Android 蓝牙BLE开发流程

关键术语和概念

• 蓝牙有传统蓝牙(3.0以下)和低功耗蓝牙（BLE，又称蓝牙4.0）之分，而蓝牙4.0开发需要android4.3版本（API 18）及以上才支持BLE API。相比传统的蓝牙，BLE更显著的特点是低功耗。这一优点使android App可以与具有低功耗要求的BLE设备通信，如近距离传感器、心脏速率监视器、健身设备等。
• BLE 全称 Bluetooth Low Energy
• Generic Attribute Profile（GATT）—GATT配置文件是一个通用规范，用于在BLE链路上发送和接收被称为“属性”的数据块。目前所有的BLE应用都基于GATT。 蓝牙SIG规定了许多低功耗设备的配置文件。配置文件是设备如何在特定的应用程序中工作的规格说明。注意一个设备可以实现多个配置文件。例如，一个设备可能包括心率监测仪和电量检测。
• Attribute Protocol（ATT）—GATT在ATT协议基础上建立，也被称为GATT/ATT。ATT对在BLE设备上运行进行了优化，为此，它使用了尽可能少的字节。每个属性通过一个唯一的的统一标识符（UUID）来标识，每个String类型UUID使用128 bit标准格式。属性通过ATT被格式化为characteristics和services。
• Characteristic 一个characteristic包括一个单一变量和0-n个用来描述characteristic变量的descriptor，characteristic可以被认为是一个类型，类似于类。
• Descriptor Descriptor用来描述characteristic变量的属性。例如，一个descriptor可以规定一个可读的描述，或者一个characteristic变量可接受的范围，或者一个characteristic变量特定的测量单位。
• Service service是characteristic的集合。例如，你可能有一个叫“Heart Rate Monitor(心率监测仪)”的service，它包括了很多characteristics，如“heart rate measurement(心率测量)”等。你可以在bluetooth.org 找到一个目前支持的基于GATT的配置文件和服务列表。

具体步骤

一、开启蓝牙

        //1、获取蓝牙管理器
        BluetoothManager manager = (BluetoothManager) getSystemService(BLUETOOTH_SERVICE);

        //2、获得蓝牙适配器
        btAdapter = manager.getAdapter();

        //3、开启蓝牙
        if (!btAdapter.isEnabled()) {
            btAdapter.enable();
            Toast.makeText(this, "蓝牙已开启", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        } else {
            Toast.makeText(this, "蓝牙已经处于开启状态！", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }

二、扫描设备

  //扫描设备的回调
    private BluetoothAdapter.LeScanCallback leScanCallback = new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {
        @Override
        public void onLeScan(BluetoothDevice bluetoothDevice, int i, byte[] bytes) {

            if (bluetoothDevice != null && bluetoothDevice.getName() != null) {

                if (!bluetoothDevice.getName().isEmpty() && !mList.contains(bluetoothDevice))
                    mList.add(bluetoothDevice);
   
            }
        }
    };


     //开启扫描
        btAdapter.startLeScan(leScanCallback);
        Toast.makeText(this, "正在为您查询。。3秒后显示查询结果", Toast.LENGTH_SHORT).show();

        new Handler().postDelayed(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Toast.makeText(MainActivity.this, "共查找到" + mList.size() + "条数据！", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                superAdapter.notifyDataSetChanged();
                //查找15秒后停止扫描
                btAdapter.stopLeScan(leScanCallback);
            }
        }, 15000);

三、连接设备

连接的方法：

        //通过蓝牙适配器的getRemoteDevice获得具体的设备对象
        device = btAdapter.getRemoteDevice(mList.get(position).getAddress());
        Log.e("tag", "device= " + device + "addr= " + mList.get(position).getAddress());
        //关闭已有连接
        if (bluetoothGatt != null) {
            bluetoothGatt.close();
        }

        //通过connectGatt方法连接蓝牙
        bluetoothGatt = device.connectGatt(getApplicationContext(), false, gattCallback);

连接的回调：

  //中心，操作具体设备的结果都会回调到这个方法中
    private BluetoothGattCallback gattCallback = new BluetoothGattCallback() {

        //连接的回调方法
        @Override
        public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState) {
            String name = Thread.currentThread().getName();
            Log.e("tag", "thread" + name);

            //连接成功
            if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {

                runOnUiThread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        Toast.makeText(MainActivity.this, "设备连接成功...", Toast.LENGTH_SHORT).show();

                        if(alertDialog.isShowing()){
                            alertDialog.dismiss();
                        }
                        //发送数据的方案
                        sendMsg(imeiCode, (byte) 0x80, false);

                    }

   //查找该设备的服务并回调到onServiceDiscovered()方法中
                bluetoothGatt.discoverServices();
                });

      }

四、传输数据

发送数据的方法

  new Thread(new Runnable() {
       
        //公司的加密和转码方法我注释掉了，只是练手的话连接到设备就足够了
        //需要加密的按具体公司的规则来就可以了
         //           bytes为具体的byte数组

                    b = writeRXCharacteristic(bytes);


        //蓝牙一次最多只能传输20bytes数据，所以要睡一会儿
                    Log.e("ZCL", "发送数据结果 " + b);
                    while (!b && retry < maxRetry) {
                        try {
                            new Thread().sleep(200);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        retry++;

                        b = writeRXCharacteristic(cut);

                        Log.e("ZCL", i + "个子包第" + retry + "次重试---重试结果" + b);
                    }
                }
            }
        }).start();

写入数据的回调

    //建立通道的回调
       @Override
        public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
            super.onServicesDiscovered(gatt, status);

            if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
                //通过设备对象的getService()方法获取到到具体的服务
                service = bluetoothGatt.getService(RX_SERVICE_UUID);
                //通过服务的哟窜方法
                characteristic = service.getCharacteristic(TX_CHAR_UUID);
                //第二个参数是建立通道用的，启用或禁用通知
                bluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic, true);

                //获取一个描述符
                BluetoothGattDescriptor descriptor = characteristic.getDescriptor(CCCD);

                descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);

                bluetoothGatt.readCharacteristic(characteristic);

                bluetoothGatt.writeDescriptor(descriptor);


                runOnUiThread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        Toast.makeText(MainActivity.this, "建立通道成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                    }
                });
            } else {
                runOnUiThread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        Toast.makeText(MainActivity.this, "未在该设备中查找到数据。。", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                    }
                });
            }
        }


        //蓝牙返回数据的回调
        @SuppressLint("LongLogTag")
        @Override
        public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
            super.onCharacteristicChanged(gatt, characteristic);

            byte[] txValue = characteristic.getValue();
            Log.e("onCharacteristicChanged连接成功的回调", "onCharacteristicRead-->" + txValue);
        }
        
        //数据写入的回调
        @Override
        public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
            super.onCharacteristicWrite(gatt, characteristic, status);

            Log.d(TAG, "写入成功" + characteristic.getValue());
        }

开发流程图

Android蓝牙开发流程.jpg