基于低耗蓝牙的GATT Profile以及BLE中的回调

一；先介绍GATT Profile的相关理论知识，接下来再讨论具体代码实现。
1；先了解一些关键词的含义；
——porfile；一种规范，一种标准的通信协议。每个profile中会包含多个service服务，每个service代表该从机的一种能力。
——service；一种服务，每种服务就代表一种能力，例如，蓝牙从机中有很多服务，电量信息服务、系统信息服务等，每个service中又包含多个characteristic特征值。每个具体的characteristic特征值才是ble通信的主题。比如当前的电量是80%，所以会通过电量的characteristic特征值存在从机的profile里，这样主机就可以通过这个characteristic来读取80%这个数据。
——characteristic；特征值，ble主从机的通信均是通过characteristic来实现，可以理解为一个标签，通过这个标签可以获取或者写入想要的内容。
——UUID，统一识别码，我们刚才提到的service和characteristic，都需要一个唯一的uuid来标识

2；GATT是什么；
现在低功耗蓝牙（BLE）连接都是建立在 GATT (Generic Attribute Profile) 协议之上。GATT 是一个在蓝牙连接之上的发送和接收很短的数据段的通用规范，这些很短的数据段被称为属性（Attribute）。
3；GAP
——详细介绍 GATT 之前，需要了解 GAP（Generic Access Profile），它在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。例如 Beacon 设备就只是向外广播，不支持连接，小米手环就等设备就可以与中心设备连接。
——GAP 给设备定义了若干角色，其中主要的两个是：外围设备（Peripheral）和中心设备（Central）。
外围设备：这一般就是非常小或者简单的低功耗设备，用来提供数据，并连接到一个更加相对强大的中心设备。例如小米手环。
中心设备：中心设备相对比较强大，用来连接其他外围设备。例如手机等。
——在 GAP 中外围设备通过两种方式向外广播数据： Advertising Data Payload（广播数据）和 Scan Response Data Payload（扫描回复），每种数据最长可以包含 31 byte。这里广播数据是必需的，因为外设必需不停的向外广播，让中心设备知道它的存在。扫描回复是可选的，中心设备可以向外设请求扫描回复，这里包含一些设备额外的信息，例如设备的名字。

注意；实际上，我们在 Android 开发中，可以直接使用设备的 MAC 地址，发起连接，可以不经过扫描的步骤。这并不意味不需要经过 GAP，实际上在芯片级别已经给你做好了，蓝牙芯片发起连接，总是先扫描设备，扫描到了才会发起连接。意思就是在android开发中不需要管GAP，

4；GATT连接；
GATT 的全名是 Generic Attribute Profile（姑且翻译成：普通属性协议），它定义两个 BLE 设备通过叫做 Service 和 Characteristic 的东西进行通信。

注意；GATT 连接需要特别注意的是：GATT 连接是独占的。也就是一个 BLE 外设同时只能被一个中心设备连接。一旦外设被连接，它就会马上停止广播，这样它就对其他设备不可见了。当设备断开，它又开始广播。
中心设备和外设需要双向通信的话，唯一的方式就是建立 GATT 连接。

5；总结，这些理论告诉我们的就是
1；利用GAP进行连接，但是在android中我们不直接使用，直接通过获取MAC地址进行连接
2；主从机通过uuid找到服务和特征值进行读取修改等操作。

二，代码实现
1；先分析这几个类；都是api介绍；

注意；
在BLE协议中，有两个角色，周边（Periphery）和中央（Central）；周边是数据提供者，中央是数据使用/处理者；
一个中央可以同时连接多个周边，但是一个周边某一时刻只能连接一个中央。
a) BluetoothGattServer作为周边来提供数据；BluetoothGattServerCallback返回周边的状态。

b) BluetoothGatt作为中央来使用和处理数据；BluetoothGattCallback返回中央的状态和周边提供的数据。

因为我们讨论的是Android的BLE SDK，下面所有的BluetoothGattServer代表周边，BluetoothGatt代表中央。

2；重新理解关于蓝牙ble通信的几个关键类；

  BluetoothGatt：BluetoothGatt 是我们用的最多，也是我们最重要的一个类，为了尽可能通俗的理解，这里我们可以把它看成Android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，我们才有了通信的前提。

  BluetoothGattService：蓝牙设备的服务，在这里我们把BluetoothGattService比喻成班级。而Bluetoothdevice我们把它比喻成学校，一个学校里面可以有很多班级，也就是说我们每台BLE终端设备拥有多个服务，班级（各个服务）之间通过UUID（唯一标识符）区别。

  BluetoothGattCharacteristic: 蓝牙设备所拥有的特征，它是手机与BLE终端设备交换数据的关键，我们做的所有事情，目的就是为了得到它。在这里我们把它比喻成学生，一个班级里面有很多个学生，也就是说我们每个服务下拥有多个特征，学生（各个特征）之间通过UUID（唯一标识符）区别。

  总结：当我们想要用手机与BLE设备进行通信时，实际上也就相当于我们要去找一个学生交流，首先我们需要搭建一个管道，也就是我们需要先获取得到一个BluetoothGatt，其次我们需要知道这个学生在哪一个班级，学号是什么，这也就是我们所说的serviceUUID，和charUUID。这里我们还需要注意一下，找到这个学生后并不是直接和他交流，他就好像一个中介一样，在手机和BLE终端设备之间帮助这两者传递着信息，我们手机所发数据要先经过他，在由他传递到BLE设备上，而BLE设备上的返回信息，也是先传递到他那边，然后手机再从他那边进行读取。

  **重点；Android手机与BLE终端设备通信结果都是以回调的形式返回：**

3；了解ble中的回调事件。

——3.1；连接蓝牙BLE终端设备的方法以及回调方法；

——3.2；启动服务方法以及找到服务后回调的方法

——3.3；从特定的服务中获取特定的特征值；

之前我们说过，我们的最终目的就是获取Characteristic来进行通信，正常情况下，我们可以从硬件工程师那边得到serviceUUID和characteristicUUID.假设我们在知道serviceUUID和characteristicUUID的前提下，我们就可以通过下面代码获取相应特征值：  
BluetoothGattService service = mBluetoothGatt.getService(UUID.fromString("0000ffe0-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
BluetoothGattCharacteristic characteristic= service.getCharacteristic(UUID.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));

——3.4；开始通信，
在获取characteristic之后对其进行读写操作的方法以及其回调方法

——3.5；BLE终端设备返回数据回调事件

4；细讲ble中的回调事件。
部分源码
MainActivity 类

public class MainActivity extends Activity {
    //BluetoothLeClass 类的对象
    private BluetoothLeClass mBLE;

    // 发现BLE终端的Service时回调
    mBLE.setOnServiceDiscoverListener(mOnServiceDiscover);

    //实例化一个OnServiceDiscoverListener 接口对象
    private BluetoothLeClass.OnServiceDiscoverListener mOnServiceDiscover = new OnServiceDiscoverListener() {
        @Override
        public void onServiceDiscover(BluetoothGatt gatt) {

        }
    }

BluetoothLeClass类；

public class BluetoothLeClass {
    //创建一个监听的引用
    private OnServiceDiscoverListener mOnServiceDiscoverListener;
    //一个回调接口
    public interface OnServiceDiscoverListener {
        public void onServiceDiscover(BluetoothGatt gatt);
    }
    //进行注册，对mOnServiceDiscoverListener进行赋值，也就是记住传过来的监听对象
    public void setOnServiceDiscoverListener(OnServiceDiscoverListener l) {
        mOnServiceDiscoverListener = l;
    }

    //当服务被发现时调用接口中的方法。
    private final BluetoothGattCallback mGattCallback = new BluetoothGattCallback() {
        @Override
        public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
            mOnServiceDiscoverListener.onServiceDiscover(gatt);
        }   
    }
}

通过这个图来理解上面的代码。
MainActivity 类为客服端C；
BluetoothLeClass类；为服务端S；