Android4.3 蓝牙BLE初步

本文主要是介绍Android4.3 蓝牙BLE初步，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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Android4.3 蓝牙BLE初步

一、关键概念：

Generic Attribute Profile (GATT)

通过BLE连接，读写属性类小数据的Profile通用规范。现在所有的BLE应用Profile都是基于GATT的。

Attribute Protocol (ATT)

GATT是基于ATT Protocol的。ATT针对BLE设备做了专门的优化，具体就是在传输过程中使用尽量少的数据。每个属性都有一个唯一的UUID，属性将以characteristics and services的形式传输。

Characteristic

Characteristic可以理解为一个数据类型，它包括一个value和0至多个对次value的描述（Descriptor）。

Descriptor

对Characteristic的描述，例如范围、计量单位等。

Service

Characteristic的集合。例如一个service叫做“Heart Rate Monitor”，它可能包含多个Characteristics，其中可能包含一个叫做“heart rate measurement"的Characteristic。

二、角色和职责：

Android设备与BLE设备交互有两组角色：

中心设备和外围设备（Central vs. peripheral）；

GATT server vs. GATT client.

Central vs. peripheral:

中心设备和外围设备的概念针对的是BLE连接本身。Central角色负责scan advertisement。而peripheral角色负责make advertisement。

GATT server vs. GATT client:

这两种角色取决于BLE连接成功后，两个设备间通信的方式。

举例说明：

现有一个活动追踪的BLE设备和一个支持BLE的Android设备。Android设备支持Central角色，而BLE设备支持peripheral角色。创建一个BLE连接需要这两个角色都存在，都仅支持Central角色或者都仅支持peripheral角色则无法建立连接。

当连接建立后，它们之间就需要传输GATT数据。谁做server，谁做client，则取决于具体数据传输的情况。例如，如果活动追踪的BLE设备需要向Android设备传输sensor数据，则活动追踪器自然成为了server端；而如果活动追踪器需要从Android设备获取更新信息，则Android设备作为server端可能更合适。

三、权限及feature：

和经典蓝牙一样，应用使用蓝牙，需要声明BLUETOOTH权限，如果需要扫描设备或者操作蓝牙设置，则还需要BLUETOOTH_ADMIN权限：

<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/>
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>

除了蓝牙权限外，如果需要BLE feature则还需要声明uses-feature：

<uses-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();
}

四、启动蓝牙：

在使用蓝牙BLE之前，需要确认Android设备是否支持BLE feature(required为false时)，另外要需要确认蓝牙是否打开。

如果发现不支持BLE，则不能使用BLE相关的功能。如果支持BLE，但是蓝牙没打开，则需要打开蓝牙。

打开蓝牙的步骤：

1、获取BluetoothAdapter

BluetoothAdapter是Android系统中所有蓝牙操作都需要的，它对应本地Android设备的蓝牙模块，在整个系统中BluetoothAdapter是单例的。当你获取到它的示例之后，就能进行相关的蓝牙操作了。

获取BluetoothAdapter代码示例如下：

// Initializes Bluetooth adapter.
final BluetoothManager bluetoothManager =
(BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
mBluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();

注：这里通过getSystemService获取BluetoothManager，再通过BluetoothManager获取BluetoothAdapter。BluetoothManager在Android4.3以上支持(API level 18)。

2、判断是否支持蓝牙，并打开蓝牙

获取到BluetoothAdapter之后，还需要判断是否支持蓝牙，以及蓝牙是否打开。

如果没打开，需要让用户打开蓝牙：

private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;
...
// Ensures Bluetooth is available on the device and it is enabled. If not,
// displays a dialog requesting user permission to enable Bluetooth.
if (mBluetoothAdapter == null || !mBluetoothAdapter.isEnabled()) {
Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);
}

五、搜索BLE设备：

通过调用BluetoothAdapter的 startLeScan()搜索BLE设备。调用此方法时需要传入 BluetoothAdapter.LeScanCallback参数。

因此你需要实现 BluetoothAdapter.LeScanCallback接口，BLE设备的搜索结果将通过这个callback返回。

由于搜索需要尽量减少功耗，因此在实际使用时需要注意：

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。

搜索的示例代码如下：

/**
* Activity for scanning and displaying available BLE devices.
*/
public class DeviceScanActivity extends ListActivity {

private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;
private boolean mScanning;
private Handler mHandler;

// Stops scanning after 10 seconds.
private static final long SCAN_PERIOD = 10000;
...
private void scanLeDevice(final boolean enable) {
if (enable) {
// Stops scanning after a pre-defined scan period.
mHandler.postDelayed(new Runnable() {
@Override
public void run() {
mScanning = false;
mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
}
}, SCAN_PERIOD);

mScanning = true;
mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);
} else {
mScanning = false;
mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
}
...
}
...
}

如果你只需要搜索指定UUID的外设，你可以调用 startLeScan(UUID[], BluetoothAdapter.LeScanCallback)方法。

其中UUID数组指定你的应用程序所支持的GATT Services的UUID。

BluetoothAdapter.LeScanCallback的实现示例如下：

private LeDeviceListAdapter mLeDeviceListAdapter;
...
// Device scan callback.
private BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback =
new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {
@Override
public void onLeScan(final BluetoothDevice device, int rssi,
byte[] scanRecord) {
runOnUiThread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
mLeDeviceListAdapter.addDevice(device);
mLeDeviceListAdapter.notifyDataSetChanged();
}
});
}
};

注意：搜索时，你只能搜索传统蓝牙设备或者BLE设备，两者完全独立，不可同时被搜索。

六、连接GATT Server：

两个设备通过BLE通信，首先需要建立GATT连接。这里我们讲的是Android设备作为client端，连接GATT Server。

连接GATT Server，你需要调用BluetoothDevice的 connectGatt()方法。此函数带三个参数：Context、autoConnect(boolean)和 BluetoothGattCallback对象。调用示例：

mBluetoothGatt = device.connectGatt(this, false, mGattCallback);

函数成功，返回 BluetoothGatt对象，它是GATT profile的封装。通过这个对象，我们就能进行GATT Client端的相关操作。 BluetoothGattCallback用于传递一些连接状态及结果。

BluetoothGatt常规用到的几个操作示例:

connect() ：连接远程设备。

discoverServices() : 搜索连接设备所支持的service。

disconnect()：断开与远程设备的GATT连接。

close()：关闭GATT Client端。

readCharacteristic(characteristic) ：读取指定的characteristic。

setCharacteristicNotification(characteristic, enabled) ：设置当指定characteristic值变化时，发出通知。

getServices() ：获取远程设备所支持的services。

等等。

注：

1、某些函数调用之间存在先后关系。例如首先需要connect上才能discoverServices。

2、一些函数调用是异步的，需要得到的值不会立即返回，而会在BluetoothGattCallback的回调函数中返回。例如discoverServices与onServicesDiscovered回调，readCharacteristic与onCharacteristicRead回调，setCharacteristicNotification与onCharacteristicChanged回调等。

posted on 2013-12-09 20:27 zh.weir 阅读(6966) 评论(11) 编辑收藏所属分类: Android应用秘技

# re: Android4.3 蓝牙BLE初步2013-12-11 12:56鹏达锁业

谢谢博主分享回复更多评论

# re: Android4.3 蓝牙BLE初步2013-12-23 20:20yusy

我现在有个功能是手机APP 向硬件发送指令！
现在我使用上述方法链接上了设备但是怎么去发送指令呢?
BluetoothGatt bluetoothGatt = DeviceActivity.bluetoothGatt;
BluetoothGattService service = bluetoothGatt.getService(
UUID.fromString("xx"));
BluetoothGattCharacteristic characteristic = service.getCharacteristic(UUID.fromString("oo"));
characteristic.setValue(bytes);
bluetoothGatt.writeCharacteristic(characteristic);
这样可以吗？如果可以 UUID 我要如何获得，不能随便找个UUID我试过了！
求博主解答，十万火急，真心感激不尽@鹏达锁业

回复更多评论

# re: Android4.3 蓝牙BLE初步[未登录]2013-12-23 21:15zh.weir

@yusy

肯定不能随便用个UUID啊。。。

建议你先看看你的BLE外设支持的service是什么，如果是用的Bluetooth SIG标准的Profile，你可以在https://developer.bluetooth.org/gatt/profiles/Pages/ProfilesHome.aspx 这个网站找到对应的service和characteristic的UUID。如果不是标准的，你需要和对应的BLE外设方案商交流，以获得相关资料。回复更多评论

# re: Android4.3 蓝牙BLE初步[未登录]2014-02-04 23:20Chris

您好
我現在正在嘗試要用Android手機讀取多個BLE設備的值
看完您的文章後
我發覺我原本的做法是Android爲Client端去向設備(Server)要資料
不過當我連線好兩個設備時
當其中一方開始傳送資料時
另一方就會自動斷線
不過單獨連線一個設備取資料都是沒問題的
想請問是不是Client端沒辦法同時連線多個Server？
感謝！回复更多评论

# re: Android4.3 蓝牙BLE初步[未登录]2014-02-21 11:39zh.weir

@Chris

应该是可以同时连接多个Server的。而且你也已经连上了。
BLE最好不用于传输较大的数据，只是简单的属性读写。大数据传输过程中，引起连接断开的情况经常发生，你可以抓下HCI log，看看连接断开的原因是什么。回复更多评论

# re: Android4.3 蓝牙BLE初步2014-03-15 12:45xchen

android设备可以作为 Periphreal role么回复更多评论

# re: Android4.3 蓝牙BLE初步[未登录]2014-03-17 11:17zh.weir

@xchen

目前还不支持。硬件应该是支持的，软件不支持。回复更多评论

# re: Android4.3 蓝牙BLE初步2014-03-29 10:37xchen

楼主我用Android 设备作为中心设备，作为一个GATT Client端，去连接Ble设备。第一次是可以成功的，但是蓝牙断开后再次重连，发现连不上，从打印的状态看是已绑定状态。回复更多评论

# re: Android4.3 蓝牙BLE初步[未登录]2014-04-02 14:58zh.weir

@xchen

这个应该是你程序逻辑的问题了。应该在蓝牙关闭时将ble设备断开。你可以看看onDisconnect回调是否有被正常调起。另外，一些Android手机在这一块确实存在系统稳定性的问题。回复更多评论

# re: Android4.3 蓝牙BLE初步2014-04-15 22:46xchen

@zh.weir
一直没解决是协议层的问题。谢谢了回复更多评论

# re: Android4.3 蓝牙BLE初步2014-04-30 16:00cjolinss

请问 yusy 后来搞定了吗我遇到同样问题能连上，但是不知道该法什么命令@zh.weir 回复更多评论

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这篇关于Android4.3 蓝牙BLE初步的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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一、关键概念：

二、角色和职责：

三、权限及feature：

四、启动蓝牙：

五、搜索BLE设备：

六、连接GATT Server：

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# re: Android4.3 蓝牙BLE初步2013-12-11 12:56鹏达锁业

# re: Android4.3 蓝牙BLE初步2013-12-23 20:20yusy

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