Android 蓝牙低功耗Ble Gatt浅谈

随着物联网的越来越火，使用蓝牙方式进行设备间的通信也越来越多。而传统蓝牙协议(蓝牙2.0)，由于其高功耗、连接速度慢及距离短等限制阻碍了蓝牙的推广应用。而12年推出来的蓝牙4.0 ble低功耗协议满足了物联网、医疗智能穿戴设备等方面的应用场景。
传统蓝牙与低功耗BLE的对比

基本上所有的Android设备都支持经典蓝牙配置文件，它适合更耗电的操作比如视频流。而Android 4.3开始支持蓝牙低功耗及蓝牙智能(BluetoothSmart)技术，它能够支持GATT（GENERIC ATTRIBUTE PROFILE 通用属性剖面）配置的设备进行通信(比如有心脏检测器、计步器等)
一个设备可以有多个服务，如电池、心率监视器和自行车骑行速度。每一个服务都有一些特性，如心率监听器的身体位置，或者自行车的RPM数量。有些特性，比如当前时间，支持从客户端写操作，而另一些只支持读取和/或通知。每个特性呢可以有多个描述符，描述符用来描述特性的额外信息。
一个设备—->服务(一设备n个服务)—->特性(一服务n特性)—->描述符(一特性n描述符)

1.0 权限及功能注册及声明
使用蓝牙低功耗ble时，需要注册相应的权限及申明相应的功能(过滤掉不支持的设备)

       <users-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />
    <users-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" />
    <users-feature android:name="android.hardware.bluetooth_le" android:required="true" />

按时required为true时，则应用只能在支持BLE的Android设备上安装运行；required为false时，Android设备均可正常安装运行，需要在代码运行时判断设备是否支持BLE feature：

   // Use this check to determine whether BLE is supported on the device. Then
// you can selectively disable BLE-related features.
if (!getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_BLUETOOTH_LE)) {
    Toast.makeText(this, R.string.ble_not_supported, Toast.LENGTH_SHORT).show();
    finish();
}

1.1 判断蓝牙是否开启了

f(!mBluethoothAdapter.isEnable()){
        Intent enableIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_EANBLE);
        startActivityForResult(enableIntent,ENABLE_REQUEST);
    }

1.2 接下来可以扫描查找蓝牙低功耗设备

 public void doStartBleScan(){
        mLeScanCallback = new MyLeScanCallback();
        BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManage)getSystem(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
        mBluethoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();
        mBluethoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);
    }

1.3 查找的过程中，会回调LeScanCallback中的onLeScan方法，在此方法中判断是指定设备后进行连接。

 private class MyLeScanCallback implements BluetoothAdapter.LeScanCallbakc{
        public void  onLeScan(BluetoothDevice device,int rssi,byte[] scanRecode){
            //...判断过程，
            mBluethoothAdapter.stopLeScan(this);
            mMyGattCallback = new MyGattCallback();
            mGatt = device.connectGatt(BtleDemo.this,false,mMyGattCallback);
        }
    }

1.4 连接完成后会回调onConnectionStateChange方法。此时可以查找发现远程设备上的可用服务

 private class MyGattCallback extends BluetoothGattCallback{
        public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt,int status,int newState){
            super.onConnectionStateChange(gatt,status,newState);
            if(newState == BluetoothGatt.STATE_CONNECTED && status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS){
                //远程设备名称
                //String deviceName = gatt.getDevice().getName();
                gatt.discoverServices();
            }
        }
    }

1.5 当发现可用服务后，会回调onServicesDiscovered方法，在此可以遍历服务和它的特性。对每个特性可以检查是否支持读写和/或通知，如果支持的话调用相应的方法。

    public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt,int status){
        if(status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS){
            List<BluetoothGattService> services =  gatt.getServices();
            for(BluetoothGattService service :  services){
                for(BluetoothGattCharacteristic chara :  service.getCharacteristics()){
                    if(hasProperty(chara,BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_READ)){
                        gatt.readCharacteristic(chara);
                    } 
                    if(hasProperty(chara,BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_NOTITY)){
                        gatt.setCharacteristicNotification(chara,true);
                    }   
                }
            }
        }
    }
public static boolean hasProperty(BluetoothGattCharacteristic chara,int property){
    int  prop = chara.getProperties()&property;
    return prop == property;
}

1.6 对服务特性的读取与通知都是异步回调的。

public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattCharacteristic chara,int status){
    super.onCharacteristicRead(gatt,chara,status);
    if(status == BluetoothGatt.SUCCESS){
        Integer value = chara.getIntValue(BluetoothGattCharacteristic.FROM_SINT32,0);
        //todo 处理数据读取
    }
}

public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattCharacteristic chara){
    super.onCharacteristicChanged(gatt,chara);
     Integer value = chara.getIntValue(BluetoothGattCharacteristic.FROM_SINT32,0);
     //todo 处理通知中的值
}

官网Gatt资料https://developer.bluetooth.org/TechnologyOverview/Pages/GATT.aspx