android藍(lán)牙4.0開發(fā)教程 - 全文

　　藍(lán)牙我們應(yīng)該很早就聽過，最常見的就是原來我們偶爾通過手機(jī)上的藍(lán)牙來傳輸文件。貌似在低功耗藍(lán)牙出現(xiàn)之前，藍(lán)牙我們使用的并不多，藍(lán)牙的產(chǎn)品貌似也不是很多。2010年6月30號(hào)藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟推出了低功耗藍(lán)牙，經(jīng)過幾年的發(fā)展，市場(chǎng)上基于低功耗系列的硬件產(chǎn)品越來越多，開發(fā)硬件，軟件的廠商，公司越來越多。

　　藍(lán)牙發(fā)展至今經(jīng)歷了8個(gè)版本的更新。1.1、1.2、2.0、2.1、3.0、4.0、4.1、4.2。那么在1.x~3.0之間的我們稱之為傳統(tǒng)藍(lán)牙，4.x開始的藍(lán)牙我們稱之為低功耗藍(lán)牙也就是藍(lán)牙ble，當(dāng)然4.x版本的藍(lán)牙也是向下兼容的。android手機(jī)必須系統(tǒng)版本4.3及以上才支持BLE API。低功耗藍(lán)牙較傳統(tǒng)藍(lán)牙，傳輸速度更快，覆蓋范圍更廣，安全性更高，延遲更短，耗電極低等等優(yōu)點(diǎn)。這也是為什么近年來智能穿戴的東西越來越多，越來越火。還有傳統(tǒng)藍(lán)牙與低功耗藍(lán)牙通信方式也有所不同，傳統(tǒng)的一般通過socket方式，而低功耗藍(lán)牙是通過Gatt協(xié)議來實(shí)現(xiàn)。若是之前沒做過傳統(tǒng)藍(lán)牙開發(fā)，也是可以直接上手低功耗藍(lán)牙開發(fā)的。因?yàn)樗鼈冊(cè)谕ㄐ艆f(xié)議上都有所改變，關(guān)聯(lián)不大。當(dāng)然有興趣的可以去下載些傳統(tǒng)藍(lán)牙開發(fā)的demo看看，在看看低功耗藍(lán)牙的demo。兩者的不同之處自然容易看出來。好了，我們下面開始講低功耗藍(lán)牙開發(fā)吧。低功耗藍(lán)牙也叫BLE，下面都稱之為BLE。

　　BLE分為三部分：Service，Characteristic，Descriptor。這三部分都用UUID作為唯一標(biāo)識(shí)符。UUID為這種格式：0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb。比如有3個(gè)Service，那么就有三個(gè)不同的UUID與Service對(duì)應(yīng)。這些UUID都寫在硬件里，我們通過BLE提供的API可以讀取到。

　　一個(gè)BLE終端可以包含多個(gè)Service， 一個(gè)Service可以包含多個(gè)Characteristic，一個(gè)Characteristic包含一個(gè)value和多個(gè)Descriptor，一個(gè)Descriptor包含一個(gè)Value。Characteristic是比較重要的，是手機(jī)與BLE終端交換數(shù)據(jù)的關(guān)鍵，讀取設(shè)置數(shù)據(jù)等操作都是操作Characteristic的相關(guān)屬性。

　　在很多方面，藍(lán)牙是一種能夠發(fā)送或接受兩個(gè)不同的設(shè)備之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。 Android平臺(tái)包含了藍(lán)牙框架，使設(shè)備以無線方式與其他藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的支持。

　　Android提供藍(lán)牙API來執(zhí)行這些不同的操作。

　　掃描其他藍(lán)牙設(shè)備

　　獲取配對(duì)設(shè)備列表

　　連接到通過服務(wù)發(fā)現(xiàn)其他設(shè)備

　　Android提供BluetoothAdapter類藍(lán)牙通信。通過調(diào)用創(chuàng)建的對(duì)象的靜態(tài)方法getDefaultAdapter（）。其語法如下給出。

　　private BluetoothAdapter BA;

　　BA = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter（）;

　　為了使用設(shè)備的藍(lán)牙，調(diào)用下列藍(lán)牙ACTION_REQUEST_ENABLE的意圖。其語法如下：

　　Intent turnOn = new Intent（BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE）;

　　startActivityForResult（turnOn， 0）;

　　開發(fā)過Android 藍(lán)牙4.0 BLE的同學(xué)都知道，Android的藍(lán)牙開發(fā)有非常多的坑，其中不同機(jī)型之間的兼容性就是一個(gè)很令人頭疼的問題，很多問題究其原因是在手機(jī)端和智能設(shè)備之間發(fā)送請(qǐng)求指令和回調(diào)時(shí)，其方式是異步請(qǐng)求的，即請(qǐng)求完立即結(jié)束，等待回調(diào)，而回調(diào)又在不同的線程中，因此當(dāng)交互比較頻繁并且之間有依賴關(guān)系的時(shí)候，很容易錯(cuò)誤。很多Android手機(jī)針對(duì)這種情況在底層實(shí)現(xiàn)了對(duì)藍(lán)牙請(qǐng)求的同步，即有一個(gè)requestQueue，使得一個(gè)藍(lán)牙請(qǐng)求能夠在上一個(gè)藍(lán)牙請(qǐng)求的reponse結(jié)束之后再發(fā)送，保證了順序執(zhí)行和正確性。但是有些Android手機(jī)沒有提供這樣的requestQueue，使得錯(cuò)誤率大大增加，往往這些問題還不容易發(fā)現(xiàn)，從而造成了Android藍(lán)牙開發(fā)的兼容性問題。所以，要想做好兼容性，我們必須在app端的應(yīng)用層就應(yīng)該提供一套完整的requestQueue請(qǐng)求同步策略。

　　對(duì)于之前沒接觸過藍(lán)牙開發(fā)，現(xiàn)在手上又有個(gè)藍(lán)牙BLE項(xiàng)目需要做的人，先看下這些概念還是很重要的。因?yàn)槲抑熬褪沁@樣，之前沒有接觸過藍(lán)牙方面的開發(fā)，然后來了個(gè)藍(lán)牙的項(xiàng)目，于是就到網(wǎng)上百度了一番，于是有點(diǎn)茫然，產(chǎn)生了幾點(diǎn)疑惑：

　　1：發(fā)現(xiàn)藍(lán)牙有傳統(tǒng)藍(lán)牙和低功耗藍(lán)牙（ble）之分。那么什么是傳統(tǒng)藍(lán)牙，什么又是低功耗藍(lán)牙？之前又沒做過藍(lán)牙開發(fā)，我該用哪種方式去開發(fā)我這個(gè)項(xiàng)目？用最新的 方式的話，傳統(tǒng)方式藍(lán)牙開發(fā)我是不是該要先了解？

　　2：藍(lán)牙到底有哪些版本？哪些版本稱為傳統(tǒng)藍(lán)牙？哪些版本稱為低功耗藍(lán)牙？

　　3：傳統(tǒng)藍(lán)牙和低功耗藍(lán)牙有什么區(qū)別？為什么低功耗藍(lán)牙的出現(xiàn)使得智能能穿戴越來越流行？

　　下面詳細(xì)講解Android藍(lán)牙模塊的使用方法。

　　1、使用藍(lán)牙的響應(yīng)權(quán)限

　　XML/HTML代碼

　　《uses-permission android:name=“android.permission.BLUETOOTH” /》

　　《uses-permission android:name=“android.permission.BLUETOOTH_ADMIN” /》

　　2、配置本機(jī)藍(lán)牙模塊

　　在這里首先要了解對(duì)藍(lán)牙操作一個(gè)核心類BluetoothAdapter。

　　Java代碼

　　BluetoothAdapter adapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter（）;

　　//直接打開系統(tǒng)的藍(lán)牙設(shè)置面板

　　Intent intent = new Intent（BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE）;

　　startActivityForResult（intent， 0x1）;

　　//直接打開藍(lán)牙

　　adapter.enable（）;

　　//關(guān)閉藍(lán)牙

　　adapter.disable（）;

　　//打開本機(jī)的藍(lán)牙發(fā)現(xiàn)功能（默認(rèn)打開120秒，可以將時(shí)間最多延長(zhǎng)至300秒）

　　discoverableIntent.putExtra（BluetoothAdapter.EXTRA_DISCOVERABLE_DURATION， 300）;//設(shè)置持續(xù)時(shí)間（最多300秒）Intent discoveryIntent = new Intent（BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_DISCOVERABLE）;

　　3、搜索藍(lán)牙設(shè)備

　　使用BluetoothAdapter的startDiscovery（）方法來搜索藍(lán)牙設(shè)備。

　　startDiscovery（）方法是一個(gè)異步方法，調(diào)用后會(huì)立即返回。該方法會(huì)進(jìn)行對(duì)其他藍(lán)牙設(shè)備的搜索，該過程會(huì)持續(xù)12秒。該方法調(diào)用后，搜索過程實(shí)際上是在一個(gè)System Service中進(jìn)行的，所以可以調(diào)用cancelDiscovery（）方法來停止搜索（該方法可以在未執(zhí)行discovery請(qǐng)求時(shí)調(diào)用）。

　　請(qǐng)求Discovery后，系統(tǒng)開始搜索藍(lán)牙設(shè)備，在這個(gè)過程中，系統(tǒng)會(huì)發(fā)送以下三個(gè)廣播：

　　ACTION_DISCOVERY_START：開始搜索

　　ACTION_DISCOVERY_FINISHED：搜索結(jié)束

　　ACTION_FOUND：找到設(shè)備，這個(gè)Intent中包含兩個(gè)extra fields：EXTRA_DEVICE和EXTRA_CLASS，分別包含BluetooDevice和BluetoothClass。

　　我們可以自己注冊(cè)相應(yīng)的BroadcastReceiver來接收響應(yīng)的廣播，以便實(shí)現(xiàn)某些功能。

　　Java代碼

　　// 創(chuàng)建一個(gè)接收ACTION_FOUND廣播的BroadcastReceiver

　　private final BroadcastReceiver mReceiver = new BroadcastReceiver（） {

　　public void onReceive（Context context， Intent intent） {

　　String action = intent.getAction（）;

　　// 發(fā)現(xiàn)設(shè)備

　　if （BluetoothDevice.ACTION_FOUND.equals（action）） {

　　// 從Intent中獲取設(shè)備對(duì)象

　　BluetoothDevice device = intent.getParcelableExtra（BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE）;

　　// 將設(shè)備名稱和地址放入array adapter，以便在ListView中顯示

　　mArrayAdapter.add（device.getName（） + “\n” + device.getAddress（））;

　　}

　　}

　　};

　　// 注冊(cè)BroadcastReceiver

　　IntentFilter filter = new IntentFilter（BluetoothDevice.ACTION_FOUND）;

　　registerReceiver（mReceiver， filter）; // 不要忘了之后解除綁定
?

　　4、藍(lán)牙Socket通信

　　如果打算建議兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備之間的連接，則必須實(shí)現(xiàn)服務(wù)器端與客戶端的機(jī)制。當(dāng)兩個(gè)設(shè)備在同一個(gè)RFCOMM channel下分別擁有一個(gè)連接的BluetoothSocket，這兩個(gè)設(shè)備才可以說是建立了連接。

　　服務(wù)器設(shè)備與客戶端設(shè)備獲取BluetoothSocket的途徑是不同的。服務(wù)器設(shè)備是通過accepted一個(gè)incoming connection來獲取的，而客戶端設(shè)備則是通過打開一個(gè)到服務(wù)器的RFCOMM channel來獲取的。

　　服務(wù)器端的實(shí)現(xiàn)

　　通過調(diào)用BluetoothAdapter的listenUsingRfcommWithServiceRecord（String， UUID）方法來獲取BluetoothServerSocket（UUID用于客戶端與服務(wù)器端之間的配對(duì)）。

　　調(diào)用BluetoothServerSocket的accept（）方法監(jiān)聽連接請(qǐng)求，如果收到請(qǐng)求，則返回一個(gè)BluetoothSocket實(shí)例（此方法為block方法，應(yīng)置于新線程中）。

　　如果不想在accept其他的連接，則調(diào)用BluetoothServerSocket的close（）方法釋放資源（調(diào)用該方法后，之前獲得的BluetoothSocket實(shí)例并沒有close。但由于RFCOMM一個(gè)時(shí)刻只允許在一條channel中有一個(gè)連接，則一般在accept一個(gè)連接后，便close掉BluetoothServerSocket）。

　　Java代碼

　　private class AcceptThread extends Thread {

　　private final BluetoothServerSocket mmServerSocket;

　　public AcceptThread（） {

　　// Use a temporary object that is later assigned to mmServerSocket，

　　// because mmServerSocket is final

　　BluetoothServerSocket tmp = null;

　　try {

　　// MY_UUID is the app‘s UUID string， also used by the client code

　　tmp = mBluetoothAdapter.listenUsingRfcommWithServiceRecord（NAME， MY_UUID）;

　　} catch （IOException e） { }

　　mmServerSocket = tmp;

　　}

　　public void run（） {

　　BluetoothSocket socket = null;

　　// Keep listening until exception occurs or a socket is returned

　　while （true） {

　　try {

　　socket = mmServerSocket.accept（）;

　　} catch （IOException e） {

　　break;

　　}

　　// If a connection was accepted

　　if （socket ！= null） {

　　// Do work to manage the connection （in a separate thread）

　　manageConnectedSocket（socket）;

　　mmServerSocket.close（）;

　　break;

　　}

　　}

　　}

　　/** Will cancel the listening socket， and cause the thread to finish */

　　public void cancel（） {

　　try {

　　mmServerSocket.close（）;

　　} catch （IOException e） { }

　　}

　　}

　　客戶端的實(shí)現(xiàn)

　　通過搜索得到服務(wù)器端的BluetoothService。

　　調(diào)用BluetoothService的listenUsingRfcommWithServiceRecord（String， UUID）方法獲取BluetoothSocket（該UUID應(yīng)該同于服務(wù)器端的UUID）。

　　調(diào)用BluetoothSocket的connect（）方法（該方法為block方法），如果UUID同服務(wù)器端的UUID匹配，并且連接被服務(wù)器端accept，則connect（）方法返回。

　　注意：在調(diào)用connect（）方法之前，應(yīng)當(dāng)確定當(dāng)前沒有搜索設(shè)備，否則連接會(huì)變得非常慢并且容易失敗。

　　Java代碼

　　private class ConnectThread extends Thread {

　　private final BluetoothSocket mmSocket;

　　private final BluetoothDevice mmDevice;

　　public ConnectThread（BluetoothDevice device） {

　　// Use a temporary object that is later assigned to mmSocket，

　　// because mmSocket is final

　　BluetoothSocket tmp = null;

　　mmDevice = device;

　　// Get a BluetoothSocket to connect with the given BluetoothDevice

　　try {

　　// MY_UUID is the app’s UUID string， also used by the server code

　　tmp = device.createRfcommSocketToServiceRecord（MY_UUID）;

　　} catch （IOException e） { }

　　mmSocket = tmp;

　　}

　　public void run（） {

　　// Cancel discovery because it will slow down the connection

　　mBluetoothAdapter.cancelDiscovery（）;

　　try {

　　// Connect the device through the socket. This will block

　　// until it succeeds or throws an exception

　　mmSocket.connect（）;

　　} catch （IOException connectException） {

　　// Unable to connect; close the socket and get out

　　try {

　　mmSocket.close（）;

　　} catch （IOException closeException） { }

　　return;

　　}

　　// Do work to manage the connection （in a separate thread）

　　manageConnectedSocket（mmSocket）;

　　}

　　/** Will cancel an in-progress connection， and close the socket */

　　public void cancel（） {

　　try {

　　mmSocket.close（）;

　　} catch （IOException e） { }

　　}

　　}

　　連接管理（數(shù)據(jù)通信）

　　分別通過BluetoothSocket的getInputStream（）和getOutputStream（）方法獲取InputStream和OutputStream。

　　使用read（bytes［］）和write（bytes［］）方法分別進(jìn)行讀寫操作。

　　注意：read（bytes［］）方法會(huì)一直block，知道從流中讀取到信息，而write（bytes［］）方法并不是經(jīng)常的block（比如在另一設(shè)備沒有及時(shí)read或者中間緩沖區(qū)已滿的情況下，write方法會(huì)block）。

　　Java代碼

　　private class ConnectedThread extends Thread {

　　private final BluetoothSocket mmSocket;

　　private final InputStream mmInStream;

　　private final OutputStream mmOutStream;

　　public ConnectedThread（BluetoothSocket socket） {

　　mmSocket = socket;

　　InputStream tmpIn = null;

　　OutputStream tmpOut = null;

　　// Get the input and output streams， using temp objects because

　　// member streams are final

　　try {

　　tmpIn = socket.getInputStream（）;

　　tmpOut = socket.getOutputStream（）;

　　} catch （IOException e） { }

　　mmInStream = tmpIn;

　　mmOutStream = tmpOut;

　　}

　　public void run（） {

　　byte［］ buffer = new byte［1024］; // buffer store for the stream

　　int bytes; // bytes returned from read（）

　　// Keep listening to the InputStream until an exception occurs

　　while （true） {

　　try {

　　// Read from the InputStream

　　bytes = mmInStream.read（buffer）;

　　// Send the obtained bytes to the UI Activity

　　mHandler.obtainMessage（MESSAGE_READ， bytes， -1， buffer）

　　.sendToTarget（）;

　　} catch （IOException e） {

　　break;

　　}

　　}

　　}

　　/* Call this from the main Activity to send data to the remote device */

　　public void write（byte［］ bytes） {

　　try {

　　mmOutStream.write（bytes）;

　　} catch （IOException e） { }

　　}

　　/* Call this from the main Activity to shutdown the connection */

　　public void cancel（） {

　　try {

　　mmSocket.close（）;

　　} catch （IOException e） { }

　　}

　　}