android BLE从入门到精通开发

目前智能家居都被看成是下一个科技爆发点，而智能家居里面使用的技术，响应最高的就算是BLE了，下面，我们说一下android怎么开发BLE，和要注意的一些问题：

1.首先，得知道，android是从android4.3版本才开始支持BLE的，所以，开发的前提就是要知道系统的支持：

if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT < 18) {
    // 说明sdk不够高版本
}

2.声明权限，BLE，就是低功耗蓝牙的英文缩写，所以，就是要开启蓝牙的权限，在manifest添加：

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

3.获取适配器，这里需要注意，和经典蓝牙有个点区别（千万别搞错了）：

mBluetoothManager = (BluetoothManager)context.getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
mBluetoothAdapter = mBluetoothManager.getAdapter();

4.查看手机蓝牙是否开启，如果未开启，则需要主动开启（不推荐），或者提示用户开启（推荐）：

if (!mBluetoothAdapter.isEnabled()) {
    startActivityForResult(new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE), 0);  // 弹对话框的形式提示用户开启蓝牙
    //mBluetoothAdapter.enable(); // 强制开启，不推荐使用
}

// 注册个广播监听这个值，就可以获取到蓝牙的开关状态
if (action.equals(BluetoothAdapter.ACTION_STATE_CHANGED)) { // 蓝牙开关发生变化
    // 这里可以直接使用mBluetoothAdapter.isEnabled()来判断当前蓝牙状态
    return;
}

5.接下来就是扫描BLE，这里有2个部分，android4.3-5.0的版本，和5.0+的版本：

// 4.3-5.0版本
mBluetoothAdapter.stopLeScan(lescancallback);   // 停止扫描
mBluetoothAdapter.startLeScan(lescancallback);  // 开始扫描
private LeScanCallback lescancallback = new LeScanCallback() {
    @Override
    public void onLeScan(BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {
        // device 就是扫描到的蓝牙对象，里面各种跟蓝牙有关的信息
        // rssi信号强度，这个值是个负数，范围一般为0到-100，负数越大，代表信号越弱，一般如果超过-90，连接会出现不理想的情况
        // scanRecord广播数据，里面的数据就是蓝牙设备希望手机在连接它之前，让手机知道的信息（稍后的篇章讲解广播数据的组成格式，并且如何解析）
    }
};

// 5.0+版本
BluetoothLeScanner scaner = mBluetoothAdapter.getBluetoothLeScanner();  // android5.0把扫描方法单独弄成一个对象了
scaner.stopScan(mScanCallback);   // 停止扫描
scaner.startScan(mScanCallback);  // 开始扫描
private ScanCallback mScanCallback = new ScanCallback() {
    @Override
    public void onScanResult(int callbackType, ScanResult result) {
        super.onScanResult(callbackType, result);
        // callbackType：确定这个回调是如何触发的
        // result：包括4.3版本的蓝牙信息，信号强度rssi，和广播数据scanRecord
    }
    @Override
    public void onBatchScanResults(List<ScanResult> results) {
        super.onBatchScanResults(results);
        // 批量回调，一般不推荐使用，使用上面那个会更灵活
    }
    @Override
    public void onScanFailed(int errorCode) {
        super.onScanFailed(errorCode);
        // 扫描失败，并且失败原因
    }
};

因为有2种回调方法，最好在开发的时候，重新打包封装成一个类，根据系统不同，而分别调用不同的方法，因为google会想到推出新方法，那固然会在以后的某个版本把老方法取消。
需要注意的是：

• 在扫描前，最好先调用一次停止扫描
• 而且扫描和停止扫描里面的参数对象必须是同一个，所以，这里不能用匿名的方式来创建扫描回调
• 不要长时间开始扫描，停止扫描，开始扫描，这样的循环，扫描是很耗电的，部分机型这样会导致蓝牙死机
• 当扫描到自己需要的设备时，停止扫描。

6.连接BLE，大部分手机可以通过MAC来直接连接，不需要扫描，小部分一定要先扫描到才可以进行连接（目前所知型号红米1s）：

mBluetoothAdapter.stopLeScan(lescancallback);     // 停止扫描，连接前，必须停止扫描，不然，失败率很高
device = mBluetoothAdapter.getRemoteDevice(mac);  // 通过mac地址获取蓝牙对象，或者可以直接用扫描到的对象，效果都是一样
mBluetoothGatt = device.connectGatt(context, false, mGattCallback);
// BLE连接回调
private BluetoothGattCallback mGattCallback = new BluetoothGattCallback() {
    @Override
    public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, final int status, final int newState) {
        super.onConnectionStateChange(gatt, status, newState);
            handl.post(new Runnable() {
                public void run() {
        if (status != BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) { // 连接失败判断
            return;
        }
        if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) { // 连接成功判断
            mBluetoothGatt.discoverServices(); // 发现服务
            return;
        }
        if (newState == BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED) {  // 连接断开判断
            return;
        }
    }

    @Override
    public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, final int status) {
        super.onServicesDiscovered(gatt, status);
        if (status != BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) { // 发现服务失败
            return;
        }
        //不是失败的情况就是成功
    }

    @Override
    public void onDescriptorWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattDescriptor descriptor, final int status) {
        super.onDescriptorWrite(gatt, descriptor, status);
        if (status != BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {  // 写Descriptor失败
            return;
        }
        //不是失败的情况就是成功
    }

    @Override
    public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
        super.onCharacteristicChanged(gatt, characteristic);
        //BLE设备主动向手机发送的数据时收到的数据回调
        characteristic.getValue(); // 通过这个方法来提取收到的数据
    }
    @Override
    public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
        super.onCharacteristicWrite(gatt, characteristic, status);
        if (status != BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {  // 写数据失败
            return;
        }
    }
// 还有很多其他回调方法，这里就不一一介绍了
};

需要注意的是：

• BLE连接成功并不意味着可以通信，需要发现服务后，才可以正常通信，不要问我为什么，因为这就是BLE协议
• 以手机开启蓝牙为起始点，对某个设备第一次连接，速度会比较慢，这个速度主要取决于BLE设备的广播频率(不懂广播频率？就问你们固件工程师吧)，第二次以后，会快很多，因为手机会缓存很多信息，比如虽然需要重新发现服务，但是实际上，手机并没有去发现服务，而是用了缓存的服务。所以，会比较快
• 中间可能会有回调很多错误，记住一点，不要去深究是什么原因，因为android文档上面没有说，所以，最好的解决方法就是，一旦出现错误，就断开，重新连接，因为BLE底层会对失败进行多次重试，如果告诉你出错误了，也就是说其实底层已经重试了很多次了，还是错误。所以，直接断开，重连就行了

7.获取通信特征值：BLE连接成功后，就需要发现服务，发现服务后，就需要发现特征值，这个特征值才是真正BLE通信需要用到的东西。发现服务后，服务里面有很多BluetoothGattService，这个BluetoothGattService，你可以看做是一个个的文件夹，里面包含了很多文件（特征值BluetoothGattCharacteristic）

private static final String DATA_SERVICE_UUID = "0000f1f0-0000-1000-8000-00805f9b34fb";
BluetoothGattService data_service = mBluetoothGatt.getService(UUID.fromString(DATA_SERVICE_UUID));  // 先获取BluetoothGattService
BluetoothGattCharacteristic txd_charact = data_service.getCharacteristic(UUID.fromString(TXD_CHARACT_UUID)); // 再通过BluetoothGattService获取BluetoothGattCharacteristic特征值

8.手机往BLE设备写入数据：获取到特征值后，就可以正式的进行通信了，手机往设备写数据：

txd_charact.setValue(senddatas);  // 往通道写数据

注意：因为大部分BLE只支持最大20byte的通信，所以，如果有大于20byte的数据需要发送，请拆成多个20byte以内的数组，进行分包发送（当然后面我们会讲如何一次性发送超过20byte的方法）
9.BLE设备主动往手机写数据：这个功能叫做notify、indecation（用这种方式的比较少，微信BLE就是用这种方式），汉语叫可通知属性（不是所有的通道都有这个属性），要主动去开启（有些不规范的BLE设备已经默认开启，可以省略这步）。成功与否，需要看回调（看上面第6点）

if (0 != (charact.getProperties() & BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_NOTIFY)) { // 查看是否带有可通知属性notify
    mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(charact, true);
    BluetoothGattDescriptor descriptor = charact.getDescriptor(UUID.fromString("00002902-0000-1000-8000-00805f9b34fb")); // 这包数据什么意思，可以不用管，反正是固定这包数据就是了。
descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);
    mBluetoothGatt.writeDescriptor(descriptor);
} else if (0 != (charact.getProperties() & BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_INDICATE)) {  // 查看是否带有indecation属性
    mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(charact, true);
    BluetoothGattDescriptor descriptor = charact.getDescriptor(UUID.fromString("00002902-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
    descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_INDICATION_VALUE);
    mBluetoothGatt.writeDescriptor(descriptor);
}

到这里还不够，上面的只是设置BLE设备可以主动向手机发送数据，手机还需要开启是否接收BLE设备发来的数据：这里设置成功与否没有回调，运行了这段代码，就设置成功了

mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(charact, enable);  // 设置手机是否接收BLE设备发来的数据

10.断开连接：也有相应的回调（看上面第6点）

mBluetoothGatt.disconnect();

需要注意的是：android的BLE有很多问题，如果一定时间（一般5秒，根据BLE设备不同而不同）内没有回调断开，则需要强制关一下手机蓝牙，至于是强制开是强制开，还是用提示用户的方式，根据自己的需求而定