android BLE蓝牙开发

蓝牙BLE设备是目前比较热门的设备。由于BLE有低功耗等特点，被广泛应用到身边的电子产品上。如智能手表、手环、防丢器等各种产品上。最近研究一下android上的ble应用开发。跟大家分享一下相关的内容。

我的实现使用两台android手机做ble相关的通信，一台机器作为服务端接收发过来的消息，另一台作为客户端发送消息。

客户端基本流程如下：

1.添加蓝牙相关权限

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

2.BLE设备扫描
使用BluetoothAdapter.startLeScan来扫描发现设备，这个方法需要参数BluetoothAdapter.LeScanCallback，所以还需要实现此回调方法，来获取扫描结果。
注意：BLE扫描耗电量比较大，尽可能缩短扫描时间。发现用户所需连接的设备后立即停止扫描

public class DeviceScanActivity extends ListActivity {
    private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;
    private boolean mScanning;
    private Handler mHandler;
    // 10秒后停止寻找.
    private static final long SCAN_PERIOD = 10000;
    private void scanLeDevice(final boolean enable) {
        if (enable) {
            // 经过预定扫描期后停止扫描
            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);
        }
    }
}

BLE扫描结果的接口，下面是BluetoothAdapter.LeScanCallback的实现。可以获取到扫描到设备的蓝牙名称和蓝牙地址等。

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() {
                        device.getName();//获得扫描到设备名称
                        device.getAddress();//获取设备蓝牙地址
                    }
                });
            }
        };

3.连接
先获取BluetoothAdapterd，再获取BluetoothDevice。根据扫描的蓝牙设备地址获取BluetoothDevice对象。使用BluetoothDevice.connectGatt进行连接。返回BluetoothGatt实例。
然后使用connectGatt( )方法进行链接。这个方法需要三个参数：一个Context对象，自动连接（boolean值,表示只要BLE设备可用是否自动连接到它），和BluetoothGattCallback调用。后面会详细介绍BluetoothGattCallback的实现。

BluetoothManager mBluetoothManager = (BluetoothManager)getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = mBluetoothManager.getAdapter();
BluetoothDevice mDevice = mBluetoothAdapter.getRemoteDevice(address);

4.发现BLE设备服务

mBluetoothGatt.discoverServices();

5.发送Characteristic
发送消息通过读写Characteristic来完成，app完成与GATT服务端连接和发现services后，就可以读写 writeCharacteristic，每个服务和characteristic都有一个UUID来唯一确定，所有想要开发BLE必须知道你想要用哪个服务的那个characteristic也就是要知道对应的UUID。

private void writeCharacteristic(String writeValue) {
    BluetoothGattCharacteristic characteristic =
            getCharacteristic(CHARACTERISTIC_UUID);
    if (characteristic == null) return;
    characteristic.setValue(writeValue);
    mBluetoothGatt.writeCharacteristic(characteristic);
}
private void readCharacteristic() {
    BluetoothGattCharacteristic characteristic =
            getCharacteristic(CHARACTERISTIC_UUID);
    if (characteristic != null) mBluetoothGatt.readCharacteristic(characteristic);
}

6.BluetoothGattCallback实现
根据BluetoothGattCallback判断当前状态。获取是否连接成功、是否断开连接、读写Characteristic是否成功等。

private final BluetoothGattCallback mGattCallbacks = new BluetoothGattCallback() {
    @Override
    //获取连接状态方法，BLE设备连接上或断开时，会调用到此方
    public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState) {
        if (DEBUG) Log.d(TAG, "onConnectionStateChange");
        if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
            if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
                showMessage("Bluetooth LE connected");
            }
            else if (status == BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED) {
                showMessage("Bluetooth LE disconnected");
            }
        }
    }

    //成功发现设备的services时，调用此方法
    @Override
    public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
        if ((status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) &&
                (mBluetoothGatt.getService(SERVICE_UUID) != null)) {
            showMessage("Discover service Successful !!!");
        }
    }

    //读写characteristic时会调用到以下方法
    @Override
    public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt， BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
        if ((status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) &&
                (characteristic.getUuid().equals(CHARACTERISTIC_UUID))) {
            showMessage(characteristic.getStringValue(0));
        }
    }

    @Override
    public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
        BluetoothGattCharacteristic mCharacteristic =
                getCharacteristic(CHARACTERISTIC_UUID);
        if ((status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) &&
                (characteristic.getStringValue(0).equals(mCharacteristic.getStringValue(0)))) {
            showMessage("CharacteristicWrite Successful !!!");
        }
    }
};

7.断开链接

mBluetoothGatt.disconnect();

以上是客户端（进行消息发送）的实现，下面介绍服务端实现方法。
服务端实现比较简单，首先创建BluetoothManager，使用openGattServer实例mGattServer。openGattServer需要一个BluetoothGattServerCallback回调。创建BluetoothGattService，再把BluetoothGattService添加到BluetoothGattServer中。

BluetoothManager  mBluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
BluetoothGattServer mGattServer = mBluetoothManager.openGattServer(this, mCallbacks);
BluetoothGattService mService = createService();
mGattServer.addService(mService);

BluetoothGattServerCallback回调的实现，在这个回调里面可以获取到服务端发送过来的消息，连接状态等

    private final BluetoothGattServerCallback mCallbacks = new BluetoothGattServerCallback() {
        @Override
        //获取连接状态方法，BLE设备连接上或断开时，会调用到此方
        public void onConnectionStateChange(BluetoothDevice device, int status, int newState) {
            if (DEBUG) Log.d(TAG, "onConnectionStateChange: newState=" + newState);
            if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
                if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
                    mDevice = device;
                    String devicename = device.getName();
                    String address = device.getAddress();
                    notifyConnected(devicename);
                    beginNotification();
                } else if (status == BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED) {
                    stopNotification();
                    notifyDisconnected();
                    mDevice = null;
                }
            }
        }

        //service添加成功会调用此方
        @Override
        public void onServiceAdded(int status, BluetoothGattService service) {
            if (DEBUG) Log.d(TAG, "onServiceAdded()");
            if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) notifyServiceAdded();
        }

        //读写Characteristic，在此获得客户端发来的消息
        @Override
        public void onCharacteristicWriteRequest(BluetoothDevice device, int requestId,BluetoothGattCharacteristic characteristic,
                                                 boolean preparedWrite, boolean responseNeeded,int offset, byte[] value) {
            if (DEBUG) Log.d(TAG, "onCharacteristicWriteRequest: preparedWrite=" + preparedWrite);
            try{
                mCharacteristicString = new String(value); //客户端发来的消息
            }catch(Exception e){
            }
            notifyCharacteristicWriteRequest(mCharacteristicString);
        }
    }

    @Override
    public void onCharacteristicReadRequest(BluetoothDevice device, int requestId,
                                            int offset, BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
        if (DEBUG) Log.d(TAG, "onCharacteristicReadRequest()");
        notifyCharacteristicReadRequest();
    }
};

再发几张我这个测试应用的操作截图
1.在server端点击Start Server,上面文本提示BLE SERVICE ADDED

2.在Client端，输入服务端手机的蓝牙地址，然后点在onnect

3.进行配对,两台手机分别点击配对

4.客户端点击Discover service,Toast提示Discover service Successful。
服务端显示Device Connect。

5.客户端输入要发送的字符"123456"，点击Write Characteristic。
服务端接收到发送过来的字符，显示Device Write:123456

6.客户端点击Disconnect断开连接
服务端显示Device Disconnected

android BLE蓝牙开发

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