[原创] Android应用使用蓝牙通信控制车联网设备(Kotlin实现)
目录
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- 前言
- 开发环境
- 1. 步骤展示
-
- 手机注册蓝牙通信Server端
- 蓝牙设备注册Client端
- Android手机端通过蓝牙发送打开前门指令
- Android手机端通过蓝牙发送打开后备箱指令
- 2. Android 蓝牙通信的基本介绍和实现步骤
- 结语
前言
现在物联网设备和车联网设备中使用蓝牙通信的场景越来越多，前几年只有高端车才具备使用手机控制车辆的功能，现在已经越来越普及，包括自动解锁、一键寻车、车辆控制、电量检测，OTA无线升级等，还有现在很普及的共享单车，也是通过手机的蓝牙无线控制实现的解锁功能。
这几天韧带做手术比较有时间，又不能到处跑，不然有空肯定是出去嗨呀… 见下图：
![[原创] Android应用使用蓝牙通信控制车联网设备(Kotlin实现)_第1张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/8b69795df287431a915c453c014c5957.jpg)
这个实例的 Android Studio 版本4.1.2 , TargetSdkVersion版本是 28，Gradle 版本: 6.5
本文主要包含下面几个内容：
1. 首先展示了我做的一个使用Android控制蓝牙设备的一个实例，模拟的是用户使用手机打开车辆前门和打开后备箱。
2. Android 蓝牙通信的基本介绍和实现步骤
Enjoy ！
开发环境
Android Studio 版本4.1.2
TargetSdkVersion: 28
CompileSdkVersion 28
Gradle 版本: 6.5
1. 步骤展示
手机注册蓝牙通信Server端
首先，车主手机端进入Android 车控APP，在车控蓝牙通信过程中，注册为Server端，这样车控APP就可以主动建立蓝牙连接。
Android 蓝牙通信中会会涉及SPP通用数据传输协议，这个协议是Android 2.0中引入的API，通过Socket的形式实现数据传输及交互，需要区分Server端和 Client 端。
蓝牙设备注册Client端
蓝牙从设备就是通信中的Client端，我这里用一个有蓝牙功能的Pad 模拟了车载蓝牙模块，这样双机通信的方法比较方(省)便(钱) , 现在市面上用得比较多的是HC-06 蓝牙通信模块，可以和单片机配合使用，有钱有时间的自己试一下。
Android手机端通过蓝牙发送打开前门指令
Android手机端通过蓝牙发送打开后备箱指令
从上面的画面大家可以看到，用户的手机和蓝牙设备是没有通过数据线直接连接的，手机通过蓝牙向Client设备发送了指令，Client设备接收到指令后，执行了打开车门和打开后备箱的动作，将模型中的相应部位变成了红色。
2. Android 蓝牙通信的基本介绍和实现步骤
- #在Manifest 里申请蓝牙权限
首先，要在新建项目中的AndroidManifest.xml中声明两个权限：BLUETOOTH权限用于请求连接和传送数据；BLUETOOTH_ADMIN权限用于启动设备、发现或进行蓝牙设置，如果要拥有该权限，必须先拥有BLUETOOTH权限。
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/>
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>
注意：这里有一个坑，如果你的TargetVersion大于22，就意味着你需要让用户动态申请权限，这个时候需要增加下面的ACCESS_FINE_LOCATION和 ACCESS_COARSE_LOCATION权限。 否则车主的手机会无法搜索到蓝牙设备，我就遇到了这个问题。
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION"/>
<uses-permission-sdk-23 android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION"/>
- SSP通用数据传输协议中，Android 蓝牙通信用到的四个类：
-
BluetoothAdapter：代表本地蓝牙适配器，是所有蓝牙交互的入口。使用这个你可以发现其他蓝牙设备，查询已配对的设备列表，使用一个已知的 MAC 地址来实例化一个 BluetoothDevice，以及 创建一个BluetoothServerSocket 来为监听与其他设备的通信
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BluetoothDevice：代表一个远程蓝牙设备，使用这个来请求一个与远程设备的 BluetoothSocket连接，或者查询关于设备名称、地址、类和连接状态等设备信息 。
-
BluetoothSocket：代表一个蓝牙 socket 的接口（和 TCP Socket 类似）。这是一个连接点，它允许一个应用与其他蓝牙设备通过 InputStream 和 OutputStream 交换数据。
-
BluetoothServerSocket：代表一个开 放的服务 器 socket，它 监听接受 的请求（ 与 TCP ServerSocket 类似）。为了连接两台 Android 设备，一个设备必须使用这个类开启一个服务器 socket。当一个远程蓝牙设备开始一个和该设备的连接请求，BluetoothServerSocket 将会返回一 个已连接的BluetoothSocket，接受该连接。
- 在蓝牙通信中，无论在Server端，还是在Client端，都需要使用BluetoothAdapter适配器启动蓝牙功能
mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter()
iv_server_original!!.setImageResource(R.drawable.server_background_original)
if (mBluetoothAdapter == null) {
Toast.makeText(applicationContext, "bluetooth is no available", Toast.LENGTH_LONG).show()
return@OnClickListener
}
mBluetoothAdapter!!.enable()
if (!mBluetoothAdapter!!.isEnabled) {
Toast.makeText(applicationContext, "bluetooth function is no available", Toast.LENGTH_LONG).show()
finish()
return@OnClickListener
}
try {
serverSocket = mBluetoothAdapter!!.listenUsingRfcommWithServiceRecord("aaa", uuid)
btListen_Thread = btListenThread(serverSocket, bluetoothServerMessageHandle)
btListen_Thread!!.start()
Toast.makeText(applicationContext, "服务器端已经开始运行", Toast.LENGTH_SHORT).show()
} catch (e: IOException) {
e.printStackTrace()
}
})
mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter() ： 用于获取蓝牙适配器
mBluetoothAdapter!!.enable() ： 允许蓝牙适配器，如果enable 失败，表示当前蓝牙设备不可用
if (mBluetoothAdapter == null) //表示当前手机不支持蓝牙
- 使用SSP协议中的uuid作为参数，使用
mBluetoothAdapter!!.listenUsingRfcommWithServiceRecord("aaa", uuid)方法新建ServerSocket对象。并且通过btListenThread(serverSocket, bluetoothServerMessageHandle)构造函数创建 蓝牙监听线程。
下面的bluetoothServerMessageHandle对象用户接受蓝牙指令后，在界面的展示。
try {
serverSocket = mBluetoothAdapter!!.listenUsingRfcommWithServiceRecord("aaa", uuid)
btListen_Thread = btListenThread(serverSocket, bluetoothServerMessageHandle)
btListen_Thread!!.start()
Toast.makeText(applicationContext, "服务器端已经开始运行", Toast.LENGTH_SHORT).show()
} catch (e: IOException) {
e.printStackTrace()
}
- 创建蓝牙监听线程：
下面的serverSocket!!.accept()函数用于接受客户端的连接，并且产生与此蓝牙连接对应的Socket，如果没有连接成功的话，线程就会停在这里。这样就可以获取蓝牙通信的输出流和输入流DataOutputStream(BufferedOutputStream(clientSocket.getOutputStream()))和
DataInputStream(BufferedInputStream(clientSocket.getInputStream())) - blue_tooth_msg_server_thread 是蓝牙消息服务器线程，用于给界面发送异步消息，这个下面会讲
blue_tooth_msg_server_thread = bluetoothMsgServerThread(mmInStream!!, msgHandler)
blue_tooth_msg_server_thread!!.start()
class btListenThread(serverSocket: BluetoothServerSocket?, msgHandler: Handler?) : Thread() {
var serverSocket: BluetoothServerSocket? = null //蓝牙socket对象
var clientSocket: BluetoothSocket? = null //蓝牙socket对象
private var mmInStream: DataInputStream? = null //输入数据流
var outStream: DataOutputStream? = null //输入数据流
private set
var blue_tooth_msg_server_thread: bluetoothMsgServerThread? = null //蓝牙线程
private val msgHandler: Handler? = null //Handler对象
override fun run() {
while (!interrupted()) {
try {
clientSocket = serverSocket!!.accept()
outStream = DataOutputStream(BufferedOutputStream(clientSocket.getOutputStream())) //获取out数据量对象
mmInStream = DataInputStream(BufferedInputStream(clientSocket.getInputStream()))
//创建线程接收
blue_tooth_msg_server_thread = bluetoothMsgServerThread(mmInStream!!, msgHandler)
blue_tooth_msg_server_thread!!.start()
val msg = Message() //创建message对象
msg.what = 0x1235
msgHandler!!.sendMessage(msg) //通过msgHandler将消息发送到界面
} catch (e: IOException) {
e.printStackTrace()
}
}
val msg = Message() //创建message对象
msg.what = 0x2000
msgHandler!!.sendMessage(msg) //通过msgHandler将消息发送到界面
blue_tooth_msg_server_thread!!.interrupt()
try {
outStream!!.close()
mmInStream!!.close()
clientSocket!!.close()
} catch (ex: Exception) {
}
}
init {
//构造函数
this.msgHandler = msgHandler
this.serverSocket = serverSocket
}
}
- 蓝牙消息服务器线程
bluetoothMsgServerThread：
internal class bluetoothMsgServerThread //构造函数
(//输入数据流
private val mmInStream: DataInputStream, //Handler对象
private val msgHandler: Handler?) : Thread() {
override fun run() {
val InBuffer = ByteArray(64) //定义缓冲区
while (!interrupted()) {
try {
val readed = mmInStream.read(InBuffer, 0, 64) //读取输入数据
val msg = Message() //创建message对象
msg.what = 0x1234
msg.obj = InBuffer
msg.arg1 = readed
msgHandler!!.sendMessage(msg) //通过msgHandler将消息发送到界面
} catch (e: IOException) {
e.printStackTrace()
}
}
val msg = Message() //创建message对象
msg.what = 0x2001
msgHandler!!.sendMessage(msg) //通过msgHandler将消息发送到界面
}
}
-
发送蓝牙指令
这一部分直接看备注就好了这里有一个坑，蓝牙指令发送完毕以后，一定要记得将蓝牙输出流 flush mmOutStream.flush掉，这个坑花掉了我一个小时的时间。
buttonServerSend = findViewById<View>(R.id.buttonServerSend) as Button
buttonServerSend!!.setOnClickListener(View.OnClickListener {
iv_server_original!!.setImageResource(R.drawable.server_status_frontopened)
val mmOutStream = btListen_Thread!!.outStream
var buffer: ByteArray? = null
try {
buffer = editTextServerSend!!.text.toString().toByteArray(charset("UTF-8"))
} catch (e: UnsupportedEncodingException) {
e.printStackTrace()
}
//byte[] buffer = editTextServerSend.getText().toString().getBytes(); //定义 要发送的数据内容
if (buffer!!.size < 1) {
Toast.makeText(applicationContext, "请输入要发送的内容", Toast.LENGTH_SHORT).show()
return@OnClickListener
}
try {
buffer = "Car_Control_OpenRearDoor".toByteArray(charset("UTF-8"))
mmOutStream!!.write(buffer) //发送buffer的内容给蓝牙
mmOutStream.flush()
vib!!.vibrate(100) //震动
} catch (e: Exception) {
e.printStackTrace()
}
})
stopServerBtn = findViewById<View>(R.id.stopServerBtn) as Button
stopServerBtn!!.setOnClickListener {
iv_server_original!!.setImageResource(R.drawable.server_status_rearopened)
if (btListen_Thread != null) {
btListen_Thread!!.interrupt()
try {
serverSocket!!.close()
} catch (e: IOException) {
e.printStackTrace()
}
}
}
}
- Client端搜索附件的蓝牙设备
- 在Client搜索蓝牙的方法里面，首先是获取蓝牙适配器
BluetoothAdapter.getDefaultAdapter()，
通过蓝牙设备器获取绑定的蓝牙设备，并将其保存在 Set 内，如果没有配对的蓝牙设备，则弹出提示即可。
- 在Client搜索蓝牙的方法里面，首先是获取蓝牙适配器
- NameList用于保存可以配对的蓝牙
- spinner.adapter 用户下拉展示配对的蓝牙设备
-
iv_car_status!!.setImageResource(R.drawable.car_status_original)
mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter() //获取蓝牙适配器
if (mBluetoothAdapter == null) {
Toast.makeText(applicationContext, "bluetooth is no available", Toast.LENGTH_LONG).show()
return@OnClickListener
}
mBluetoothAdapter!!.enable() //允许蓝牙适配器
if (!mBluetoothAdapter!!.isEnabled) {
Toast.makeText(applicationContext, "bluetooth function is no available", Toast.LENGTH_LONG).show()
finish()
return@OnClickListener
}
val pairedDevices = mBluetoothAdapter!!.bondedDevices //获取安卓系统已经配对的蓝牙设备
if (pairedDevices.size < 1) {
Toast.makeText(applicationContext, "没有配对的蓝牙设备，请先配对再使用", Toast.LENGTH_LONG).show()
return@OnClickListener
}
val spinner = findViewById<View>(R.id.spinner1) as Spinner //下拉框控件定义
for (device in pairedDevices) {
Namelist.add(device.name)
Addresslist.add(device.address) //将mac地址加入到下拉框中
}
//通过适配器对象 显示下拉框中的内容
val adapter = ArrayAdapter(applicationContext, android.R.layout.simple_spinner_item, Namelist)
adapter.setDropDownViewResource(android.R.layout.simple_spinner_dropdown_item)
spinner.adapter = adapter
- Client 端连接服务器
mBluetoothAdapter!!.getRemoteDevice(address)可以用户根据蓝牙地址获取到蓝牙设备mBluetoothAdapter!!.getRemoteDevice(address)方法用于根据UUID 连接到ClientSocketblue_tooth_msg_thread = bluetoothMsgThread(mmInStream!!, bluetoothMessageHandle)用于//创建线程接收 单片机发送给安卓 蓝牙的数据
iv_car_status!!.setImageResource(R.drawable.car_status_original)
editTextAll!!.setText("") //清空接收区
try {
val spinner = findViewById<View>(R.id.spinner1) as Spinner
address = Addresslist[spinner.selectedItemPosition]
device = mBluetoothAdapter!!.getRemoteDevice(address)
clientSocket = device.createRfcommSocketToServiceRecord(uuid)
clientSocket.connect() //连接蓝牙设备
mmOutStream = clientSocket.getOutputStream() //获取out数据量对象
mmInStream = DataInputStream(BufferedInputStream(clientSocket.getInputStream()))
Toast.makeText(applicationContext, "蓝牙设备连接成功", Toast.LENGTH_SHORT).show()
vib!!.vibrate(100) //震动
//set_btn_status(true); //设置 继电器、led按钮 允许操作
//创建线程接收 单片机发送给安卓 蓝牙的数据
blue_tooth_msg_thread = bluetoothMsgThread(mmInStream!!, bluetoothMessageHandle)
blue_tooth_msg_thread!!.start()
} catch (e: Exception) {
//set_btn_status(false); //不运行界面操作
Toast.makeText(applicationContext, "连接蓝牙设备失败:$e", Toast.LENGTH_SHORT).show()
e.printStackTrace()
}
- 好了，这样Client蓝牙设备就可以通过下面的方法获取Server发送过来的蓝牙车控指令。
mmInStream.read(InBuffer, 0, 64)用于读取输入数据msgHandler.sendMessage(msg)用于通过msgHandler将消息发送到界面msgHandler.sendMessage(msg)用于通过msgHandler将消息发送到界面show_result(msg.obj as ByteArray, msg.arg1)用于显示内容到界面上
lass bluetoothMsgThread //构造函数
(//输入数据流
private val mmInStream: DataInputStream, //Handler对象
private val msgHandler: Handler) : Thread() {
override fun run() {
val InBuffer = ByteArray(64) //定义缓冲区
while (!interrupted()) {
try {
//mmInStream.readFully(InBuffer, 0, 64); //读取输入数据
val readed = mmInStream.read(InBuffer, 0, 64)
val msg = Message() //创建message对象
msg.what = 0x1234
msg.obj = InBuffer
msg.arg1 = readed
msgHandler.sendMessage(msg)
} catch (e: IOException) {
e.printStackTrace()
val msg = Message() //创建message对象
msg.what = 0x3000
msgHandler.sendMessage(msg)
break
}
}
}
var bluetoothMessageHandle: Handler = object : Handler() {
//定义handler对象
override fun handleMessage(msg: Message) {
if (msg.what == 0x1234) {
//接收what = 0x1234的自定义数据
show_result(msg.obj as ByteArray, msg.arg1)
iv_car_status!!.setImageResource(R.drawable.car_status_frontopen)
}
if (msg.what == 0x3000) {
//接收what = 0x1234的自定义数据
Toast.makeText(applicationContext, "蓝牙连接断开", Toast.LENGTH_SHORT).show()
iv_car_status!!.setImageResource(R.drawable.car_status_rearopen)
}
}
结语
好了，以上就是Android 手机通过蓝牙通信给车辆网设备发送车控指令的流程。
再上三天班，就是2021年的春节。
放假啦.
Bye！
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