關於Android 5.x的低功耗藍牙BLE開發簡介

　　藍牙4.0分為標准藍牙和低功耗藍牙（BLE），標准藍牙就是手機上用的那種，低功能耗藍牙由於其具有最大化的待機時間、快速連接和低峰值的發送和接收特性，被廣泛用於智能手表、智能手環等可穿戴設備上。在安卓4.3之前，安卓平台上的BLE開發相當難搞，好在谷歌在4.3之后發布了官方的API。在安卓5.0之后又引入了新的API，原來的API已經被廢棄。在新的系統里采用舊API開發的APP仍可使用，但采用新API開發的APP只能在LOLLIPOP即安卓5.0及其以后的版本使用。

　　標准藍牙的的開發和BLE不同。標准藍牙連接里有兩個角色一個是客戶端一個是服務器，當客戶端搜索到藍牙服務器后並與之配對后，才能通過UUID（這個是唯一的，服務器端必須與客戶端一致）建立socket，然后使用流像文件讀寫和網絡通信那樣傳輸數據就行了。在BLE里，變成了中心設備（central）和外圍設備（peripheral），中心設備就是你的手機，外圍設備就是智能手環一類的東西。開發BLE的應用都得遵守Generic Attribute Profile (GATT)，一個BLE藍牙設備包含多個service，每個service又包含多個characteristic。每個characteristic有一個value和多個descriptor，通過characteristic中心設備與外圍設備進行通信。descriptor顧名思義，包含了BLE設備的一些信息。不同service、characteristic和descriptor都有各自己唯一的UUID。想要跟BLE設備通信，首先通過UUID獲取目標服務，然后再通過UUID獲取characteristic，charateristic起着載體的作用，通過writeCharacteristic()和readCharacteristic()，可以寫入和讀出信息。每個characteristic都有一些自己的屬性，其中在property里，說明了該characteristic的屬性，例如READ|WRITE|WRITE_NO_RESPONSE|NOTIFY。

　　以下是關鍵代碼：

　　1.首先，在AndroidManifest.xml里加入　　

 　　<uses-feature android:name="android.bluetooth.le" android:required="true"/> //Android 5.0之前是android.hardware.bluetooth_le
    <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>
    <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/>

　　使用新API時，最好在調用方法前判斷下系統版本，否則會出現意想不到的錯誤。

if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP) {
　　...
}

 

　　2.獲取BluetoothAdapter。

 BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(BLUETOOTH_SERVICE);//這里與標准藍牙略有不同
 BluetoothAdapter bluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();
　　/*隱式打開藍牙*/
　　if (!bluetoothAdapter.isEnabled()) {
　　　　bluetoothAdapter.enable();
　　}

 

 

　　3.然后獲取BluetoothLeScanner，通過startScan()方法掃描周圍的BLE設備。當搜索到目標設備或者搜索一定時間后通過BluetoothScanner的stopScan()方法停止搜索。　　

BluetoothLeScanner scanner = bluetoothAdapter.getBluetoothLeScanner();
scanner.startScan(leCallback);

 　　leCallback是一個回調函數，通過onScanResult()把每次搜索到的設備添加到本地。leCallback還有一個方法onBatchScanResults(),按理說應該是批量處理搜索到的結果，但是不知道為什么在我這里無法調用。　　

leCallback = new ScanCallback() {
                @Override
                public void onScanResult(int callbackType, ScanResult result) {
                    super.onScanResult(callbackType, result);
                    if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP) {
                        BluetoothDevice device = result.getDevice();
                        if (!devices.contains(device)) {  //判斷是否已經添加
                            devices.add(device);
                        }
                        deviceAdapter.notifyDataSetChanged();
                    }
                }

                @Override
                public void onScanFailed(int errorCode) {
                    super.onScanFailed(errorCode);
                    Log.e("搜索失敗");
                }
            };

 

　　4.開始連接。

BluetoothGatt bluetoothGatt = device.connectGatt(MainActivity.this, false, new BluetoothGattCallback() {

                @Override
                public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState) {
                    if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {   
                        gatt.discoverServices();　　　　　　　　　　//連接成功，開始搜索服務，一定要調用此方法，否則獲取不到服務
                    }
                }

                @Override
                public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
                      Log.e(TAG,gatt.getDevice().getName() + " write successfully");
                }

                @Override
                public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
                    　　String value = UtilOnStr.parseBytesToHexString(characteristic.getValue());
                        Log.e(TAG,gatt.getDevice().getName() + " recieved " + value);
                }

　　　　　　　　@Override
    　　　　　　public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
       　　　　　　 　　String response = UtilOnStr.parseBytesToHexString(characteristic.getValue());
　　　　　　　　　　　　　Log.e(TAG,  "The response is "+ response); 
        　　　　}

});

 

　　

　　 5.寫入和讀取數據。

BluetoothGattService service = bluetoothGatt.getService(SERVICE_UUID);
if(service != null) {
　　characteristic = service.getCharacteristic(CHARACTERISTIC_UUID);
　　if (characteristic !=null) {    
　　　　bluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic, true);  //設置characteristic的通知，觸發bluetoothGatt.onCharacteristicWrite()事件。
        characteristic.setValue(UtilOnStr.parseHexStringToBytes(value));
        bluetoothGatt.writeCharacteristic(characteristic);  
    }
}

　　當連接上BLE設備后，調用discoveryServices()發現服務，通過SERVICE_UUID獲取目標service，如果service不為空，再通過CHARACTERISTIC_UUID獲取characteristic，借助characteristic寫入指定值與BLE設備進行通信。這里要注意的是characteristic接收的是一個byte數組，而且讀寫的方法都是異步的。調用bluetoothGatt.readCharacteristic(characteristic)可讀取BLE設備返回的值。bluetoothGatt的writeCharacteristic()方法會觸發BluetoothGattCallback里的onCharacteristicWrite(),相應的，bluetoothGatt的readCharacteristic()方法會觸發onCharacteristicRead()。

　　對中心設備與外圍設備的傳輸數據的處理發生在onCharacteristicChanged()里，當characteristic寫入了正確的數值后，會激活BLE設備，不時地返回數據。

　　當不知道BLE設備的service和characteristic的對應的UUID時，可以在回調函數里的onServicesDiscovered()方法里，通過BluetoothGatt的getServices()獲得該設備所有的service，然后再調用service的getUuid()得到其UUID，同理通過service的getCharacteristics()可以得到每個service所有的characteristic和其UUID。然后一個個不厭其煩的嘗試，找到正確的service和characteristic(我就是這樣干的)。

　　6.總結

　　由於網上關於Android 5.x 低功耗藍牙 BLE開發的資料不是很多，我才下決心寫這篇文章的，希望能對做相關開發犯過迷糊的人有一點兒幫助。同時我也是個安卓開發的新手，對藍牙串口通信也是一知半解，表述難免有紕漏，理解也不到位，如果有幸被大家看到這篇文章我會倍感欣慰，並希望能指出不足之處。