Android 藍芽BLE開發詳解
轉載請註明出處。 https://blog.csdn.net/kong_gu_you_lan/article/details/81009800
1.介紹
藍芽是一種短距離的無線通訊技術，可以實現固定裝置、移動裝置之間的資料交換。一般將藍芽分為兩大類，藍芽3.0規範之前的版本稱為傳統藍芽，藍芽4.0規範之後的版本稱為低功耗藍芽，也就是常說的BLE（Bluetooth Low Energy）。
本文主要講解的是Android裝置與BLE裝置之間的通訊，Android 從4.3版本（API Level 18）開始支援BLE通訊。
2.開發流程
看圖說話：
首先要判斷當前的Android裝置是否支援藍芽，如果支援則再判斷當前藍芽是否處於開啟狀態，如果未開啟則傳送廣播通知系統開啟藍芽，藍芽開啟後開始搜尋周圍的藍芽裝置，注意搜尋一定要設定超時處理，搜尋到指定藍芽裝置後停止搜尋任務。
此時可以以列表的形式供使用者選擇需要連線的裝置，或者內部自動連線特定的裝置，連線成功後，搜尋此藍芽裝置提供的服務（特性、描述符的集合），搜尋完成後設定一些對應的引數，即可與藍芽裝置進行通訊了。
3.相關API
看下我們在開發過程中需要用到的一些API：
1.BluetoothAdapter
本地藍芽介面卡，用於一些藍芽的基本操作，比如判斷藍芽是否開啟、搜尋藍芽裝置等。
2.BluetoothDevice
藍芽裝置物件，包含一些藍芽裝置的屬性，比如裝置名稱、mac地址等。
3.BluetoothProfile
一個通用的藍芽規範，裝置之間按照這個規範來收發資料。
4.BluetoothGatt
藍芽通用屬性協議，定義了BLE通訊的基本規則，是BluetoothProfile的實現類，Gatt是Generic Attribute Profile的縮寫，用於連線裝置、搜尋服務等操作。
5.BluetoothGattCallback
藍芽裝置連線成功後，用於回撥一些操作的結果，必須連線成功後才會回撥。
6.BluetoothGattService
藍芽裝置提供的服務，是藍芽裝置特徵的集合。
7.BluetoothGattCharacteristic
藍芽裝置特徵，是構建GATT服務的基本資料單元。
8.BluetoothGattDescriptor
藍芽裝置特徵描述符，是對特徵的額外描述。
4.程式碼實現
需用用到的許可權：
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" />
1
2
Demo中把藍芽的相關操作寫在了Service中，這樣即使應用退出也不會影響藍芽的連線，在Service中通過廣播的方式通知Activity做相應的處理，看下Service：
public class BleService extends Service {
private final String TAG = BleService.class.getSimpleName();
private BluetoothGatt mBluetoothGatt;
// 藍芽連線狀態
private int mConnectionState = 0;
// 藍芽連線已斷開
private final int STATE_DISCONNECTED = 0;
// 藍芽正在連線
private final int STATE_CONNECTING = 1;
// 藍芽已連線
private final int STATE_CONNECTED = 2;
// 藍芽已連線
public final static String ACTION_GATT_CONNECTED = "com.yl.ble.ACTION_GATT_CONNECTED";
// 藍芽已斷開
public final static String ACTION_GATT_DISCONNECTED = "com.yl.ble.ACTION_GATT_DISCONNECTED";
// 發現GATT服務
public final static String ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED = "com.yl.ble.ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED";
// 收到藍芽資料
public final static String ACTION_DATA_AVAILABLE = "com.yl.ble.ACTION_DATA_AVAILABLE";
// 連線失敗
public final static String ACTION_CONNECTING_FAIL = "com.yl.ble.ACTION_CONNECTING_FAIL";
// 藍芽資料
public final static String EXTRA_DATA = "com.yl.ble.EXTRA_DATA";
// 服務標識
private final UUID SERVICE_UUID = UUID.fromString("0000ace0-0000-1000-8000-00805f9b34fb");
// 特徵標識（讀取資料）
private final UUID CHARACTERISTIC_READ_UUID = UUID.fromString("0000ace0-0001-1000-8000-00805f9b34fb");
// 特徵標識（傳送資料）
private final UUID CHARACTERISTIC_WRITE_UUID = UUID.fromString("0000ace0-0003-1000-8000-00805f9b34fb");
// 描述標識
private final UUID DESCRIPTOR_UUID = UUID.fromString("00002902-0000-1000-8000-00805f9b34fb");
// 服務相關
private final IBinder mBinder = new LocalBinder();
public class LocalBinder extends Binder {
public BleService getService() {
return BleService.this;
}
}
@Override
public IBinder onBind(Intent intent) {
return mBinder;
}
@Override
public boolean onUnbind(Intent intent) {
release();
return super.onUnbind(intent);
}
/**
* 藍芽操作回撥
* 藍芽連線狀態才會回撥
*/
private final BluetoothGattCallback mGattCallback = new BluetoothGattCallback() {
@Override
public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState) {
if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
// 藍芽已連線
mConnectionState = STATE_CONNECTED;
sendBleBroadcast(ACTION_GATT_CONNECTED);
// 搜尋GATT服務
mBluetoothGatt.discoverServices();
} else if (newState == BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED) {
// 藍芽已斷開連線
mConnectionState = STATE_DISCONNECTED;
sendBleBroadcast(ACTION_GATT_DISCONNECTED);
}
}
@Override
public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
// 發現GATT服務
if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
setBleNotification();
}
}
@Override
public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
// 收到資料
sendBleBroadcast(ACTION_DATA_AVAILABLE, characteristic);
}
};
/**
* 傳送通知
*
* @param action 廣播Action
*/
private void sendBleBroadcast(String action) {
Intent intent = new Intent(action);
sendBroadcast(intent);
}
/**
* 傳送通知
*
* @param action 廣播Action
* @param characteristic 資料
*/
private void sendBleBroadcast(String action, BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
Intent intent = new Intent(action);
if (CHARACTERISTIC_READ_UUID.equals(characteristic.getUuid())) {
intent.putExtra(EXTRA_DATA, characteristic.getValue());
}
sendBroadcast(intent);
}
/**
* 藍芽連線
*
* @param bluetoothAdapter BluetoothAdapter
* @param address 裝置mac地址
* @return true：成功 false：
*/
public boolean connect(BluetoothAdapter bluetoothAdapter, String address) {
if (bluetoothAdapter == null || TextUtils.isEmpty(address)) {
return false;
}
BluetoothDevice device = bluetoothAdapter.getRemoteDevice(address);
if (device == null) {
return false;
}
mBluetoothGatt = device.connectGatt(this, false, mGattCallback);
mConnectionState = STATE_CONNECTING;
return true;
}
/**
* 藍芽斷開連線
*/
public void disconnect() {
if (mBluetoothGatt == null) {
return;
}
mBluetoothGatt.disconnect();
}
/**
* 釋放相關資源
*/
public void release() {
if (mBluetoothGatt == null) {
return;
}
mBluetoothGatt.close();
mBluetoothGatt = null;
}
/**
* 設定藍芽裝置在資料改變時，通知App
*/
public void setBleNotification() {
if (mBluetoothGatt == null) {
sendBleBroadcast(ACTION_CONNECTING_FAIL);
return;
}
// 獲取藍芽裝置的服務
BluetoothGattService gattService = mBluetoothGatt.getService(SERVICE_UUID);
if (gattService == null) {
sendBleBroadcast(ACTION_CONNECTING_FAIL);
return;
}
// 獲取藍芽裝置的特徵
BluetoothGattCharacteristic gattCharacteristic = gattService.getCharacteristic(CHARACTERISTIC_READ_UUID);
if (gattCharacteristic == null) {
sendBleBroadcast(ACTION_CONNECTING_FAIL);
return;
}
// 獲取藍芽裝置特徵的描述符
BluetoothGattDescriptor descriptor = gattCharacteristic.getDescriptor(DESCRIPTOR_UUID);
descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);
if (mBluetoothGatt.writeDescriptor(descriptor)) {
// 藍芽裝置在資料改變時，通知App，App在收到資料後回撥onCharacteristicChanged方法
mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(gattCharacteristic, true);
}
}
/**
* 傳送資料
*
* @param data 資料
* @return true：傳送成功 false：傳送失敗
*/
public boolean sendData(byte[] data) {
// 獲取藍芽裝置的服務
BluetoothGattService gattService = null;
if (mBluetoothGatt != null) {
gattService = mBluetoothGatt.getService(SERVICE_UUID);
}
if (gattService == null) {
return false;
}
// 獲取藍芽裝置的特徵
BluetoothGattCharacteristic gattCharacteristic = gattService.getCharacteristic(CHARACTERISTIC_WRITE_UUID);
if (gattCharacteristic == null) {
return false;
}
// 傳送資料
gattCharacteristic.setValue(data);
return mBluetoothGatt.writeCharacteristic(gattCharacteristic);
}
}
當藍芽連線成功後，會回撥BluetoothGattCallback中的onConnectionStateChange方法，但是此時還不能與藍芽裝置進行通訊，還需要呼叫BluetoothGatt中的discoverServices方法搜尋藍芽裝置提供的服務，也就是我們上文中提到的BluetoothGattService，搜尋完成後會回撥BluetoothGattCallback中的onServicesDiscovered方法，這時就輪到setBleNotification方法大顯身手了。
首先通過一個UUID獲取到藍芽裝置提供的服務（BluetoothGattService），這個UUID是由硬體程式定義的，開發的過程中看文件就可以了，獲取到服務後，再通過一個UUID獲取到藍芽裝置的特徵（BluetoothGattCharacteristic），然後再獲取裝置特徵的描述符（BluetoothGattDescriptor），設定在藍芽裝置資料改變時，主動通知App，此時回撥BluetoothGattCallback中的onCharacteristicChanged方法，通過characteristic.getValue()可以獲取到通知的資料。
在BluetoothGattCallback還有很多回調方法，都是與BluetoothGatt的操作相對應的，很好理解，在這裡就不一一舉例了。
到這裡Service的邏輯就介紹完了，下面來看下在Activity中如何進行處理：
public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {
private final int REQUEST_ENABLE_BT = 1;
private RecyclerView rvDeviceList;
private Button btnScan;
private BluetoothAdapter mBtAdapter;
private BleService mBleService;
private BroadcastReceiver mBleReceiver;
private DeviceListAdapter mDeviceListAdapter;
private List<BluetoothDevice> mBluetoothDeviceList;
private List<String> mRssiList;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
rvDeviceList = findViewById(R.id.rv_device_list);
btnScan = findViewById(R.id.btn_scan);
btnScan.setOnClickListener(this);
initBle();
initData();
registerBleReceiver();
}
/**
* 初始化藍芽
*/
private void initBle() {
mBtAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
if (mBtAdapter == null) {
Toast.makeText(this, "藍芽不可用", Toast.LENGTH_LONG).show();
return;
}
if (!mBtAdapter.isEnabled()) {
Intent intent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
startActivityForResult(intent, REQUEST_ENABLE_BT);
return;
}
// 搜尋藍芽裝置
scanBleDevice();
}
/**
* 初始化資料
*/
private void initData() {
// 藍芽裝置列表
mBluetoothDeviceList = new ArrayList<>();
// 藍芽裝置RSSI列表
mRssiList = new ArrayList<>();
mDeviceListAdapter = new DeviceListAdapter(mBluetoothDeviceList, mRssiList);
rvDeviceList.setLayoutManager(new LinearLayoutManager(this));
rvDeviceList.setAdapter(mDeviceListAdapter);
// 連線藍芽裝置
mDeviceListAdapter.setOnItemClickListener(new DeviceListAdapter.OnItemClickListener() {
@Override
public void onItemClick(View view, int position) {
Toast.makeText(MainActivity.this, "開始連線", Toast.LENGTH_SHORT).show();
mBtAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
mBleService.connect(mBtAdapter, mBluetoothDeviceList.get(position).getAddress());
}
});
}
/**
* 註冊藍芽資訊接收器
*/
private void registerBleReceiver() {
// 繫結服務
Intent intent = new Intent(this, BleService.class);
bindService(intent, mServiceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
startService(intent);
// 註冊藍芽資訊廣播接收器
IntentFilter filter = new IntentFilter();
filter.addAction(BleService.ACTION_GATT_CONNECTED);
filter.addAction(BleService.ACTION_GATT_DISCONNECTED);
filter.addAction(BleService.ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED);
filter.addAction(BleService.ACTION_DATA_AVAILABLE);
filter.addAction(BleService.ACTION_CONNECTING_FAIL);
mBleReceiver = new BleReceiver();
registerReceiver(mBleReceiver, filter);
}
/**
* 搜尋藍芽裝置
*/
private void scanBleDevice() {
mBtAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
mBtAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);
// 搜尋10s
new Handler().postDelayed(new Runnable() {
@Override
public void run() {
mBtAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
}
}, 10000);
}
/**
* 搜尋藍芽裝置回撥
*/
private BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback = new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {
@Override
public void onLeScan(BluetoothDevice bluetoothDevice, int i, byte[] bytes) {
if (!mBluetoothDeviceList.contains(bluetoothDevice)) {
mBluetoothDeviceList.add(bluetoothDevice);
mRssiList.add(String.valueOf(i));
mDeviceListAdapter.notifyDataSetChanged();
}
}
};
/**
* 服務
*/
private ServiceConnection mServiceConnection = new ServiceConnection() {
public void onServiceConnected(ComponentName className, IBinder rawBinder) {
mBleService = ((BleService.LocalBinder) rawBinder).getService();
}
public void onServiceDisconnected(ComponentName classname) {
mBleService = null;
}
};
/**
* 藍芽資訊接收器
*/
private class BleReceiver extends BroadcastReceiver {
@Override
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
String action = intent.getAction();
if (TextUtils.isEmpty(action)) {
return;
}
switch (action) {
case BleService.ACTION_GATT_CONNECTED:
Toast.makeText(MainActivity.this, "藍芽已連線", Toast.LENGTH_SHORT).show();
break;
case BleService.ACTION_GATT_DISCONNECTED:
Toast.makeText(MainActivity.this, "藍芽已斷開", Toast.LENGTH_SHORT).show();
mBleService.release();
break;
case BleService.ACTION_CONNECTING_FAIL:
Toast.makeText(MainActivity.this, "藍芽已斷開", Toast.LENGTH_SHORT).show();
mBleService.disconnect();
break;
case BleService.ACTION_DATA_AVAILABLE:
byte[] data = intent.getByteArrayExtra(BleService.EXTRA_DATA);
Log.i("藍芽", "收到的資料：" + ByteUtils.byteArrayToHexString(data));
break;
default:
break;
}
}
}
@Override
public void onClick(View view) {
switch (view.getId()) {
case R.id.btn_scan: // 搜尋藍芽
// 搜尋藍芽裝置
scanBleDevice();
// 初始化資料
initData();
// 註冊藍芽資訊接收器
registerBleReceiver();
break;
default:
break;
}
}
@Override
public void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) {
if (resultCode != Activity.RESULT_OK) {
return;
}
switch (requestCode) {
case REQUEST_ENABLE_BT:
// 搜尋藍芽裝置
scanBleDevice();
break;
default:
break;
}
}
@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
if (mBleReceiver != null) {
unregisterReceiver(mBleReceiver);
mBleReceiver = null;
}
unbindService(mServiceConnection);
mBleService = null;
}
}
應用啟動後首先檢測當前裝置藍芽是否可用，以及藍芽是否開啟，然後開始搜尋藍芽裝置，注意一定要設定搜尋的超時時間，將搜尋到的藍芽裝置資訊存到一個集合中，搜尋時間為10s。
然後繫結BleService，以便呼叫Service中的方法，同時再通過startService的方式開啟服務，這樣Activity被銷燬後service依舊可以執行。
接下來再註冊一個廣播接收器，接收service發來的訊息並做一些處理，這時在藍芽裝置列表中點選你想要連線的裝置就可以正常通訊了。
在產品需求中，一般應用都是長時間連線一個硬體裝置，比如手環，此時就需要做一些特殊處理，比如藍芽連線斷開後主動搜尋之前已經連線的裝置，或者應用執行過程中手機藍芽被關閉之後的處理等。
5.寫在最後
到這裡藍芽BLE開發就介紹完了，如有錯誤或者遺漏的地方可以給我留言評論，謝謝！
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GitHub地址：https://github.com/alidili/Demos/tree/master/BleDemo
本文Demo的Apk下載地址：https://github.com/alidili/Demos/raw/master/BleDemo/BleDemo.apk
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作者：容華謝後
來源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/kong_gu_you_lan/article/details/81009800
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