Android开发之ble蓝牙

前言

由于自己工作中需要开发ble的项目,于是在折腾了一段时间后也有所了解,便想写下来分享给大家,同时对自己的知识也是一种巩固

1.BLE介绍

BLE是Bluetooth Low Energy的缩写，又叫蓝牙4.0，区别于蓝牙3.0和之前的技术。BLE前身是NOKIA开发的Wibree技术，主要用于实现移动智能终端与周边配件之间的持续连接，是功耗极低的短距离无线通信技术，并且有效传输距离被提升到了100米以上，同时只需要一颗纽扣电池就可以工作数年之久。BLE是在蓝牙技术的基础上发展起来的，既同于蓝牙，又区别于传统蓝牙。BLE设备分单模和双模两种，双模简称BR，商标为Bluetooth Smart Ready，单模简称BLE或者LE,商标为Bluetooth Smart。Android是在4.3后才支持BLE，这说明不是所有蓝牙手机都支持BLE，而且支持BLE的蓝牙手机一般是双模的。双模兼容传统蓝牙，可以和传统蓝牙通信，也可以和BLE通信，常用在手机上，android4.3和IOS4.0之后版本都支持BR，也就是双模设备。单模只能和BR和单模的设备通信，不能和传统蓝牙通信，由于功耗低，待机长，所以常用在手环的智能设备上。

2.连接流程

android的ble连接流程图.png

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• BluetoothManager
  用BluetoothManager来获取BluetoothAdapter。
  BluetoothManager bluetoothManager =(BluetoothManager)getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);

• BluetoothAdapter
  代表了移动设备(如:手机)的本地的蓝牙适配器, 通过该蓝牙适配器可以对蓝牙进行基本操作，一个Android系统只有一个BluetoothAdapter，通过BluetoothManager获取。
  BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();

• startLeScan()
  既然获得了BluetoothAdapter对象，那么接下来就可以搜索ble设备了，这时就需要用到BluetoothAdapter的startLeScan()这个方法了
  mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback); //此mLeScanCallback为回调函数

• onLeScan(BluetoothDevice, rssi, byte[])

  • BluetoothDevice devic 为蓝牙对象可以获得mac地址,名字等信息
  • rssi为信号强度,为负数如:-100
  • scanRecord 为广播包和响应包组成的字节数组
  • 1、当找到对应的设备后，立即停止扫描；
  • 2、不要循环搜索设备，为每次搜索设置适合的时间限制。避免设备不在可用范围 的时候持续不停扫描，消耗电量。

private LeScanCallback mLeScanCallback = new LeScanCallback() {
    @Override
          public void onLeScan(BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {
                   Log.i(TAG, "onLeScan() DeviceName------>"+device.getName());  
                       
                   if(device.getName() == null){  
                           return;
                   }
                  if (device.getName().contains("xxxxx")) {    //做设备过滤
                             mBluetoothDevice = device;   //获取到周边设备
                           stopLeScan(); //停止        
                 } 
      }
};

• BluetoothGatt(连接蓝牙,建立GATT连接)
  mBluetoothGatt = mBluetoothDevice.connectGatt(mContext, false, mGattCallback); //mGattCallback为回调接

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上文已经成功连接ble设备,接下的数据交互操作,需要了解GATT(最后我会贴出全部代码)

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3.什么是GATT?

GATT全称Generic Attribute Profile，中文名叫通用属性协议，它定义了services和characteristic两种东西来完成低功耗蓝牙设备之间的数据传输。它是建立在通用数据协议Attribute Protocol (ATT),之上的，ATT把services和characteristic以及相关的数据保存在一张简单的查找表中，该表使用16-bit的id作为索引。

一旦两个设备建立了连接，GATT就开始发挥作用，同时意味着GAP协议管理的广播过程结束了。但是必须要知道的是，建立GATT连接必要经过GAP协议。

最重要的事情，GATT连接是独占的，也就意味着一个BLE周边设备同时只能与一个中心设备连接。一旦周边设备与中心设备连接成功，直至连接断开，它不再对外广播自己的存在，其他的设备就无法发现该周边设备的存在了。

周边设备和中心设备要完成双方的通信只能通过建立GATT连接的方式。

GATT图解.png

一个ble蓝牙设备有多个包括多个Profile
一个Profile中有多个服务Service（通过服务的uuid找到对应的Service）
一个Service中有多个特征Characteristic（通过特征的uuid找到对应的Characteristic）
一个Characteristic中包括一个value和多个Descriptor（通过Descriptor的uuid找到对应的Descriptor）
UUID一般硬件工程师会告诉你的!!!

4.如何开发?

• 在AndroidManifest.xml添加权限

 <!--  位置权限-->
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION"/>
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION"/>
    <!-- 蓝牙权限 -->
    <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/>
    <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>
    <uses-feature
        android:name="android.hardware.bluetooth_le"
        android:required="true" />

• 获得开位置权限
  android6.0以后搜索ble蓝牙需要获得位置权限,获得位置权限可查看MainActivity.java

• 由于代码太多我就不贴出来了,具体实现点击下面demo地址查看,先放下效果图
  DEMO地址点击这里
  

  扫描.jpg

发指令收广播.jpg

• 主要参考了,非常感谢
  ble蓝牙那些事
  Android BLE 蓝牙开发入门

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