Android中的藍牙系統

藍牙（Bluetooth）提供移動設備及其配件之間低功耗、低成本的無線通訊鏈接。藍牙技術的核心，是根據藍牙標準所實現的藍牙協議棧。藍牙能同時進行異步數據及同步語音傳輸，它的底層協議層包括衆多協議，如邏輯鏈路控制和適配協議（L2CAP）、服務發現協議（SDP）、串口模擬協議（RFCOMM）等，一塊兒爲上層提供傳輸支持。而主要控制接口則由主機控制接口層（HCI）體現，它是藍牙協議中軟硬件之間的接口。在各類協議及HCI之上，是藍牙的上層應用框架，框架裏每一個應用模式稱之爲一個Profile，供給外部不一樣的設備訪問，如無線立體聲耳機使用的A2DP（Advanced Audio Distribution Profile）以及打印機使用的無線打印機服務等，服務有數十種之多。

    1.藍牙基本架構

    Android提供了對藍牙的支持。藍牙系統的內容包括：

    ·Linux內核的藍牙驅動程序

    ·Linux內核的藍牙協議層

    ·bluez（藍牙在用戶空間的庫）

    ·bluez適配層

    ·android.bluetooth包中的各個類（藍牙在框架層的內容）

    ·藍牙相關的應用程序

    Android的藍牙部分的結構以下：

    2.藍牙用戶空間庫bluez

    Android所採用的藍牙用戶空間庫是bluez，它是Linux平臺上一套完整的藍牙協議棧開源實現。在Android中，bluez提供了不少分散的應用，包括守護進程和一些工具；bluez經過D-BUS IPC機制來提供應用層接口。須要注意的是，bluez的底層協議實如今kernel代碼中，並不屬於用戶空間。

    D-BUS是一套應用普遍的進程間通訊機制，相對於Socket等底層IPC，它是更加複雜的IPC機制，支持更系統化的服務名、函數名等，同時也能對衆多服務進程和客戶端進行管理，調度通訊消息的傳遞。D-BUS和Binder相似，可是應用範圍更普遍。

    bluez的主要體現結構以下：

    3.bluez適配層

    bluez在Android中的使用，須要通過Android的bluez適配層的封裝來實現，bluez適配層源代碼及頭文件路徑爲：system/bluetooth/。該目錄除了包含生成適配層庫libbluedroid.so的源碼以外，還包含bluez頭文件、bluez配置文件等目錄。因爲bluez使用D-BUS做爲與上層溝通的接口，所以適配層構造比較簡單，封裝了藍牙的開關功能以及射頻開關。

    4.藍牙的JNI和Java部分

    藍牙的JNI源代碼文件爲：frameworks/base/core/jni/android_bluetooth_*.cpp。藍牙部分的JNI帶有android_bluetooth_前綴，它們將提供android.bluetooth包中多個類的支持，這些內容會與其它模塊JNI部分一塊兒生成libandroid_runtime.so。

    藍牙的Java源代碼路徑爲：

    · frameworks/base/core/java/android/server：藍牙的服務部分

    · frameworks/base/core/java/android/bluetooth/：Android的藍牙類

    Android支持藍牙設備的發現、配對、服務查找等基礎功能，服務方面支持耳機（Headset）、免提（Handsfree）和立體聲（A2DP）等部分。

    ①核心組成

    框架核心組成部分是android.bluetooth包中以IBluetoothDevice.aidl爲接口的IBinder服務器端BluetoothDeviceService、客戶端BluetoothDevice以及android.server包中的BluetoothEventLoop。

     BluetoothDeviceService實現藍牙功能的開啓/關閉、設備的發現和配對、服務的發現和綁定等功能，android_server_BluetoothDeviceService.cpp對其提供JNI本地代碼支持。

    ·開關功能經過直接調用bluez適配層提供的開關功能來實現

    ·服務發現和綁定等功能，均經過D-BUS調用bluez接口來實現。BluetoothDevice中其它的訪問服務流程與此相似。

    Android藍牙Java部分和底層的關係以下：

    ②耳機及免提服務

    對於服務實現部分的代碼，主要是耳機和免提。二者都支持通話，區別在於免提能夠支持一些操做按鍵，如拒接電話等，而耳機則不行。Android要支持這兩個服務，則須要支持兩種途徑：一是經過SDP發佈這兩個服務，讓配對的藍牙設備能夠發現這兩個服務並主動進行鏈接；二是Android經過SDP判斷設備是否支持鏈接到這兩個服務，若是支持則主動去鏈接設備。鏈接方式都是經過RFCOMM協議完成的。最終的音頻通道數據則由SCO協議傳輸。Android藍牙的耳機及免提服務的結構以下：

    ③A2DP服務

    A2DP服務對藍牙立體聲耳機提供支持，相比SCO，它能傳輸更好音質的音頻數據。A2DP更多地用在音樂播放方面，而SCO則更多地用在電話語音等方面。A2DP結構以下：

    bluez對A2DP的支持很好， A2DP部分主要圍繞IBluetooth A2DP來實現，Service部分經過D-BUS與bluez的Audio部分通訊，主要的控制接口是Audio的sink組件，sink用來鏈接支持 A2DP的Headset設備。若是Headset設備支持 A2DP，Android能夠自動完成SCO和 A2DP的切換。