http://www.itkeyword.com/doc/7802444777000507x499/android-BLE

バックグラウンド

前のセクションでは、BLEモジュールのBluetooth Android検索方法を紹介しました。Bluetoothモジュールを検索した後、Bluetoothと携帯電話の間でデータを通信できます。つまり、Android携帯電話とBLEモジュールの間の相互データ転送を実現できます。。この記事では携帯電話に焦点を当てます。端末とBluetooth端末のプログラミングと相互作用は、コードと現象から始まり、BLEの使用法を徐々に理解しています。

BLEモジュールコード分析

サービスを作成する

公式の北欧コードはここで変更されます。
ここでは、最初にコードを投稿して、コードが実現する必要のある機能を明確にし、次に、これらのコードがBluetoothプロトコルにどのように対応するかを分析し続けます。
まず、多くの初期化コードを含むmain関数から始めて、プロトコルスタックを初期化し、関連するコンテンツを登録します。図に示すように、あまり注意を払う必要はありません。まず、このサービスの初期化を確認します。関数。
ここに写真の説明を書いてください

Bluetoothモジュールに機能を追加する必要がある場合は、BLEモジュールでサービスをカスタマイズし、特定の方法で初期化する必要があります。現在定義されているサービスの初期化コードは次のとおりです。

/**@brief Function for initializing services that will be used by the application. */
static void services_init(void)
{
    uint32_t         err_code;
    ble_nus_init_t   nus_init;

    memset(&nus_init, 0, sizeof(nus_init));

    nus_init.data_handler = nus_data_handler;

    err_code = ble_nus_init(&m_nus, &nus_init);
    APP_ERROR_CHECK(err_code);
}

その中で、 ble_nus_init_t は、サービスによって提供されるインターフェースであり、このサービスの基本的な機能要件を定義します。nus_data_handler関数は、必要に応じてさまざまに実装できます。

typedef struct
{
    ble_nus_data_handler_t   data_handler;            /**< Event handler to be called for handling received data. */
} ble_nus_init_t;

独自のnus_data_handlerを実装してみましょう。ここでは、Bluetoothで受信したデータをBLE経由で携帯電話に直接送信します。

void nus_data_handler(ble_nus_t * p_nus, uint8_t * p_data, uint16_t length)
{
        ble_nus_send_string(&m_nus, p_data, length);
}

次に、ble_nus_init関数を呼び出してサービスを登録します。

uint32_t ble_nus_init(ble_nus_t * p_nus, const ble_nus_init_t * p_nus_init)
//参数：
// ble_nus_t * p_nus 自定义服务的结构体接口
// ble_nus_init_t * p_nus_init 我们在上面定义的回调接口，存储回调

ble_nus_tを見てみましょう。このインターフェースは、サービスに含まれる属性とメソッドを格納し、サービスのコアです。

typedef struct ble_nus_s
{
    uint8_t                  uuid_type;         //uuid类型
    uint16_t                 service_handle;    //服务回调
    ble_gatts_char_handles_t tx_handles;        //关联TX characteristic
    ble_gatts_char_handles_t rx_handles;        //关联 RX characteristic
    uint16_t                 conn_handle;       //连接
    bool                     is_notification_enabled;  //是否准备好 RX characteristic
    ble_nus_data_handler_t   data_handler;      //处理接收到的数据回调
} ble_nus_t;

ble_nus_init函数中，我们首先对这个结构体的变量进行初始化。初始化完毕后就可以使用nordic为我们提供的协议栈函数sd_ble_uuid_vs_add进行Service注册了。这里的参数总我们为服务指定一个uuid。

现在有了服务，我们就需要为服务添加功能了，我们要使用BLE与手机进行通信，所以最基本的功能就是数据的接收与发送。

所以接下来要做的就为Service是添加两个Characteristic，分别用作发送和接收。我们需要为这两个Characteristic也分别指定相应的UUid。
下面是初始化代码

uint32_t ble_nus_init(ble_nus_t * p_nus, const ble_nus_init_t * p_nus_init)
{
    uint32_t        err_code;
    ble_uuid_t      ble_uuid;
    ble_uuid128_t   nus_base_uuid = {
     
     0x9E, 0xCA, 0xDC, 0x24, 0x0E, 0xE5, 0xA9, 0xE0,
                                     0x93, 0xF3, 0xA3, 0xB5, 0x00, 0x00, 0x40, 0x6E};
    //6e400000-b5a3-f393-e0a9-e50e24dcca9e

    if ((p_nus == NULL) || (p_nus_init == NULL))
    {
        return NRF_ERROR_NULL;
    }

    // Initialize service structure.
    p_nus->conn_handle              = BLE_CONN_HANDLE_INVALID;
    p_nus->data_handler             = p_nus_init->data_handler;
    p_nus->is_notification_enabled  = false;


    /**@snippet [Adding proprietary Service to S110 SoftDevice] */

    // Add custom base UUID.
    err_code = sd_ble_uuid_vs_add(&nus_base_uuid, &p_nus->uuid_type);
    if (err_code != NRF_SUCCESS)
    {
        return err_code;
    }

    ble_uuid.type = p_nus->uuid_type;
    ble_uuid.uuid = BLE_UUID_NUS_SERVICE;

    // Add service.
    err_code = sd_ble_gatts_service_add(BLE_GATTS_SRVC_TYPE_PRIMARY,
                                        &ble_uuid,
                                        &p_nus->service_handle);
    /**@snippet [Adding proprietary Service to S110 SoftDevice] */
    if (err_code != NRF_SUCCESS)
    {
        return err_code;
    }

    // Add RX Characteristic.
    err_code = rx_char_add(p_nus, p_nus_init);
    if (err_code != NRF_SUCCESS)
    {
        return err_code;
    }

    // Add TX Characteristic.
    err_code = tx_char_add(p_nus, p_nus_init);
    if (err_code != NRF_SUCCESS)
    {
        return err_code;
    }

    return NRF_SUCCESS;
}

这样就完成了蓝牙Service的初始化，下面我们就可以开启广播。

static void advertising_start(void)
{
    uint32_t             err_code;
    ble_gap_adv_params_t adv_params;

    // Start advertising
    memset(&adv_params, 0, sizeof(adv_params));
    // 设置广播数据包的信息
    adv_params.type        = BLE_GAP_ADV_TYPE_ADV_IND;
    adv_params.p_peer_addr = NULL;
    adv_params.fp          = BLE_GAP_ADV_FP_ANY;
    adv_params.interval    = APP_ADV_INTERVAL;
    adv_params.timeout     = APP_ADV_TIMEOUT_IN_SECONDS;

    err_code = sd_ble_gap_adv_start(&adv_params);
    APP_ERROR_CHECK(err_code);

    nrf_gpio_pin_set(ADVERTISING_LED_PIN_NO);
}

这样，BLE模块端的基本功能就已经建立起来了。

通信过程简述

有了直观的代码，下面我们看看芯片内部做了些什么。

广播与连接

手机连接BLE模块时，BLE模块会有间隔地发送广播数据包，每次发送完数据包后模块会等待连接信息，当手机收到模块的数据包后，就会发出请求，请求更多数据包，称为扫描回应。

手机端会间隔地向BLE模块请求数据，而在这个请求的间隔，BLE模块就会像手机端发送数据包，数据包的大小是20字节。也就是说，我们在传输过程中，每次传输的buffer中的内容不应超过20字节。

上述过程在蓝牙的GAP中定义，也就是通用访问规范。

数据传输

当手机与BLE模块建立连接后，我们就可以开始数据传输，这些在蓝牙的GATT中定义，称为通用属性配置文件。

这里我们主要说说上文所建立的Service与Characteristic。

简单地说，我们可以认为Service中包含着一组Characteristic，而Characteristic就是为我们提供了数据，我们要发送的数据都要被组装到Characteristic中。

在此之上，一个profile中会包含一组Service，而每个Characteristic中又包含了一些属性。属性可以定义为属性或者描述符，描述符是一段信息，为了给人读的。

而这些GATT中的这些内容都有UUID，我们在用Android端读取的时候可以通过UUID一层一层地找出我们需要的内容。而在建立这些内容时，有的UUID需要我们根据情况自己定义，有的在协议栈中给出。

上面的代码所做的事情就是为我们自己定义一个Service，而在这个Service中我们又定义了两个Characteristic，一个用来读取接收到的数据，一个用于发送接收到的数据。当我们收到数据后触发回调函数，处理我们收到的数据，发送数据则是底层调用了协议栈的sd_ble_gatts_hvx函数。

手机端发送数据时会先找到Service，再由此通过UUID拿到Characteristic，向Characteristic中写入数据，这样BLE模块就可以接收到数据了。

相关推荐：Android 【蓝牙4.0 BLE 低功耗可穿戴设备】开发总结

最近在做可穿戴设备APP端的开发，之前没有相关知识的接触（android官方4.3版本才推出），在网上找了许久，资料也特别特别的少，无赖自己参考官方demo和

Android端代码设计与分析

总体结构

通过上述对BLE模块实现原理的分析，我们可以大概了解到Android端具体要做的一些工作，主要如下。

1.发送连接请求，连接BLE模块

2.寻找相应的 Service和 Characteristic

3.从 Characteristic中根据UUID进行读取和写入

前のセクションでは、AndroidとBLE検索についてすでに学習しました。次に、次の関数の設計を開始します。

BLE接続用のサービスを確立します（これはAndroidの4つの主要コンポーネントのサービスであることに注意してください）。このサービスは、バックグラウンドでのBLEモジュールとの接続、そのデータ送信、および関連する監視を維持するために使用されます。同時に、BLEアクティビティを操作する必要があります。でブロードキャストレシーバーを作成します。本サービスでBLEステータスの変更を監視すると、フロントエンドページのステータスを変更するためにブロードキャストレシーバーにブロードキャストされます。

次の図は、プログラムの基本構造を示しています。

Raphaël2.1.0で作成BLEActivityBLEActivity BLEService BLEService Serviceのメソッドを呼び出して、内部で維持されているBluetoothGattオブジェクトを介してBLEモジュールとの対話を完了し、ブロードキャストを送信し、フロントエンドの状態を変更します

まず、Bluetoothで使用されるいくつかの一般的なクラスを紹介しましょう

BluetoothManager
公式サイト説明

BluetoothAdapterのインスタンスを取得し、全体的なBluetooth管理を実行するために使用される高レベルのマネージャー。

getSystemService（java.lang.String）とBLUETOOTH_SERVICEを使用してBluetoothManagerを作成してから、getAdapter（）を呼び出してBluetoothAdapterを取得します。

または、静的ヘルパーgetDefaultAdapter（）を呼び出すこともできます。

おそらく、BluetoothAdapterを取得するために使用されます。BluetoothAdapterを見てみましょう。

BluetoothAdapter
看着眼熟，这不是上一张的主角吗？具体作用看如下链接：
http://blog.csdn.net/lidec/article/details/50631742

通过如下方法我们可以获取到BluetoothGatt

        final BluetoothDevice device = mBluetoothAdapter.getRemoteDevice(address);
        if (device == null) {
            Log.w(TAG, "Device not found. Unable to connect.");
            return false;
        }
        // We want to directly connect to the device, so we are setting the autoConnect
        // parameter to false.
        mBluetoothGatt = device.connectGatt(this, false, mGattCallback);

BluetoothGatt
从名字上看，这个类包含Gatt，也就是前面我们提到的BLE数据传输的协议。咱们在BLE模块中建立的Service和Characteristic都属于GATT的内容。
下面是官网的介绍

Public API for the Bluetooth GATT Profile.

This class provides Bluetooth GATT functionality to enable communication with Bluetooth Smart or Smart Ready devices.

To connect to a remote peripheral device, create a BluetoothGattCallback and call connectGatt(Context, boolean, BluetoothGattCallback) to get a instance of this class. GATT capable devices can be discovered using the Bluetooth device discovery or BLE scan process.

我们与BLE进行GATT所定义的协议就可以直接使用这个类封装的方法。下面我们看看其中主要功能的实现。

    /** * Connects to the GATT server hosted on the Bluetooth LE device. * * @param address The device address of the destination device. * * @return Return true if the connection is initiated successfully. The connection result * is reported asynchronously through the * {
      
      @code BluetoothGattCallback#onConnectionStateChange(android.bluetooth.BluetoothGatt, int, int)} * callback. */
    public boolean connect(final String address) {
        if (mBluetoothAdapter == null || address == null) {
            Log.w(TAG, "BluetoothAdapter not initialized or unspecified address.");
            return false;
        }

        // Previously connected device. Try to reconnect.
        if (mBluetoothDeviceAddress != null && address.equals(mBluetoothDeviceAddress)
                && mBluetoothGatt != null) {
            Log.d(TAG, "Trying to use an existing mBluetoothGatt for connection.");
            if (mBluetoothGatt.connect()) {
                mConnectionState = STATE_CONNECTING;
                return true;
            } else {
                return false;
            }
        }

        final BluetoothDevice device = mBluetoothAdapter.getRemoteDevice(address);
        if (device == null) {
            Log.w(TAG, "Device not found. Unable to connect.");
            return false;
        }
        // We want to directly connect to the device, so we are setting the autoConnect
        // parameter to false.
        mBluetoothGatt = device.connectGatt(this, false, mGattCallback);
        Log.d(TAG, "Trying to create a new connection.");
        mBluetoothDeviceAddress = address;
        mConnectionState = STATE_CONNECTING;
        return true;
    }

这个方法用来连接蓝牙设备，通过Mac地址从BluetoothAdapter中获取BluetoothGatt对象，而我们定义的Android应用的Service主要功能就是维护这个对象，并使用其提供的方法与BLE模块进行数据通信。

    public void writeRXCharacteristic(byte[] value)
    {


        BluetoothGattService RxService = mBluetoothGatt.getService(RX_SERVICE_UUID);
        showMessage("mBluetoothGatt null"+ mBluetoothGatt);
        if (RxService == null) {
            showMessage("Rx service not found!");
            broadcastUpdate(DEVICE_DOES_NOT_SUPPORT_UART);
            return;
        }
        BluetoothGattCharacteristic RxChar = RxService.getCharacteristic(RX_CHAR_UUID);
        if (RxChar == null) {
            showMessage("Rx charateristic not found!");
            broadcastUpdate(DEVICE_DOES_NOT_SUPPORT_UART);
            return;
        }
        RxChar.setValue(value);
        boolean status = mBluetoothGatt.writeCharacteristic(RxChar);

        Log.d(TAG, "write TXchar - status=" + status);
    }

上述方法提供了操作GATT协议的基本方法，通过UUID获取BLE的Service，再从BLE的Service中获取用于写的Characteristic,然后调用setValue方法，将值写入，如果写入成功，那么我们的BLE模块此时就接收到数据了。

有了写入的方法，那么我们如何读取数据呢？
我们在获取BluetoothGatt时给它传入一个GattCallback对象，当收到数据时会触发回调函数onCharacteristicChanged。

public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt,                                    BluetoothGattCharacteristic characteristic)

参数的characteristic就是变化的Characteristic，我们可以取出它的UUID，对比一下，如果这个UUID和我们在BLE模块中定义的发送数据的UUID一致，则说明收到了数据，我们就可以取这个值。示例代码如下：

if (TX_CHAR_UUID.equals(characteristic.getUuid())) {
      byte[] value = characteristic.getValue();
}

其他的功能以此类推。

APPのソースコードを以下に示します。このAPPに基づいて、他のBLE関連の機能を変更できます。
http://download.csdn.net/detail/lidec/9434509

総括する

この記事では、主に51822BLE開発ボードとAndroidスマートフォン間の通信方法を整理し、Bluetoothプロトコルの実用的な知識を簡単に紹介し、開発ボード制御プログラムとAPPプログラムでのプロトコルの発現を分析します。

Android BLE学習（2）：Androidと51822Bluetoothモジュール間の通信プロセスの実装と分析