BLE扫描和广播

场景介绍

通过BLE扫描和广播提供的开放能力，可以根据指定状态获取外围设备、启动或停止BLE扫描、广播。

接口说明

表1 BLE中心设备管理类BleCentralManager的主要接口
接口名	功能描述
startScan(List<BleScanFilter> filters)	进行BLE蓝牙扫描，并使用filters对结果进行过滤。
stopScan()	停止BLE蓝牙扫描。
getDevicesByStates(int[] states)	根据状态获取连接的外围设备。
BleCentralManager(Context context, BleCentralManagerCallback callback)	获取中心设备管理对象。

表2 中心设备管理回调类BleCentralManagerCallback的主要接口
接口名	功能描述
scanResultEvent(BleScanResult result)	扫描到BLE设备的结果回调。
groupScanResultsEvent(List<BleScanResult> scanResults)	扫描到一组BLE设备的结果回调。
scanFailedEvent(int resultCode)	启动扫描失败的回调。

表3 BLE广播相关的BleAdvertiser类和BleAdvertiseCallback类的主要接口
接口名	功能描述
BleAdvertiser(Context context, BleAdvertiseCallback callback)	用于获取广播操作对象。
startAdvertising(BleAdvertiseSettings settings, BleAdvertiseData advData, BleAdvertiseData scanResponse)	进行BLE广播，第一个参数为广播参数，第二个为广播数据，第三个参数是扫描和广播数据参数的响应。
stopAdvertising()	停止BLE广播。
startResultEvent(int result)	广播回调结果。

中心设备进行BLE扫描

进行BLE扫描之前先要继承BleCentralManagerCallback类实现scanResultEvent和scanFailedEvent回调函数，用于接收扫描结果。
调用BleCentralManager(BleCentralManagerCallback callback)接口获取中心设备管理对象。
获取扫描过滤器，过滤器为空时为不使用过滤器扫描，然后调用startScan()开始扫描BLE设备，在回调中获取扫描到的BLE设备。

// 实现扫描回调
public class ScanCallback implements BleCentralManagerCallback{
    List<BleScanResult> results = new ArrayList<BleScanResult>();
    @Override
    public void scanResultEvent(BleScanResult resultCode) {
        // 对扫描结果进行处理
        results.add(resultCode);
    }
    @Override    
    public void scanFailedEvent(int resultCode) {        
        HiLog.warn(TAG,"Start Scan failed, Code: %{public}d", resultCode);    
    }
    @Override
    public void groupScanResultsEvent(final List<BleScanResult> scanResults){
        // 对扫描结果进行处理
    }
}
// 获取中心设备管理对象
private ScanCallback centralManagerCallback = new ScanCallback();
private BleCentralManager centralManager = new BleCentralManager(context, centralManagerCallback);
// 创建扫描过滤器然后开始扫描
List<BleScanFilter> filters = new ArrayList<BleScanFilter>();
centralManager.startScan(filters);

外围设备进行BLE广播

进行BLE广播前需要先继承advertiseCallback类实现startResultEvent回调，用于获取广播结果。
调用接口BleAdvertiser(Context context, BleAdvertiseCallback callback)获取广播对象，构造广播参数和广播数据。
调用startAdvertising(BleAdvertiseSettings settings, BleAdvertiseData advData, BleAdvertiseData scanResponse)接口开始BLE广播。

// 实现BLE广播回调
private BleAdvertiseCallback advertiseCallback = new BleAdvertiseCallback() {
    @Override    
    public void startResultEvent(int result) {
        if(result == BleAdvertiseCallback.RESULT_SUCC){
            // 开始BLE广播成功
        }else {
            // 开始BLE广播失败
        }
    }
};
// 获取BLE广播对象
private BleAdvertiser advertiser = new BleAdvertiser(this,advertiseCallback);
// 创建BLE广播参数和数据
private BleAdvertiseData data = new BleAdvertiseData.Builder()           
                        .addServiceUuid(SequenceUuid.uuidFromString(Server_UUID)) // 添加服务的UUID                  
                        .addServiceData(SequenceUuid.uuidFromString(Server_UUID), new byte[]{0x11}) // 添加广播数据内容
                        .build();
private BleAdvertiseSettings advertiseSettings = new BleAdvertiseSettings.Builder()                        
                       .setConnectable(true) // 设置是否可连接广播
                       .setInterval(BleAdvertiseSettings.INTERVAL_SLOT_DEFAULT) // 设置广播间隔
                       .setTxPower(BleAdvertiseSettings.TX_POWER_DEFAULT) // 设置广播功率
                       .build();
// 开始广播
advertiser.startAdvertising(advertiseSettings, data, null);

BLE中心设备与外围设备进行数据交互

场景介绍

BLE外围设备和中心设备建立GATT连接，通过该连接中心设备可以获取外围设备支持的Service、Characteristic、Descriptor、RSSI等数据。同时，中心设备可以向外围设备进行数据请求，并向外围设备写入Characteristic、Descriptor等特征值数据。

接口说明

低功耗蓝牙外围设备操作类BlePeripheralDevice的接口说明如下。

表1 低功耗蓝牙外围设备操作API介绍
接口名	功能描述
connect(boolean isAutoConnect, BlePeripheralCallback callback)	重新连接GATT外围设备，isAutoConnect表示是否自动进行连接。
discoverServices()	搜索外围设备支持的服务，特征和描述。
getServices()	获取外围设备支持的所有GATT服务。
getService(UUID uuid)	根据UUID获取外围设备支持的某个GATT服务。
disconnect()	与外围设备断开BLE连接。
close()	关闭蓝牙GATT客户端。
readCharacteristic(GattCharacteristic characteristic)	读取外围设备GATT特征。
writeCharacteristic(GattCharacteristic characteristic)	写指定外围设备的GATT特征值。
setNotifyCharacteristic(GattCharacteristic characteristic, boolean enable)	设置指定GATT特征通知的使能/去使能。
readDescriptor (GattDescriptor descriptor)	读取外围设备GATT描述值。
writeDescriptor(GattDescriptor descriptor)	写指定外围设备的GATT描述值。
readRemoteRssiValue()	读取已连接外围设备的RSSI。
requestBleConnectionPriority(int connPriority)	请求链接参数更新。
requestBleMtuSize(int mtu)	请求用于给定连接的MTU大小。

低功耗蓝牙外围设备操作回调类BlePeripheralCallback的接口说明如下。

表2 低功耗蓝牙外围设备操作回调API介绍
接口名	功能描述
servicesDiscoveredEvent(int status)	外围设备服务发生更新触发的回调。
connectionStateChangeEvent(int connectionState)	外围设备GATT连接状态发生变化时的回调。
characteristicReadEvent(GattCharacteristic characteristic, int ret)	GATT特征值读操作回调。
characteristicWriteEvent(GattCharacteristic characteristic, int ret)	GATT特征值写操作回调。
characteristicChangedEvent(GattCharacteristic characteristic)	外围设备特征通知触发的回调。
descriptorReadEvent(GattDescriptor descriptor, int ret)	GATT描述值读操作回调。
descriptorWriteEvent(GattDescriptor descriptor, int ret)	GATT描述值写操作回调。
readRemoteRssiEvent(int rssi, int ret)	外围设备发来读取RSSI的回调。
mtuUpdateEvent(int mtu, int ret)	GATT设备链接的MTU变化通知的回调。

开发步骤

调用startScan()接口启动BLE扫描来获取外围设备。
获取到外围设备后，调用connect(boolean isAutoConnect, BlePeripheraCallback callback)建立与外围BLE设备的GATT连接，boolean参数isAutoConnect用于设置是否允许设备在可发现距离内自动建立GATT连接。
启动GATT连接后，会触发connectionStateChangeEvent(int connectionState)回调，根据回调结果判断是否连接GATT成功。
在GATT连接成功时，中心设备可以调用discoverServices()接口，获取外围设备支持的Services、Characteristics等特征值，在回调servicesDiscoveredEvent(int status)中获取外围设备支持的服务和特征值，并根据UUID判断是什么服务。
根据获取到的服务和特征值，调用read和write方法可以读取或者写入对应特征值数据。

private List<GattService> services;
// 创建扫描过滤器然后开始扫描
List<BleScanFilter> filters = new ArrayList<BleScanFilter>();
centralManager.startScan(filters);
// 与外围设备建立连接，允许自动回连，连接会触发connectionStateChangeEvent回调
private BlePeripheralDevice peripheralDevice = BlePeripheralDevice.createInstance(address); // address为远端设备地址
MyBlePeripheralCallback callback = new MyBlePeripheralCallback();
peripheralDevice.connect(true, callback);
// 连接后读取外围设备RSSI值，获取后触发readRemoteRssiEvent()回调
peripheralDevice.readRemoteRssiValue();

// 实现外围设备操作回调
private class MyBlePeripheralCallback extends BlePeripheralCallback {
    @Override
    public void connectionStateChangeEvent(int connectionState) { // GATT连接状态变化回调
        if (connectionState == ProfileBase.STATE_CONNECTED){
            peripheralDevice.discoverServices(); // 连接成功获取外围设备的Service
        } 
    }

    @Override
    public void servicesDiscoveredEvent(int status) { // 获取外围设备Service的回调
        if (status == BlePeripheralDevice.OPERATION_SUCC){
            services = peripheralDevice.getServices(); // 获取Service成功后获服务列表
            for (GattService service : services){
                // 对每个服务进行相应操作
            }
        }
    }

    @Override
    public void characteristicChangedEvent(GattCharacteristic charecteristic) { // 外围设备主动向中心设备发送特征值通知时触发回调
        // 根据通知的charecteristic获取特征值携带的数据
    }

    @Override
    public void characteristicWriteEvent(GattCharacteristic charecteristic, int ret) {
        if (ret == BlePeripheralDevice.OPERATION_SUCC){
            // 向外围设备写特征值数据成功后的操作
        }
    }

    @Override
    public void characteristicReadEvent(GattCharacteristic charecteristic, int ret) {
        if (ret == BlePeripheralDevice.OPERATION_SUCC){
            // 向外围设备读特征值数据成功后的操作
        }
    }

    @Override
    public void descriptorReadEvent(GattDescriptor descriptor, int ret) {
            // 向外围设备读描述值数据成功后的操作
    }

    @Override
    public void descriptorWriteEvent(GattDescriptor descriptor, int ret) {
           // 向外围设备写描述值数据成功后的操作
    }

    @Override
    public void readRemoteRssiEvent(int rssi, int ret) {   
        if (ret == BlePeripheralDevice.OPERATION_SUCC){
            // 读取外围设备RSSI值成功后的操作，对端RSSI值为rssi
        }
    }
}

BLE外围设备数据管理

场景介绍

BLE外围设备作为服务端，可以接收来自中心设备（客户端）的GATT连接请求，应答来自中心设备的特征值内容读取和写入请求，并向中心设备提供数据，从而实现信息交互和消息同步。同时外围设备还可以主动向中心设备发送数据。

接口说明

低功耗蓝牙外围设备操作类BlePeripheralManager的接口说明如下。

表1 外围设备管理API介绍
接口名	功能描述
BlePeripheralManager(Context context, BlePeripheralManagerCallback callback, int transport)	获取外围设备管理回调对象。
getServices()	获取外围设备的所有服务。
addService(GattService service)	将GATT服务加入服务端。
cancelConnection(BlePeripheralDevice device)	取消与中心设备的GATT连接。
clearServices()	删除所有的GATT服务。
close()	关闭GATT服务端。
getDevicesByStates(int[] states)	通过状态获取连接的中心设备列表。
notifyCharacteristicChanged(BlePeripheralDevice device, GattCharacteristic characteristic, boolean confirm)	通知中心设备特征值出现变化。
removeGattService(GattService service)	移除特定的服务。
sendResponse(BlePeripheralDevice device, int requestId, int status, int offset, byte[] value)	发送回复给中心设备。

低功耗蓝牙外围设备管理回调类BlePeripheralManagerCallback的接口说明如下。

表2 外围设备管理回调API介绍
接口名	功能描述
receiveCharacteristicReadEvent(BlePeripheralDevice device, int requestId, int offset, GattCharacteristic characteristic)	收到中心设备对特征值的读取请求回调。
receiveCharacteristicWriteEvent(BlePeripheralDevice device, int requestId, GattCharacteristic characteristic, boolean isPrep, boolean needRsp, int offset, byte[] value)	收到中心设备对特征值的写入请求。
connectionStateChangeEvent(BlePeripheralDevice device, int interval, int latency, int timeout, int status)	中心设备连接事件回调。
receiveDescriptorReadEvent(BlePeripheralDevice device, int transId, int offset, GattDescriptor descriptor)	收到中心设备对描述值的读取请求回调。
receiveDescriptorWriteRequestEvent(BlePeripheralDevice device, int transId, GattDescriptor descriptor, boolean isPrep, boolean needRsp, int offset, byte[] value)	收到中心设备对描述值的写入请求回调。
executeWriteEvent(BlePeripheralDevice device, int requestId, boolean execute)	向中心设备执行写入操作的回调。
mtuUpdateEvent(BlePeripheralDevice device, int mtu)	中心设备MTU值变化的回调。
notificationSentEvent(BlePeripheralDevice device, int status)	向中心设备发送通知的回调。
serviceAddedEvent(int status, GattService service)	向外围设备添加服务结果回调。

开发步骤

调用BlePeripheralManager(Context context, BlePeripheralManagerCallback callback, int transport)接口创建外围设备服务端并开启服务。
调用GattService(UUID uuid, boolean isPrimary)接口创建服务对象，向外围设备添加服务。
从回调接口onCharacteristicWriteRequest中获取中心设备发送来的消息，调用notifyCharacteristicChanged接口向中心设备发送通知。

private BlePeripheralDevice blePeripheralDevice;
private MyBlePeripheralManagerCallback peripheralManagerCallback = new MyBlePeripheralManagerCallback();
// 创建外围设备服务端并开启服务
private BlePeripheralManager peripheralManager = new BlePeripheralManager(this, peripheralManagerCallback, 0);
// 创建服务对象，向外围设备添加服务
private GattService service = new GattService(UUID.fromString(Service_UUID), true);
private GattCharacteristic writeCharacteristic = new GattCharacteristic(Character_UUID, 
GattCharacteristic.PROPERTY_WRITE, GattCharacteristic.PROPERTY_WRITE);
service.addCharacteristic(writeCharacteristic);
peripheralManager.addServerService(service);
// 向中心设备发送通知
writeCharacteristic.setValue(data);
peripheralManager.notifyCharacteristicChanged(blePeripheralDevice, writeCharacteristic, false);

// 外围设备管理回调
public class MyBlePeripheralManagerCallback extends BlePeripheralManagerCallback {
    // 中心设备向外围设备写入数据回调
    @Override
    public void receiveCharacteristicWriteEvent(BlePeripheralDevice device, int requestId, 
        GattCharacteristic characteristic, boolean isPrep, boolean needRsp, int offset, byte[] value){ 
            // 中心设备写入外围设备的数据为value，对数据进行处理
    }
    // 外围设备连接状态变化回调
    @Override
    public void connectionStateChangeEvent(BlePeripheralDevice device, int interval, int latency, int timeout, int status){
        if (status == ProfileBase.STATE_CONNECTED) {
            // 中心设备连接服务端成功
            blePeripheralDevice = device;
        }
    }
    // 向中心设备发送通知回调
    @Override
    public void notificationSentEvent(BlePeripheralDevice device, int status){
        if (status == BlePeripheralDevice.OPERATION_SUCC) {
            // 向对中心设备发送通知成功回调
        }
    }
}

HarmonyOS学习路之开发篇—网络与连接（蓝牙开发二）

BLE扫描和广播

场景介绍

接口说明

中心设备进行BLE扫描

外围设备进行BLE广播

BLE中心设备与外围设备进行数据交互

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BLE外围设备数据管理

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开发步骤

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