Android4.3 藍牙BLE初步

1、關鍵概念：

Generic Attribute Profile (GATT)

經過BLE鏈接，讀寫屬性類小數據的Profile通用規範。如今全部的BLE應用Profile都是基於GATT的。

 

Attribute Protocol (ATT)

GATT是基於ATT Protocol的。ATT針對BLE設備作了專門的優化，具體就是在傳輸過程當中使用盡可能少的數據。每一個屬性都有一個惟一的UUID，屬性將以characteristics and services的形式傳輸。

 

Characteristic

Characteristic能夠理解爲一個數據類型，它包括一個value和0至多個對次value的描述（Descriptor）。

 

Descriptor

對Characteristic的描述，例如範圍、計量單位等。

 

Service

Characteristic的集合。例如一個service叫作「Heart Rate Monitor」，它可能包含多個Characteristics，其中可能包含一個叫作「heart rate measurement"的Characteristic。

 

2、角色和職責：

Android設備與BLE設備交互有兩組角色：

 

中心設備和外圍設備（Central vs. peripheral）；

GATT server vs. GATT client.

 

Central vs. peripheral:

中心設備和外圍設備的概念針對的是BLE鏈接自己。Central角色負責scan advertisement。而peripheral角色負責make advertisement。

 

GATT server vs. GATT client:

這兩種角色取決於BLE鏈接成功後，兩個設備間通訊的方式。

 

舉例說明：

現 有一個活動追蹤的BLE設備和一個支持BLE的Android設備。Android設備支持Central角色，而BLE設備支持peripheral角 色。建立一個BLE鏈接須要這兩個角色都存在，都僅支持Central角色或者都僅支持peripheral角色則沒法創建鏈接。

 

當 鏈接創建後，它們之間就須要傳輸GATT數據。誰作server，誰作client，則取決於具體數據傳輸的狀況。例如，若是活動追蹤的BLE設備須要向 Android設備傳輸sensor數據，則活動追蹤器天然成爲了server端；而若是活動追蹤器須要從Android設備獲取更新信息，則 Android設備做爲server端可能更合適。

 

 

3、權限及feature：

和經典藍牙同樣，應用使用藍牙，須要聲明BLUETOOTH權限，若是須要掃描設備或者操做藍牙設置，則還須要BLUETOOTH_ADMIN權限：

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

 

除了藍牙權限外，若是須要BLE feature則還須要聲明uses-feature：

<uses-feature android:name="android.hardware.bluetooth_le" android:required="true"/>

 

按時required爲true時，則應用只能在支持BLE的Android設備上安裝運行；required爲false時，Android設備都可正常安裝運行，須要在代碼運行時判斷設備是否支持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();
}

 

 

4、啓動藍牙：

在使用藍牙BLE以前，須要確認Android設備是否支持BLE feature(required爲false時)，另外要須要確認藍牙是否打開。 

若是發現不支持BLE，則不能使用BLE相關的功能。若是支持BLE，可是藍牙沒打開，則須要打開藍牙。

 

打開藍牙的步驟：

 

一、獲取BluetoothAdapter

 

BluetoothAdapter是Android系統中全部藍牙操做都須要的，它對應本地Android設備的藍牙模塊，在整個系統中BluetoothAdapter是單例的。當你獲取到它的示例以後，就能進行相關的藍牙操做了。

 

獲取BluetoothAdapter代碼示例以下：

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

 

注：這裏經過getSystemService獲取BluetoothManager，再經過BluetoothManager獲取BluetoothAdapter。BluetoothManager在Android4.3以上支持(API level 18)。

 

二、判斷是否支持藍牙，並打開藍牙

 

獲取到BluetoothAdapter以後，還須要判斷是否支持藍牙，以及藍牙是否打開。

若是沒打開，須要讓用戶打開藍牙：

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);
}

 

 

5、搜索BLE設備：

經過調用BluetoothAdapter的 startLeScan()搜索BLE設備。調用此方法時須要傳入  BluetoothAdapter.LeScanCallback參數。

所以你須要實現  BluetoothAdapter.LeScanCallback接口，BLE設備的搜索結果將經過這個callback返回。

 

因爲搜索須要儘可能減小功耗，所以在實際使用時須要注意：

 

一、當找到對應的設備後，當即中止掃描；

二、不要循環搜索設備，爲每次搜索設置適合的時間限制。避免設備不在可用範圍的時候持續不停掃描，消耗電量。

 

搜索的示例代碼以下：

/**
 * 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);
        }
        ...
    }
...
}

 

若是你只須要搜索指定UUID的外設，你能夠調用  startLeScan(UUID[], BluetoothAdapter.LeScanCallback)方法。

其中UUID數組指定你的應用程序所支持的GATT Services的UUID。

 

 

BluetoothAdapter.LeScanCallback的實現示例以下：

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：搜索時，你只能搜索傳統藍牙設備或者BLE設備，二者徹底獨立，不可同時被搜索。

 

 

6、鏈接GATT Server：

兩個設備經過BLE通訊，首先須要創建GATT鏈接。這裏咱們講的是Android設備做爲client端，鏈接GATT Server。

鏈接GATT Server，你須要調用BluetoothDevice的 connectGatt()方法。此函數帶三個參數：Context、autoConnect(boolean)和 BluetoothGattCallback對象。調用示例：

 

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

 

函數成功，返回 BluetoothGatt對象，它是GATT profile的封裝。經過這個對象，咱們就能進行GATT Client端的相關操做。 BluetoothGattCallback用於傳遞一些鏈接狀態及結果。

 

BluetoothGatt常規用到的幾個操做示例:

 

connect() ：鏈接遠程設備。

discoverServices() : 搜索鏈接設備所支持的service。

disconnect()：斷開與遠程設備的GATT鏈接。

close()：關閉GATT Client端。

readCharacteristic(characteristic) ：讀取指定的characteristic。

setCharacteristicNotification(characteristic, enabled) ：設置當指定characteristic值變化時，發出通知。

getServices() ：獲取遠程設備所支持的services。

 

等等。

 

注：

一、某些函數調用之間存在前後關係。例如首先須要connect上才能discoverServices。

二、 一些函數調用是異步的，須要獲得的值不會當即返回，而會在BluetoothGattCallback的回調函數中返回。例如 discoverServices與onServicesDiscovered回調，readCharacteristic與 onCharacteristicRead回調，setCharacteristicNotification與 onCharacteristicChanged回調等。

 

http://www.blogjava.net/zh-weir/archive/2014/04/02/407373.html