Android藍芽那點事——深入瞭解Android藍芽Bluetooth《進階篇》

codeGoogle發表於2017-08-18
深入瞭解Android藍芽Bluetooth——《基礎篇》一篇中我們對藍芽的各個版本的有了一個認識,藍芽版本的歷程及其優劣式介紹。那麼接下來我們們就深入一點繼續開車進入BLE的進及篇章。

BLE藍芽裝置連線讀取的順序:

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藍芽BLE4.x

BLE分為三部分:

  • Service
  • Characteristic
  • Descriptor

    這三部分都用UUID作為唯一識別符號。UUID為這種格式:0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb。比如有3個Service,那麼就有三個不同的UUID與Service對應。這些UUID都寫在硬體裡,我們通過BLE提供的API可以讀取到。

  • 一個BLE終端可以包含多個Service, 一個Service可以包含多個Characteristic,一個Characteristic包含一個value和多個Descriptor,一個Descriptor包含一個Value。Characteristic是比較重要的,是手機與BLE終端交換資料的關鍵,讀取設定資料等操作都是操作Characteristic的相關屬性。

API相關介紹

  • 1.先介紹一下關於藍芽4.0中的一些名詞吧:
    (1)GATT(Gneric Attibute Profile)

    通過ble連線,讀寫屬性類小資料Profile通用的規範。現在所有的ble應用Profile 都是基於GATT

    • (2)ATT(Attribute Protocal) GATT是基於ATT Potocal的ATT針對BLE裝置專門做的具體就是傳輸過程中使用盡量少的資料,每個屬性都有個唯一的UUID,屬性chartcteristics and Service的形式傳輸。

      • (3)Service是Characteristic的集合。
      • (4).Characteristic 特徵型別。

      比如。有個藍芽ble的血壓計。他可能包括多個Servvice,每個Service有包括多個Characteristic

      注意:藍芽ble只能支援Android 4.3以上的系統 SDK>=18

  • 2.以下是開發的步驟:

  • 2.1首先獲取BluetoothManager

  • 2.2獲取BluetoothAdapter
  • 2.3建立BluetoothAdapter.LeScanCallback
  • 2.4.開始搜尋裝置。
  • 2.5.BluetoothDevice 描述了一個藍芽裝置 提供了getAddress()裝置Mac地址,getName()裝置的名稱。
  • 2.6開始連線裝置
  • 2.7連線到裝置之後獲取裝置的服務(Service)和服務對應的Characteristic。
  • 2.8獲取到特徵之後,找到服務中可以向下位機寫指令的特徵,向該特徵寫入指令。
  • 2.9寫入成功之後,開始讀取裝置返回來的資料。
  • 2.10、斷開連線
  • 2.11、資料的轉換方法
    大概整體就是如上的步驟。但是也是要具體根據廠家的協議來實現通訊的過程。
    那麼具體要怎麼使用呢?我們據需開車往下走。
    一.新增許可權
      和經典藍芽一樣,應用使用藍芽,需要宣告BLUETOOTH許可權,如果需要掃描裝置或者操作藍芽設定,則還需要BLUETOOTH_ADMIN許可權:
    <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/>
    <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>複製程式碼
    除了藍芽許可權外,如果需要BLE feature則還需要宣告uses-feature:
<uses-feature android:name="android.hardware.bluetooth_le" android:required="true"/>複製程式碼

按時required為true時,則應用只能在支援BLE的Android裝置上安裝執行;required為false時,Android裝置均可正常安裝執行,需要在程式碼執行時判斷裝置是否支援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();
}複製程式碼

第一步:開啟藍芽:

  • 1.首先獲取有BluetoothAdapter兩種方式:
private BluetoothManager bluetoothManager;

bluetoothManager =   (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
mBluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();複製程式碼

或者是:

mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();複製程式碼

兩行方式都是可以的。

注:這裡通過getSystemService獲取BluetoothManager,再通過BluetoothManager獲取BluetoothAdapter。BluetoothManager在Android4.3以上支援(API level 18)。

  • 2.判斷手機裝置是否有藍芽模組
  // 檢查裝置上是否支援藍芽
        if (mBluetoothAdapter == null) {
            showToast("沒有發現藍芽模組");
            return;
        }複製程式碼
  • 3.開啟藍芽裝置

    開啟藍芽裝置有兩種方式:

    • 第一種直接簡單暴力不給使用者進行提示:

      if (!mBluetoothAdapter.isEnabled()) {
                mBluetoothAdapter.enable();
      }複製程式碼
    • 第二種直優雅的踐行開啟並且有彈框進行提示,隱式啟動Intent:

      if (mBluetoothAdapter == null || !mBluetoothAdapter.isEnabled()) {
        Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
        startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);
      }複製程式碼
  • 4.掃描藍芽裝置

    我這裡是把掃描到的BLE地址存放到List集合中去。這裡我們可以寫一個方法進行封裝一下。

    /***********
     * 掃描裝置
     ********/
    private void scanLeDevice(final boolean enable) {
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) {
            if (enable) {
                devices.clear();//清空集合
                // Stops scanning after a pre-defined scan period.
                mHandler.postDelayed(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) {
                            mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
                        }
                    }
                }, INTERVAL_TIME);
                mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);
            } else {
                try {
                    mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
                } catch (Exception e) {
                }
            }
        }
    }複製程式碼

在這個掃描方法中,我們在AndroidStudio或者是Eclipse中會看到startLeScan方法會有橫線,表明這個方式顯示過期的方法,那麼

如果你只需要搜尋指定UUID的外設,你可以呼叫 startLeScan(UUID[], BluetoothAdapter.LeScanCallback)方法。
其中UUID陣列指定你的應用程式所支援的GATT Services的UUID。

那麼LeScanCallback的初始化程式碼如下:

private void initCallBack(){
     if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) {
            mLeScanCallback = new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {
                @Override
                public void onLeScan(final BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {
                    runOnUiThread(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            if (device != null) {
                                if (!TextUtils.isEmpty(device.getName())) {
                                   // devices.add(device);
                                    String name = device.getName();
                                    if (name.contains(BluetoothDeviceAttr.OYGEN_DEVICE_NAME)) {
                                        if (!devices.contains(device)) {
                                            devices.add(device);
                                        }
                                    }
                                }
                            }
                        }
                    });
                }
            };
        } else {
            getToast("裝置藍芽版本過低");
            return;
        }
}複製程式碼

那麼如果在裝置多的情況下我們講搜出很多的裝置。我們可以選擇我們所需要的地址進行連結。但是這類要注意的是:搜尋時,你只能搜尋傳統藍芽裝置或者BLE裝置,兩者完全獨立,不可同時被搜尋.

  • 5.進行連結裝置
 final BluetoothDevice device = mBluetoothAdapter.getRemoteDevice(address);
        if (device == null) {
            Log.w(TAG, "Device not found.  Unable to connect.");
            return false;
        }
        // We want to directly connect to the device, so we are setting the autoConnect
        // parameter to false.
        mBluetoothGatt = device.connectGatt(this, false, mGattCallback);複製程式碼

這裡呼叫的是device的connectGatt方法

  /**
     * Connect to GATT Server hosted by this device. Caller acts as GATT client.
     * The callback is used to deliver results to Caller, such as connection status as well
     * as any further GATT client operations.
     * The method returns a BluetoothGatt instance. You can use BluetoothGatt to conduct
     * GATT client operations.
     * @param callback GATT callback handler that will receive asynchronous callbacks.
     * @param autoConnect Whether to directly connect to the remote device (false)
     *                    or to automatically connect as soon as the remote
     *                    device becomes available (true).
     * @throws IllegalArgumentException if callback is null
     */
    public BluetoothGatt connectGatt(Context context, boolean autoConnect,
                                     BluetoothGattCallback callback) {
        return (connectGatt(context, autoConnect,callback, TRANSPORT_AUTO));
    }複製程式碼

 api中闡述的是第一個引數是上下文物件Context,第二個引數是是否自動連線,第三個是藍芽的GattCallback回撥。

private BluetoothGattCallback GattCallback = new BluetoothGattCallback() {
    // 這裡有9個要實現的方法,看情況要實現那些,用到那些就實現那些
    //當連線狀態發生改變的時候
    @Override
    public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState){

    };
    //回撥響應特徵寫操作的結果。
    @Override
    public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status){

    };
    //回撥響應特徵讀操作的結果。
    @Override
    public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
    }
    //當服務被發現的時候回撥的結果
    @Override
    public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
    }
    當連線能被被讀的操作
    @Override
   public void onDescriptorRead(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattDescriptor descriptor, int status) {

            super.onDescriptorRead(gatt, descriptor, status);
      }  
    ......
};複製程式碼

 連線的過程我們一個通過service來進行連線,也可以在activity中進行操作。
好,到此為止,一個BLE藍芽連線裝置的整個流程我們已經清楚完畢。

Android4.x的藍芽不太成熟性

 但是在實際操作過程中難免會出現一些比較坑人的問題。比如我用一個地址進行藍芽裝置連線,偶爾會出現藍芽連線不上或者是說連線上裝置後不返回資料等問題。那麼此時我們可能會重啟一下藍芽或手機就立馬有成功了。此時我們千萬不能矇蔽,也不要懷疑自己的人生。這是因為Android4.x的藍芽還是不太成熟。目前可以來說是個測試階段。

  • 手機可能會搜尋不到藍芽裝置
  • 有時候會在廣播中接收不到資料
  • 出現異常需要重新啟動手機或者是重啟才能恢復正常

這個時候我們怎麼辦呢?

此時不要抱怨什麼,難到我們作為Android程式設計師就註定如此的苦逼嗎?

答案是否定的。

如何去優化呢?那麼我們就應該從UI介面,使用者體驗上進行操作來實現

  • 做一個定時器,如果在在確定藍芽裝置一開啟並且存在的情況系,可以在手機搜尋5s內沒有搜尋到藍芽裝置時重啟藍芽,並且在廣播中接收到藍芽開啟後再次搜尋
  • 可以在UI上進行對使用者進行相對應的提示

    • 當藍芽為啟動時,提示使用者去開啟器藍芽
    • 當藍芽開啟後,在處在開啟狀態後,提示使用者藍芽正在開啟...
    • 藍芽已開啟,裝置並沒有連線上,提示使用者去進行連線
    • 裝置正在連線上手機,提示使用者,正在連線,請等待...
    • 藍芽裝置連線上手機,正在讀取,提示資料正在讀取中...

      我們不能子在Android系統上來操作什麼,我們在體驗上做到了我們能做的就可以的。

      手機藍芽連線BLE裝置要求

  • 手機Android 4.3以上的系統 SDK>=18
  • 藍芽版本>=4.0

學習參考道demo下載地址:
github.com/androidstar…

學到這裡,關於AndroidBLE藍芽連線我們已經基本上實現了藍芽的搜尋,連線,讀取等。

大家專案中如果經常涉及到硬體比如手環,溫度計,汗液儀,心電圖,血壓計等這些ble的藍芽裝置,就一定會用到藍相關方面的知識。這裡筆者先給大家提前踩一下坑,進行了總結,為後面的小夥伴在研究藍芽方面儘量的少踩一些坑。如多對藍芽的歷程還未有清楚的認識,請參考深入瞭解Android藍芽Bluetooth4.0——《基礎篇》

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