Bluetooth一个简短的引论
蓝牙,是一种短距离通信配套设备(一般10m中)无线技术。
包含移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术,可以有效地简化移动通信终端设备之间的通信,也可以成功地简化设备与因特网Internet之间的通信。从而传输数据变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路。蓝牙採用分散式网络结构以及快跳频和短包技术,支持点对点及点对多点通信。工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段。
其数据速率为1Mbps。採用时分双工传输方案实现全双工传输。
Bluetooth的基本类
Android平台提供了一个android.bluetooth的包,里面有蓝牙API去实现蓝牙设备之间的通信,仅仅有8个类。经常使用的四个类:
BluetoothAdapter类:代表了一个本地的蓝牙适配器。
它是全部蓝牙交互的入口点。利用它你能够发现其它蓝牙设备,查询绑定了的设备,使用已知的MAC地址实例化一个蓝牙设
备和建立一个BluetoothServerSocket(作为server端)来监听来自其它设备的连接。
BluetoothDevice类:代表了一个远端的蓝牙设备。使用它请求远端蓝牙设备连接或者获取远端蓝牙设备的名称、地址、种类和绑定状态(其信息是封装在BluetoothSocket中)。
BluetoothSocket类:代表了一个蓝牙套接字的接口(类似于TCP中的套接字),它是应用程序通过输入、输出流与其它蓝牙设备通信的连接点。
BlueboothServerSocket类:代表打开服务连接来监听可能到来的连接请求(属于server端),为了连接两个蓝牙设备必须有一个设备作为服务器打开一个服务套接字。当远端设
备发起连接连接请求的时候,而且已经连接到了的时候,BlueboothServerSocket类将会返回一个BluetoothSocket。
BluetoothAdapter蓝牙适配器
cancelDiscovery()取消发现。当我们正在搜索设备的时候调用这种方法将不再继续搜索
disable()关闭蓝牙
enable()打开蓝牙,这种方法打开蓝牙不会弹出提示,很多其它的时候我们须要问下用户是否打开,下面两行代码相同是打开蓝牙。但会提示用户:
Intentenabler = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
startActivity(enabler);
getAddress()获取本地蓝牙地址
getDefaultAdapter()获取默认BluetoothAdapter,实际上。也仅仅有这一种方法获取BluetoothAdapter
getName()获取本地蓝牙名称
getRemoteDevice(String address)依据蓝牙地址获取远程蓝牙设备
getState()获取本地蓝牙适配器当前状态
isDiscovering()推断当前是否正在查找设备,是则返回true
isEnabled()推断蓝牙是否打开。已打开返回true,否则返回false
listenUsingRfcommWithServiceRecord(String name,UUID uuid)依据名称,UUID创建并返回BluetoothServerSocket,这是创建BluetoothSocketserver端的第一步
startDiscovery()開始搜索,这是搜索的第一步
BluetoothDevice:远程蓝牙设备
createRfcommSocketToServiceRecord(UUIDuuid)依据UUID创建并返回一个BluetoothSocket,这种方法也是我们获取BluetoothDevice的目的——创建BluetoothSocket
这个类其它的方法,如getAddress()、getName()等,同BluetoothAdapter。
BluetoothServerSocket
假设去除了Bluetooth相信大家一定再熟悉只是了。既然是Socket,方法就应该都差点儿相同,这个类一种仅仅有三个方法:
accept()
accept(int timeout)
close()关闭。
两者的差别在于后面的方法指定了过时时间,须要注意的是,执行这两个方法的时候,直到接收到了client的请求(或是过期之后),都会堵塞线程,应该放在新线程里执行。
另一点须要注意的是。这两个方法都返回一个BluetoothSocket。最后的连接也是server端与client的两个BluetoothSocket的连接
BluetoothSocket是client
共5个方法
close()关闭
connect()连接
getInptuStream()获取输入流
getOutputStream()获取输出流
getRemoteDevice()获取远程设备,这里指的是获取bluetoothSocket指定连接的那个远程蓝牙设备
蓝牙传输数据——server端
1、获得BluetoothAdapter。
2、通过BluetoothAdapter.listenUsingRfcommWithServiceRecord(name,UUID uuid)方法创建BluetoothServerSocket对象。
3、通过luetoothServerSocket.accept()方法返回一个BluetoothSocket对象。因为该方法处于堵塞状态。须要开启线程来处理。
4、通过BluetoothSocket.getInputStream()和BluetoothSocket.getOutputStream()方法获得读写数据的InputStream和OutputStream对象。
5、通过InputStream.read()方法来读数据。通过OutputStream.write()方法来写数据。
蓝牙传输数据——client
1、获得BluetoothAdapter。
2、通过BluetoothAdapter.getRemoteDevice(String address)获得指定地址的BluetoothDevice对象。
3、通过BluetoothDevice.createRfcommSocketToServiceRecord (UUID uuid)方法创建BluetoothSocket对象。
4、通过BluetoothSocket.connect()方法来连接蓝牙设备。
5、通过BluetoothSocket.getInputStream()和BluetoothSocket.getOutputStream()方法获得读写数据的InputStream和OutputStream对象。
6、通过InputStream.read()方法来读数据。通过OutputStream.write()方法来写数据。
UUID
UUID:全局唯一标识符,格式为:8-4-4-4-12
两个蓝牙设备进行连接须要使用同一个UUID
串口服务的UUID:00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB
信息同步服务:00001104-0000-1000-8000-00805F9B34FB
文件传输服务:00001106-0000-1000-8000-00805F9B34FB
权限设置
操作蓝牙权限:
Bluetooth的应用实现
蓝牙设备之间的通信主要包含了四个步骤:
设置蓝牙设备
寻找局域网内可能或者匹配的设备
连接设备
设备之间的传输数据
详细编程实现
1. 启动蓝牙功能 2. 查找设备
3. 查询匹配好的设备 4. 扫描设备
5. 使能被发现 6. 连接设备
7. 服务端的连接 8. client的连接
9. 管理连接 10. 权限设置
1. 启动蓝牙功能
首先通过调用静态方法getDefaultAdapter()获取蓝牙适配器BluetoothAdapter,假设返回为空,则无法继续运行了。比如:
BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter
.getDefaultAdapter();
if (mBluetoothAdapter == null) {
// Device does not support Bluetooth
}
其次,调用isEnabled()来查询当前蓝牙设备的状态,假设返回为false。则表示蓝牙设备没有开启,接下来你须要封装一个ACTION_REQUEST_ENABLE请求到intent里面,调
用startActivityForResult()方法使能蓝牙设备。比如:
if (!mBluetoothAdapter.isEnabled()) {
Intent enableBtIntent = new Intent(
BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);
}
2. 查找设备
使用BluetoothAdapter类里的方法,你能够查找远端设备(大概十米以内)或者查询在你手机上已经匹配(或者说绑
定)的其它设备了。当然须要确定对方蓝牙设备已经开启或者已经开启了“被发现使能”功能(对方设备是能够被发现
的是你可以发起连接的前提条件)。假设该设备是可以被发现的。会反馈回来一些对方的设备信息,比方名字、MAC
地址等。利用这些信息,你的设备就能够选择去向对方初始化一个连接。
假设你是第一次与该设备连接,那么一个配对的请求就会自己主动的显示给用户。
当设备配对好之后。他的一些基本信息
(主要是名字和MAC)被保存下来并能够使用蓝牙的API来读取。
使用已知的MAC地址就能够对远端的蓝牙设备发起
连接请求。
匹配好的设备和连接上的设备的不同点:匹配好仅仅是说明对方设备发现了你的存在,并拥有一个共同的识别码,而且
能够连接。连接上:表示当前设备共享一个RFCOMM信道而且两者之间能够交换数据。也就是是说蓝牙设备在建立
RFCOMM信道之前,必须是已经配对好了的。
3. 查询匹配好的设备
在建立连接之前你必须先查询配对好了的蓝牙设备集以便选取一个设备进行通信,比如你能够你能够查询全部配对的
蓝牙设备,并使用一个数组适配器将其打印显示出来:
Set pairedDevices = mBluetoothAdapter
.getBondedDevices();
// If there are paired devices
if (pairedDevices.size() > 0) {
// Loop through paired devices
for (BluetoothDevice device : pairedDevices) {
// Add the name and address to an array adapter to show in a
// ListView
mArrayAdapter
.add(device.getName() + "\n" + device.getAddress());
}
}
建立一个蓝牙连接仅仅须要MAC地址就已经足够。
4. 扫描设备
扫描设备。仅仅须要调用startDiscovery()方法,这个扫描的过程大概持续是12秒,应用程序为了ACTION_FOUND动作
须要注冊一个BroadcastReceiver来接受设备扫描到的信息。
对于每个设备,系统都会广播ACTION_FOUND动作。
// Create a BroadcastReceiver for ACTION_FOUND
private final BroadcastReceiver mReceiver = new BroadcastReceiver() {
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
String action = intent.getAction();
// When discovery finds a device
if (BluetoothDevice.ACTION_FOUND.equals(action)) {
// Get the BluetoothDevice object from the Intent
BluetoothDevice device = intent
.getParcelableExtra(BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE);
// Add the name and address to an array adapter to show in a
// ListView
mArrayAdapter.add(device.getName() + "\n"
+ device.getAddress());
}
}
};
// Register the BroadcastReceiver
IntentFilter filter = new IntentFilter(BluetoothDevice.ACTION_FOUND);
registerReceiver(mReceiver, filter); // Don't forget to unregister
// during onDestroy。
5.使能被发现:Enabling discoverability
假设你想使你的设备可以被其它设备发现,将ACTION_REQUEST_DISCOVERABLE动作封装在intent中并调用
startActivityForResult(Intent, int)方法就行了。
它将在不使你应用程序退出的情况下使你的设备可以被发现。缺省情
况下的使能时间是120秒,当然你能够能够通过加入EXTRA_DISCOVERABLE_DURATION字段来改变使能时间(最
大不超过300秒)比如:
Intent discoverableIntent = new Intent(
BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_DISCOVERABLE);
discoverableIntent.putExtra(
BluetoothAdapter.EXTRA_DISCOVERABLE_DURATION, 300);
startActivity(discoverableIntent);
执行该段代码之后。系统会弹出一个对话框来提示你启动设备使能被发现(此过程中假设你的蓝牙功能没有开启。系
统会帮你开启),而且假设你准备对该远端设备发现一个连接,你不须要开启设备被发现功能,由于该功能仅仅是在你
的应用程序作为server端的时候才须要。
6.连接设备
在应用程序中。想建立两个蓝牙设备之间的连接,必须实现client和server端的代码(由于不论什么一个设备都必须能够
作为服务端或者client)。一个开启服务来监听。一个发起连接请求(使用server端设备的MAC地址)。
当他们都拥
有一个蓝牙套接字在同一RFECOMM信道上的时候,能够觉得他们之间已经连接上了。服务端和client通过不同的方
式或其它们的蓝牙套接字。当一个连接监听到的时候,服务端获取到蓝牙套接字。当客户可打开一个FRCOMM信道给
server端的时候。client获取到蓝牙套接字。
注意:在此过程中,假设两个蓝牙设备还没有配对好的。android系统会通过一个通知或者对话框的形式来通知用户。
RFCOMM连接请求会在用户选择之前堵塞。
例如以下图:
7.服务端的连接
当你想要连接两台设备时,一个必须作为服务端(通过持有一个打开的BluetoothServerSocket),目的是监听外来连
接请求。当监听到以后提供一个连接上的BluetoothSocket给client。当client从BluetoothServerSocket得到
BluetoothSocket以后就能够销毁BluetoothServerSocket,除非你还想监听很多其它的连接请求。
建立服务套接字和监听连接的基本步骤:
首先通过调用listenUsingRfcommWithServiceRecord(String, UUID)方法来获取BluetoothServerSocket对象,參数
String代表了该服务的名称,UUID代表了和client连接的一个标识(128位格式的字符串ID。相当于PIN码),UUID
必须两方匹配才干够建立连接。
其次调用accept()方法来监听可能到来的连接请求。当监听到以后,返回一个连接上的蓝牙套接字
BluetoothSocket。
最后,在监听到一个连接以后,须要调用close()方法来关闭监听程序。
(一般蓝牙设备之间是点对点的传输)
注意:accept()方法不应该放在主Acitvity里面。由于它是一种堵塞调用(在没有监听到连接请求之前程序就一直停
在那里)。解决方法是新建一个线程来管理。比如:
private class AcceptThread extends Thread {
private final BluetoothServerSocket mmServerSocket;
public AcceptThread() {
// Use a temporary object that is later assigned to mmServerSocket,
// because mmServerSocket is final
BluetoothServerSocket tmp = null;
try {
// MY_UUID is the app's UUID string, also used by the client code
tmp = mBluetoothAdapter.listenUsingRfcommWithServiceRecord(NAME, MY_UUID);
} catch (IOException e) { }
mmServerSocket = tmp;
}
public void run() {
BluetoothSocket socket = null;
// Keep listening until exception occurs or a socket is returned
while (true) {
try {
socket = mmServerSocket.accept();
} catch (IOException e) {
break;
}
// If a connection was accepted
if (socket != null) {
// Do work to manage the connection (in a separate thread)
manageConnectedSocket(socket);
mmServerSocket.close();
break;
}
}
}
/** Will cancel the listening socket, and cause the thread to finish */
public void cancel() {
try {
mmServerSocket.close();
} catch (IOException e) { }
}
}
8.client的连接
为了初始化一个与远端设备的连接。须要先获代替表该设备的一个BluetoothDevice对象。通过BluetoothDevice对象
来获取BluetoothSocket并初始化连接,详细步骤:
使用BluetoothDevice对象里的方法createRfcommSocketToServiceRecord(UUID)来获取BluetoothSocket。UUID就是
匹配码。然后。调用connect()方法来。假设远端设备接收了该连接,他们将在通信过程中共享RFFCOMM信道,
而且connect返回。
注意:conncet()方法也是堵塞调用,一般建立一个独立的线程中来调用该方法。在设备discover过程中不应该发起
连接connect(),这样会明显减慢速度以至于连接失败。且传输数据完毕仅仅有调用close()方法来关闭连接,这样
能够节省系统内部资源。
private class ConnectThread extends Thread {
private final BluetoothSocket mmSocket;
private final BluetoothDevice mmDevice;
public ConnectThread(BluetoothDevice device) {
// Use a temporary object that is later assigned to mmSocket,
// because mmSocket is final
BluetoothSocket tmp = null;
mmDevice = device;
// Get a BluetoothSocket to connect with the given BluetoothDevice
try {
// MY_UUID is the app's UUID string, also used by the server code
tmp = device.createRfcommSocketToServiceRecord(MY_UUID);
} catch (IOException e) { }
mmSocket = tmp;
}
public void run() {
// Cancel discovery because it will slow down the connection
mBluetoothAdapter.cancelDiscovery();
try {
// Connect the device through the socket. This will block
// until it succeeds or throws an exception
mmSocket.connect();
} catch (IOException connectException) {
// Unable to connect; close the socket and get out
try {
mmSocket.close();
} catch (IOException closeException) { }
return;
}
// Do work to manage the connection (in a separate thread)
manageConnectedSocket(mmSocket);
}
/** Will cancel an in-progress connection, and close the socket */
public void cancel() {
try {
mmSocket.close();
} catch (IOException e) { }
}
}
9.管理连接(主要涉及数据的传输)
当设备连接上以后,每一个设备都拥有各自的BluetoothSocket。就能够实现设备之间数据的共享了。
首先通过调用getInputStream()和getOutputStream()方法来获取输入输出流。
然后通过调用read(byte[]) 和write(byte[]).方法来读取或者写数据。
实现细节:以为读取和写操作都是堵塞调用。须要建立一个专用线程来管理。
。
private class ConnectedThread extends Thread {
private final BluetoothSocket mmSocket;
private final InputStream mmInStream;
private final OutputStream mmOutStream;
public ConnectedThread(BluetoothSocket socket) {
mmSocket = socket;
InputStream tmpIn = null;
OutputStream tmpOut = null;
// Get the input and output streams, using temp objects because
// member streams are final
try {
tmpIn = socket.getInputStream();
tmpOut = socket.getOutputStream();
} catch (IOException e) { }
mmInStream = tmpIn;
mmOutStream = tmpOut;
}
public void run() {
byte[] buffer = new byte[1024]; // buffer store for the stream
int bytes; // bytes returned from read()
// Keep listening to the InputStream until an exception occurs
while (true) {
try {
// Read from the InputStream
bytes = mmInStream.read(buffer);
// Send the obtained bytes to the UI activity
mHandler.obtainMessage(MESSAGE_READ, bytes, -1, buffer)
.sendToTarget();
} catch (IOException e) {
break;
}
}
}
/* Call this from the main activity to send data to the remote device */
public void write(byte[] bytes) {
try {
mmOutStream.write(bytes);
} catch (IOException e) { }
}
/* Call this from the main activity to shutdown the connection */
public void cancel() {
try {
mmSocket.close();
} catch (IOException e) { }
}
}
10. 权限设置
操作蓝牙权限:
样例程序:
main.xml
xml version="1.0" encoding="utf-8"?
>
MainActivity.java
package com.testBlueTooth;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.UUID;
import android.app.Activity;
import android.bluetooth.BluetoothAdapter;
import android.bluetooth.BluetoothDevice;
import android.bluetooth.BluetoothSocket;
import android.content.BroadcastReceiver;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.content.IntentFilter;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.AdapterView;
import android.widget.ArrayAdapter;
import android.widget.Button;
import android.widget.ListView;
import android.widget.Toast;
import android.widget.ToggleButton;
public class testBlueTooth extends Activity {
static final String SPP_UUID = "00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB";
Button btnSearch, btnDis, btnExit;
ToggleButton tbtnSwitch;
ListView lvBTDevices;
ArrayAdapter adtDevices;
List lstDevices = new ArrayList();
BluetoothAdapter btAdapt;
public static BluetoothSocket btSocket;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
// Button 设置
btnSearch = (Button) this.findViewById(R.id.btnSearch);
btnSearch.setOnClickListener(new ClickEvent());
btnExit = (Button) this.findViewById(R.id.btnExit);
btnExit.setOnClickListener(new ClickEvent());
btnDis = (Button) this.findViewById(R.id.btnDis);
btnDis.setOnClickListener(new ClickEvent());
// ToogleButton设置
tbtnSwitch = (ToggleButton) this.findViewById(R.id.tbtnSwitch);
tbtnSwitch.setOnClickListener(new ClickEvent());
// ListView及其数据源 适配器
lvBTDevices = (ListView) this.findViewById(R.id.lvDevices);
adtDevices = new ArrayAdapter(testBlueTooth.this,
android.R.layout.simple_list_item_1, lstDevices);
lvBTDevices.setAdapter(adtDevices);
lvBTDevices.setOnItemClickListener(new ItemClickEvent());
btAdapt = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();// 初始化本机蓝牙功能
if (btAdapt.getState() == BluetoothAdapter.STATE_ON)// 读取蓝牙状态并显示
tbtnSwitch.setChecked(false);
else if (btAdapt.getState() == BluetoothAdapter.STATE_OFF)
tbtnSwitch.setChecked(true);
// 注冊Receiver来获取蓝牙设备相关的结果
IntentFilter intent = new IntentFilter();
intent.addAction(BluetoothDevice.ACTION_FOUND);// 用BroadcastReceiver来取得搜索结果
intent.addAction(BluetoothDevice.ACTION_BOND_STATE_CHANGED);
intent.addAction(BluetoothAdapter.ACTION_SCAN_MODE_CHANGED);
intent.addAction(BluetoothAdapter.ACTION_STATE_CHANGED);
registerReceiver(searchDevices, intent);
}
private BroadcastReceiver searchDevices = new BroadcastReceiver() {
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
String action = intent.getAction();
Bundle b = intent.getExtras();
Object[] lstName = b.keySet().toArray();
// 显示全部收到的消息及其细节
for (int i = 0; i < lstName.length; i++) {
String keyName = lstName[i].toString();
Log.e(keyName, String.valueOf(b.get(keyName)));
}
// 搜索设备时,取得设备的MAC地址
if (BluetoothDevice.ACTION_FOUND.equals(action)) {
BluetoothDevice device = intent
.getParcelableExtra(BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE);
String str = device.getName() + "|" + device.getAddress();
if (lstDevices.indexOf(str) == -1)// 防止反复加入
lstDevices.add(str); // 获取设备名称和mac地址
adtDevices.notifyDataSetChanged();
}
}
};
@Override
protected void onDestroy() {
this.unregisterReceiver(searchDevices);
super.onDestroy();
android.os.Process.killProcess(android.os.Process.myPid());
}
class ItemClickEvent implements AdapterView.OnItemClickListener {
@Override
public void onItemClick(AdapterView> arg0, View arg1, int arg2,
long arg3) {
btAdapt.cancelDiscovery();
String str = lstDevices.get(arg2);
String[] values = str.split("\\|");
String address = values[1];
Log.e("address", values[1]);
UUID uuid = UUID.fromString(SPP_UUID);
BluetoothDevice btDev = btAdapt.getRemoteDevice(address);
try {
btSocket = btDev.createRfcommSocketToServiceRecord(uuid);
btSocket.connect();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
}
}
}
class ClickEvent implements View.OnClickListener {
@Override
public void onClick(View v) {
if (v == btnSearch)// 搜索蓝牙设备,在BroadcastReceiver显示结果
{
if (btAdapt.getState() == BluetoothAdapter.STATE_OFF) {// 假设蓝牙还没开启
Toast.makeText(testBlueTooth.this, "请先打开蓝牙", 1000).show();
return;
}
setTitle("本机蓝牙地址:" + btAdapt.getAddress());
lstDevices.clear();
btAdapt.startDiscovery();
} else if (v == tbtnSwitch) {// 本机蓝牙启动/关闭
if (tbtnSwitch.isChecked() == false)
btAdapt.enable();
else if (tbtnSwitch.isChecked() == true)
btAdapt.disable();
} else if (v == btnDis)// 本机能够被搜索
{
Intent discoverableIntent = new Intent(
BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_DISCOVERABLE);
discoverableIntent.putExtra(
BluetoothAdapter.EXTRA_DISCOVERABLE_DURATION, 300);
startActivity(discoverableIntent);
} else if (v == btnExit) {
try {
if (btSocket != null)
btSocket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
testBlueTooth.this.finish();
}
}
}
}
清单文件:
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