android BLE Peripheral 手機模擬裝置發出BLE廣播 BluetoothLeAdvertiser

weixin_33686714發表於2018-04-02

android 從4.3系統開始可以連線BLE裝置，這個大家都知道了。iOS是從7.0版本開始支援BLE。

android 進入5.0時代時，開放了一個新功能，手機可以模擬裝置發出BLE廣播，這個新功能其實是對標於 iOS系統的手機模擬iBeacon裝置。

先介紹一下BLE的廣播， BLE裝置之所以能被手機掃描到，是因為 BLE裝置一直在每隔一段時間廣播一次，這個廣播裡面包含很多資料。

手機掃描BLE裝置程式碼如下：

        public void startScan(){
	        bluetoothAdapter.startLeScan(leScanCallback);
        }

	public void stopScan(){
		bluetoothAdapter.stopLeScan(leScanCallback);
	}
	private LeScanCallback leScanCallback=new LeScanCallback() {
		
		@Override
		public void onLeScan(BluetoothDevice bluetoothdeivce, int rssi, byte[] scandata) {
			//把byte陣列轉成16進位制字串，方便檢視
			Log.e("TAG","scandata:"+ CYUtils.Bytes2HexString(scandata));
		}
	};

ok，這段程式碼大家在做連線BLE裝置進行通訊的時候，已經很熟悉了。其中的 byte陣列 scandata就是 BLE裝置的廣播資料。

那麼接下來，我們開始使用手機1 模擬成BLE裝置來傳送廣播，然後用手機2 來進行掃描檢視廣播資料 scandata

首先獲取 BluetoothAdapter，熟悉的程式碼：

BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager)getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);

bluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();

進行廣播的時候需要用到BluetoothLeAdvertiser，進行例項化：

mBluetoothLeAdvertiser = bluetoothAdapter.getBluetoothLeAdvertiser();

例項化好之後就可以進行廣播資料了，開啟廣播方法是：

BluetoothLeAdvertiser: 
public void startAdvertising(AdvertiseSettings settings,
            AdvertiseData advertiseData, final AdvertiseCallback callback)

其中， AdvertiseSettings 是廣播的一些設定，比如，廣播間隔，是否可以連線等等; AdvertiseData 就是廣播資料了， AdvertiseCallback是廣播回撥，會告訴你廣播成功還是失敗。

先給一段完整廣播程式碼如下：

    public void startAction(View v){
        byte[] broadcastData ={0x34,0x56};
        mBluetoothLeAdvertiser.startAdvertising(createAdvSettings(true, 0), createAdvertiseData(broadcastData), mAdvertiseCallback);
    }
    public void stopAction(View v) {
        mBluetoothLeAdvertiser.stopAdvertising(mAdvertiseCallback);
    }

    public AdvertiseSettings createAdvSettings(boolean connectable, int timeoutMillis) {
        AdvertiseSettings.Builder mSettingsbuilder = new AdvertiseSettings.Builder();
        mSettingsbuilder.setAdvertiseMode(AdvertiseSettings.ADVERTISE_MODE_LOW_LATENCY);
        mSettingsbuilder.setConnectable(connectable);
        mSettingsbuilder.setTimeout(timeoutMillis);
        AdvertiseSettings mAdvertiseSettings = mSettingsbuilder.build();
        return mAdvertiseSettings;
    }

    public AdvertiseData createAdvertiseData(byte[] data) {
        AdvertiseData.Builder mDataBuilder = new AdvertiseData.Builder();
        mDataBuilder.addManufacturerData(0x01AC, data);
        AdvertiseData mAdvertiseData = mDataBuilder.build();
        return mAdvertiseData;
    }
    private AdvertiseCallback mAdvertiseCallback = new AdvertiseCallback() {
        @Override
        public void onStartSuccess(AdvertiseSettings settingsInEffect) {
            super.onStartSuccess(settingsInEffect);

            ToastUtils.showToast(MainActivity.this, "開啟廣播成功", 2000);
        }

        @Override
        public void onStartFailure(int errorCode) {
            super.onStartFailure(errorCode);
            ToastUtils.showToast(MainActivity.this, "開啟廣播失敗 errorCode：" + errorCode, 2000);
        }
    };

其中，廣播資料broadcastData 我暫時直接先定死為2個位元組 0x3456，同樣在createAdvertiseData裡面

也有定死的資料 0x01AC . 開啟成功之後

我們使用手機2 來掃描看下廣播的資料是什麼：

E/TAG: scandata:02011A05FFAC0134560000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

log列印出來的scandata 有效資料是 02011A05FFAC013456 . 給大家解釋一下這個資料的意思

為了看清楚，我分段如下： 02011A 05 FF AC01 3456 （注，這裡的都是16進位制數字）

02011A這3個位元組，02表示後面一段資料長度為2位元組，01表示資料型別是flag ,1A就是flag的資料了

05 表示後面的一段資料長度為 5個位元組， FF一個位元組，AC01 兩個位元組，3456兩個位元組，加起來一共5個位元組，老鐵沒毛病

FF，是一個資料型別，這是我們通過程式碼mDataBuilder.addManufacturerData(0x01AC, data); 新增廣播資料時候設定的

ManufacturerData 是指裝置廠商自定義資料，FF 就是代表下面的資料實體是廠商資料.

第一個引數0x01AC，是廠商id，id長度為2個位元組，不足2個位元組系統會補0，可以看到log列印出來的是 AC01，順序是倒過來的，這點要注意！

如果我程式碼是這樣寫的：

mDataBuilder.addManufacturerData(0xAC, data); //只寫了一個位元組的id

那麼使用手機2 掃描出的scandata是：

 E/TAG: scandata:02011A05FFAC0034560000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

可以看到，AC後面系統自動補了00

廣播資料出除了可以新增ManufacturerData，還可以新增ServerUUID, 程式碼如下：

public AdvertiseData createAdvertiseData(byte[] data) {
        AdvertiseData.Builder mDataBuilder = new AdvertiseData.Builder();
        mDataBuilder.addManufacturerData(0x01AC, data);
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        AdvertiseData mAdvertiseData = mDataBuilder.build();
        return mAdvertiseData;
    }

程式碼新增了一個 AE8F的 server uuid，使用手機2 掃描的scandata 如下：

E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345603038FAE00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

直接看03038FAE 這一段，第一個03 表示後面的一段資料長度為3個位元組第二個03 表示這個資料型別是 server uuid型別，uuid的資料就是8FAE，順序是倒過來的！

有人會問：如果我把addServiceUuid程式碼放在 addManufacturerData 前面，掃描的資料順序是什麼樣的呢？

答案還是：

E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345603038FAE00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

可以新增多個 server uuid嗎？可以，程式碼如下：

    public AdvertiseData createAdvertiseData(byte[] data) {
        AdvertiseData.Builder mDataBuilder = new AdvertiseData.Builder();
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addManufacturerData(0x01AC, data);
        AdvertiseData mAdvertiseData = mDataBuilder.build();
        return mAdvertiseData;
    }

掃描的結果是：

E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

直接看0503 8FAE E1FF 這一段， 05 表示後面的一段資料長度是5個位元組，03表示資料型別是 server uuid， 8FAE是第一個uuid, E1FF是第二個uuid

這個ServerUUID 有什麼用呢？

不知大家在掃描BLE裝置的時候，有沒有注意到這個方法：

BluetoothAdapter
public boolean startLeScan(final UUID[] serviceUuids, final LeScanCallback callback)

這個方法也可以用來掃描BLE裝置，但是多了一個引數， UUID陣列，這個掃描方法是用來過濾BLE裝置用的，比如你公司開發一個藍芽防丟器APP，你使用 startLeScan(callback)這個方法掃描的話，你會發現你掃描到周圍的所有的BLE裝置，同事戴的小米手環可能也被你掃描到，這樣讓使用者來選擇裝置進行連線的話可能就比較迷糊，startLeScan(serviceUuids,callback) 這個方法在掃描的時候會過濾廣播裡的資料，只有符合的BLE裝置才會被掃描回撥。所以，你們公司的藍芽防丟器裝置可以在廣播欄位里加入特定的server uuid， app掃描的時候可以過濾其他裝置。

我們來實現一下這個功能，修改手機2 的掃描程式碼：

        public void startScan(){
                UUID[] serviceUuids = new UUID[] { UUID	.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb") };
		bluetoothAdapter.startLeScan(serviceUuids, leScanCallback);
	}
	public void stopScan(){
		bluetoothAdapter.stopLeScan(leScanCallback);
	}
	private LeScanCallback leScanCallback=new LeScanCallback() {
		
		@Override
		public void onLeScan(BluetoothDevice bluetoothdeivce, int rssi, byte[] scandata) {
			//把byte陣列轉成16進位制字串，方便檢視
			Log.e("TAG","scandata:"+ CYUtils.Bytes2HexString(scandata));
		}
	};

掃描結果是這樣的：

05-23 16:13:30.522 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
05-23 16:13:30.625 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
05-23 16:13:30.735 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
05-23 16:13:30.847 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
05-23 16:13:30.955 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
05-23 16:13:31.061 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
05-23 16:13:31.192 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
05-23 16:13:31.283 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
05-23 16:13:31.369 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
05-23 16:13:31.480 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

可以發現，掃描結果裡面只會出現擁有 AE8F 這個uuid的 BLE裝置，搜尋不到其他裝置

注意：部分手機使用startLeScan(serviceUuids,callback)這個方法過濾裝置會掃描不到裝置，即使這個裝置UUID符合過濾條件，我歸結為手機/系統問題，如三星手機

這樣，我們知道，廣播資料可以新增ManufacturerData，還可以新增ServerUUID, 還有嗎？有，程式碼如下：

    public AdvertiseData createAdvertiseData(byte[] data) {
        AdvertiseData.Builder mDataBuilder = new AdvertiseData.Builder();
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x64,0x12});
        mDataBuilder.addManufacturerData(0x01AC, data);
        AdvertiseData mAdvertiseData = mDataBuilder.build();
        return mAdvertiseData;
    }

掃描結果如下：

E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF05168FAE64120000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

直接看05168FAE6412 這一段，05依然表示下面一段資料長度為5個位元組，16表示資料型別為 server data， 8FAE表示這個資料的uuid是AE8F， 6412就是資料本體了.

那麼這個 server data能做什麼呢？比如有這樣一個產品：溫度計，溫度計硬體在廣播欄位裡的server data裡面加入它測量的溫度，這樣APP可以不連線溫度計裝置只通過掃描就知道溫度了，是不是很方便.

以下有幾個坑請大家注意一下：

情況1：

    public AdvertiseData createAdvertiseData(byte[] data) {
        AdvertiseData.Builder mDataBuilder = new AdvertiseData.Builder();
       // mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x64,0x12});
        mDataBuilder.addManufacturerData(0x01AC, data);
        AdvertiseData mAdvertiseData = mDataBuilder.build();
        return mAdvertiseData;
    }

我註釋了一句程式碼，廣播欄位裡我沒有新增 ae8f這個 uuid，而直接新增了 ae8f的data 為 0x6412，那麼掃描結果如何？

使用startLeScan(serviceUuids,callback)過濾 ae8f這個uuid，沒有掃描結果;

使用startLeScan(callback),掃描結果如下：

E/TAG: scandata:02011A05FFAC0134560303E1FF05168FAE641200000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

可以看到是有 ae8f對應的資料 6412，但是server uuid裡面是沒有 ae8f的.

情況2：

程式碼順序1：

        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x22,0x44});
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x54,0x12});

//掃描結果
E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF05168FAE54120000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

程式碼順序2：

        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x54,0x11});
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x22,0x43});

//掃描結果
E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF05168FAE54110000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

程式碼順序3：

        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x54,0x1A});
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x22,0x47});

//掃描結果
E/TAG: scandata:02011A05FFAC0134560503E1FF8FAE05168FAE541A0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

程式碼順序4：

        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x22,0x48});
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x54,0x1B});

//掃描結果
E/TAG: scandata:02011A05FFAC0134560503E1FF8FAE05168FAE541B0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

情況2總結：從上面4個程式碼順序的結果來看，總是掃描到 ae8f這個uuid對應的資料，沒有第二個 server data，但是為什麼每次都是ae8f？我TM也不知道！！

AdvertiseData介紹完畢，下面再稍微介紹一下 AdvertiseSettings

        AdvertiseSettings.Builder mSettingsbuilder = new AdvertiseSettings.Builder();
        mSettingsbuilder.setAdvertiseMode(AdvertiseSettings.ADVERTISE_MODE_LOW_LATENCY);
        mSettingsbuilder.setConnectable(connectable);
        mSettingsbuilder.setTxPowerLevel(AdvertiseSettings.ADVERTISE_TX_POWER_HIGH);
        mSettingsbuilder.setTimeout(0);
        AdvertiseSettings mAdvertiseSettings = mSettingsbuilder.build();

 setAdvertiseMode(int advertiseMode)
         設定廣播的模式，低功耗，平衡和低延遲三種模式；
         對應  AdvertiseSettings.ADVERTISE_MODE_LOW_POWER  ,ADVERTISE_MODE_BALANCED ,ADVERTISE_MODE_LOW_LATENCY
         從左右到右，廣播的間隔會越來越短

 setConnectable(boolean connectable)
          設定是否可以連線。
          廣播分為可連線廣播和不可連線廣播，一般不可連線廣播應用在iBeacon裝置上，這樣APP無法連線上iBeacon裝置

 setTimeout(int timeoutMillis)
          設定廣播的最長時間，最大值為常量AdvertiseSettings.LIMITED_ADVERTISING_MAX_MILLIS = 180 * 1000;  180秒
          設為0時，代表無時間限制會一直廣播

 setTxPowerLevel(int txPowerLevel)
          設定廣播的訊號強度
          常量有AdvertiseSettings.ADVERTISE_TX_POWER_ULTRA_LOW,ADVERTISE_TX_POWER_LOW,ADVERTISE_TX_POWER_MEDIUM,ADVERTISE_TX_POWER_HIGH 
          從左到右分別表示強度越來越強. 
          舉例：當設定為ADVERTISE_TX_POWER_ULTRA_LOW時，
          手機1和手機2放在一起，手機2掃描到的rssi訊號強度為-56左右，
          當設定為ADVERTISE_TX_POWER_HIGH  時， 掃描到的訊號強度為-33左右，
          訊號強度越大，表示手機和裝置靠的越近

好了，關於BluetoothLeAdvertiser 的用法介紹完畢！！！！

可能有人會說，bluetoothAdapter.startLeScan(leScanCallback); 這個方法過時了怎麼辦，那可以看一下我的另一篇文章

《android BLE 掃描BLE裝置 BluetoothLeScanner》

原始碼附件：

模擬BLE廣播原始碼：http://pan.baidu.com/s/1bptOQyb

手機2掃描列印的原始碼就不放出了，很簡單。

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