本文是BLE开发第二篇，阅读第一篇，请点击《Android蓝牙开发系列文章-玩转BLE开发（一）》。本文主要讲解如何利用BLE实现IBeacon技术，并写个小demo实现该功能。
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看完上面第一段，部分同学可能有疑问了，不是讲解BLE嘛？怎么扯上了IBeacon？你要nong（注意，请跟着小岳岳一起读：nong）啥来？
听我慢慢讲来。回答这个问题也很简单，目的是为了各大家呈现出各种BLE角色。
看过我的《Android蓝牙开发系列文章-玩转BLE开发（一）》的同学可能会认为BLE中就两种角色嘛：client和server，server端先发广播，client端发起连接，然后进行gatt通信就好了啊。
除了上面的client和server，其实还有两个角色。一种是只发广播包，也不支持连接的设备。还有一种是只接受广播包，也不对设备发起连接的设备。这好比一个“造谣者”一直散布谣言，对于别人的“审问”充耳不闻，另外一个角色只顾着收听别人说的话，不会去打断别人，也不去辨别是否是谣言。
总结一下，BLE中有四种角色：
- Advertiser：周期性向周围设备发送广播，不支持连接；
- Observer：搜索周围设备，监听广播数据包；
- Centeral：发起设备扫描并发起设备连接，在连接成功后会变成master；
- Peripheral：发送广播数据包并支持连接，在连接成功后会变成slave。
好了，本文可以正式开始了。
1.IBeacon是个啥
IBeacon是由苹果公司推出的一项技术，目的是为了弥补GPS无法覆盖室内定位的这种场景。通常，我们说的蓝牙定位利用的信号强度与距离有关（距离越远，接收者接收到的信号强度越小）来实现的。
在蓝牙SPC V5.1版本提出了基于出发角和到达角的厘米级定位。如果对无线定位技术感兴趣，可以自行百度学习一下，这里就不深入了。
我们看一下IBeacon广播包的结构，如下图所示。IBeacon广播包由30字节固定长度的前缀和最长31个字节的有效负载构成。
看一下IBeacon的前缀的结构：
| 字段 | 长度(字节) |
含义 |
| IBeacon Prefix | 9 | 该部分是固定的值，值为：02 01 06 1A FF 4C 00 02 15 |
| Proximity UUID | 16 | 用于区分不同厂商生存的IBeacon设备 |
| Major | 2 | 用于区分不同群组，例如不同的商店里IBeacon设备的Major值不同 |
| Minor | 2 | 用于区分群组内的不同IBeacon设备，例如同一家商店里的不同位置的IBeacon设备 |
| Tx Power | 1 | 表示发射功率，用于计算IBeacon设备与接受者之间的距离 |
腾讯公司利用IBeacon实现了微信摇一摇的功能，这一功能在O2O领域得到广泛应用。
2.如何实现Advertiser
2.1申请必要的权限
AndroidManifest.xml中添加：
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" />
<uses-feature android:name="android.hardware.bluetooth_le"
android:required="true" />
动态申请位置权限：
private void requestPermissions() {
if (Build.VERSION.SDK_INT < 23){return;}
//判断是否有权限
if (ContextCompat.checkSelfPermission(this, Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
//请求权限
ActivityCompat.requestPermissions(this, new String[]{Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION}, 1);
}
if (ContextCompat.checkSelfPermission(this, Manifest.permission.ACCESS_FINE_LOCATION) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
//请求权限
ActivityCompat.requestPermissions(this, new String[]{Manifest.permission.ACCESS_FINE_LOCATION}, 1);
}
}
2.2设置广播格式
//设置广播
AdvertiseSettings settings = new AdvertiseSettings.Builder()
.setAdvertiseMode(AdvertiseSettings.ADVERTISE_MODE_LOW_LATENCY) //设置广播模式
.setTxPowerLevel(AdvertiseSettings.ADVERTISE_TX_POWER_HIGH) //设置发送功率
.setConnectable(false) //能否连接，广播分为可连接广播和不可连接广播
.build();
在这里，我们设置了广播模式为低延迟模式，除此模式外，还有均衡模式和低功耗模式，低延迟模式下更容易被其他设备扫描到。
设置发射功率为高，除此之后，发射功率还有极低、低、中等三种。
/**
* Advertise using the lowest transmission (TX) power level. Low transmission power can be used
* to restrict the visibility range of advertising packets.
*/
public static final int ADVERTISE_TX_POWER_ULTRA_LOW = 0;
/**
* Advertise using low TX power level.
*/
public static final int ADVERTISE_TX_POWER_LOW = 1;
/**
* Advertise using medium TX power level.
*/
public static final int ADVERTISE_TX_POWER_MEDIUM = 2;
通过setConnectable(false)来设置广播为不可连接。因为我们这里是仅仅做个Advertiser功能，所以不用设置可连接。下一小节中，我们会用微信小程序测试一下，我们这样设备后的设备是否可以连接成功，预期是不能的。
2.3设置广播数据
//设置广播内容
AdvertiseData advertiseData = new AdvertiseData.Builder()
.setIncludeDeviceName(true) //包含蓝牙名称
.setIncludeTxPowerLevel(true) //包含发射功率级别
.addManufacturerData(1, new byte[]{1, 2, 3}) //设备厂商数据,可以作为设备过滤条件
.build();
设置广播数据中包含本地蓝牙设备的名称。
设置广播数据中包含发射功率等级，发射功率等级就是上面提到的：极低、低、中等、高四个等级。
设备厂商数据，我们这里设置为“1，2，3”，这个字段可以作为扫描端（即client 端）进行设备过滤或者传递信息的字段。
除此之外，我们在广播数据中添加一个service，并且将该service绑定一定的数据。使用的方法如下：
/**
* Add a service UUID to advertise data.
*
* @param serviceUuid A service UUID to be advertised.
* @throws IllegalArgumentException If the {@code serviceUuids} are null.
*/
public Builder addServiceUuid(ParcelUuid serviceUuid) {
if (serviceUuid == null) {
throw new IllegalArgumentException("serivceUuids are null");
}
mServiceUuids.add(serviceUuid);
return this;
}
/**
* Add service data to advertise data.
*
* @param serviceDataUuid 16-bit UUID of the service the data is associated with
* @param serviceData Service data
* @throws IllegalArgumentException If the {@code serviceDataUuid} or {@code serviceData} is
* empty.
*/
public Builder addServiceData(ParcelUuid serviceDataUuid, byte[] serviceData) {
if (serviceDataUuid == null || serviceData == null) {
throw new IllegalArgumentException(
"serviceDataUuid or serviceDataUuid is null");
}
mServiceData.put(serviceDataUuid, serviceData);
return this;
}
2.4设置扫描响应数据
在扫描端搜索到我们的Advertiser后，会对Advertiser发起主动扫描请求，这个时候，我们可以给出一个响应来。如何进行这个响应数据的设置呢?可以通过如下的方式：
//设置扫描响应数据，作为客户端扫描(连接前)的响应
AdvertiseData scanResponse = new AdvertiseData.Builder()
.addManufacturerData(2, new byte[]{4, 5, 6}) //设备厂商数据，自定义
.addServiceUuid(new ParcelUuid(TEMPERATURE_SERVICE_UUID)) //服务UUID
.build();
我们添加了一个自定义的service,其UUID为：public static final UUID TEMPERATURE_SERVICE_UUID = UUID.fromString("10000000-0000-1000-8000-00805f9b34fb"); //service uuid
2.5发起广播
首先，先拿到一个BluetoothLeAdvertiser对象，然后，调用startAdvertiser()方法，将我们上面设置的广播设置、广播数据、扫描响应设置进来。
mBluetoothLeAdvertiser = mBluetoothAdapter.getBluetoothLeAdvertiser();
Log.d(TAG, "mBluetoothLeAdvertiser = " + mBluetoothLeAdvertiser);
//发起广播
mBluetoothLeAdvertiser.startAdvertising(settings, advertiseData, scanResponse, mAdvertiseCallback);
startAdvertising()方法的第4个参数是个回调，通过该回调我们可以知道我们的广播的是否正常发起了。 // BLE广播Callback
private AdvertiseCallback mAdvertiseCallback = new AdvertiseCallback() {
@Override
public void onStartSuccess(AdvertiseSettings settingsInEffect) {
Log.d(TAG, "BLE advertise start succeed");
}
@Override
public void onStartFailure(int errorCode) {
Log.d(TAG, "BLE advertise start failed, errorCode = " + errorCode);
}
};
3.Demo验证
完成上一小节描述的步骤，我们其实已经完成demo的编码。怎么来验证我们的功能呢？我们可以分两个步骤来完成，
(1)利用《Android蓝牙开发系列文章-扫不到蓝牙设备，你的姿势对了吗？》中的demo看是否可以正常扫描到我的Observer，广播数据是否可以正常搜索到。
(2)利用BLE蓝牙开发助手测试是否可以正常搜索到Advertiser,是否可以正常建立gatt连接。
3.1验证是否可以被搜索到
修改搜索支持"10000000-0000-1000-8000-00805f9b34fb"UUID的目标设备。
private void startBleScan2() {
// mBluetoothLeScanner.startScan(mScanCallback);
//过滤条件
List<ScanFilter> bleScanFilters = new ArrayList<>();
// ScanFilter filter = new ScanFilter.Builder().setDeviceAddress("08:7C:BE:48:65:AD").setServiceUuid(ParcelUuid.fromString("0000fee7-0000-1000-8000-00805f9b34fb")).build();
ScanFilter filter = new ScanFilter.Builder().setServiceUuid(ParcelUuid.fromString("10000000-0000-1000-8000-00805f9b34fb")).build();
bleScanFilters.add(filter);
//扫描设置
ScanSettings scanSetting = new ScanSettings.Builder().setScanMode(ScanSettings.SCAN_MODE_LOW_LATENCY).setCallbackType(ScanSettings.CALLBACK_TYPE_ALL_MATCHES).setMatchMode(ScanSettings.MATCH_MODE_STICKY).build();
mBluetoothLeScanner.startScan(bleScanFilters, scanSetting, mScanCallback);
}
先启动本文Peripheral Demo,log输出如下，可以看到在注册service成功后，会收到onServiceAdded()的回调。发起广播成功后，会收到onStartSuccess()的回调。
01-01 22:10:35.459 10050 10050 D MainActivity: mBluetoothAdapter = android.bluetooth.BluetoothAdapter@26658fe
01-01 22:10:35.461 10050 10050 D MainActivity: mBluetoothLeAdvertiser = android.bluetooth.le.BluetoothLeAdvertiser@725785f
01-01 22:10:35.490 10050 10081 D MainActivity: onServiceAdded, status = 0, service, uuid = 10000000-0000-1000-8000-00805f9b34fb
01-01 22:10:35.571 10050 10050 D MainActivity: BLE advertise start succeed
启动修改后的Observer Demo，log输出如下，
04-02 22:10:56.862: D/MainActivity(6274): onScanResult, result = ScanResult{mDevice=EC:9C:32:1D:F6:44, mScanRecord=ScanRecord [mAdvertiseFlags=-1, mServiceUuids=[10000000-0000-1000-8000-00805f9b34fb], mManufacturerSpecificData={1=[1, 2, 3]2=[1, 2, 3]}, mServiceData={}, mTxPowerLevel=1, mDeviceName=万物互联技术], mRssi=-71, mTimestampNanos=256412745559609}
04-02 22:10:57.927: D/MainActivity(6274): onScanResult, result = ScanResult{mDevice=EC:9C:32:1D:F6:44, mScanRecord=ScanRecord [mAdvertiseFlags=-1, mServiceUuids=[10000000-0000-1000-8000-00805f9b34fb], mManufacturerSpecificData={1=[1, 2, 3]2=[1, 2, 3]}, mServiceData={}, mTxPowerLevel=1, mDeviceName=万物互联技术], mRssi=-72, mTimestampNanos=256412810702942}
04-02 22:10:58.960: D/MainActivity(6274): onScanResult, result = ScanResult{mDevice=EC:9C:32:1D:F6:44, mScanRecord=ScanRecord [mAdvertiseFlags=-1, mServiceUuids=[10000000-0000-1000-8000-00805f9b34fb], mManufacturerSpecificData={1=[1, 2, 3]2=[1, 2, 3]}, mServiceData={}, mTxPowerLevel=1, mDeviceName=万物互联技术], mRssi=-71, mTimestampNanos=256412844336692}
04-02 22:10:59.996: D/MainActivity(6274): onScanResult, result = ScanResult{mDevice=EC:9C:32:1D:F6:44, mScanRecord=ScanRecord [mAdvertiseFlags=-1, mServiceUuids=[10000000-0000-1000-8000-00805f9b34fb], mManufacturerSpecificData={1=[1, 2, 3]2=[1, 2, 3]}, mServiceData={}, mTxPowerLevel=1, mDeviceName=万物互联技术], mRssi=-72, mTimestampNanos=256412879636067}
可以看到我们成功的搜索到了目标设备，且设置的UUID、ManufacturerSpecificData都搜索出来。但是mTxPowerLevel却是1，我们期望值是3，这一点，我还没搞懂，如果你知道原因，可以后台告诉我一下哈，十分感谢。
3.2利用BLE蓝牙开发助手验证
实验结果是可以正常搜索到，但是连接不成功，gatt连接肯定也建不了。
4.总结
本文讲解了BLE开发中常见的四种角色以及它们之间的区别，编码实现了Advertiser功能，即IBeacon功能。
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