristic =  service.getCharacteristic(UUID.fromString("write uuid"));
（4）开启监听
开启监听，即建立与设备的通信的首发数据通道，BLE开发中只有当上位机成功开启监听后才能与下位机收发数据。开启监听的方式如下：
mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(notifyCharacteristic, true)
BluetoothGattDescriptor descriptor = characteristic
                            .getDescriptor(UUID
                                    .fromString
("00002902-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);
若开启监听成功则会回调BluetoothGattCallback中的onDescriptorWrite()方法，处理方式如下:
@Override
public void onDescriptorWrite(BluetoothGatt gatt,
                BluetoothGattDescriptor descriptor, int status) {
        if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
            //开启监听成功，可以像设备写入命令了
            Log.e(TAG, "开启监听成功");
        }   
};
（5）写入数据
监听成功后通过向 writeCharacteristic写入数据实现与下位机的通信。写入方式如下：
//value为上位机向下位机发送的指令
writeCharacteristic.setValue(value);
mBluetoothGatt.writeCharacteristic(writeCharacteristic)
其中：value一般为Hex格式指令，其内容由设备通信的蓝牙通信协议规定。（改为UTF-8）
（6）接收数据
若写入指令成功则回调BluetoothGattCallback中的onCharacteristicWrite()方法，说明将数据已经发送给下位机。
@Override
public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt,
            BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
            if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
                Log.e(TAG, "发送成功");
            }   
            super.onCharacteristicWrite(gatt, characteristic, status);
}
若发送的数据符合通信协议，则下位机会向上位机回复相应的数据。发送的数据通过回调onCharacteristicChanged()方法获取，其处理方式如下：
@Override
public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt,
                BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
            // value为设备发送的数据，根据数据协议进行解析
            byte[] value = characteristic.getValue();
}

通过向下位机发送指令获取下位机的回复数据，即可完成与设备的通信过程。
（六）断开连接
当与设备完成通信之后之后一定要断开与设备的连接。调用以下方法断开与设备的连接：
mBluetoothGatt.disconnect();
mBluetoothGatt.close();

有几个库对Android蓝牙做了封装
https://github.com/dingjikerbo/Android-BluetoothKit
https://github.com/moruoyiming/BlueUtils
https://github.com/a-voyager/BluetoothHelper