Android低功耗蓝牙(蓝牙4.0)——BLE开发(上)

段时间,公司项目用到了手机APP和蓝牙设备的通讯开发,这里也正好对低功耗蓝牙(蓝牙4.0及以后标准)的开发,做一个总结。

蓝牙技术联盟在2010年6月30号公布了蓝牙4.0标准,4.0标准在蓝牙3.0+HS标准的基础上增加了对低功耗蓝牙(BLE)的支持。相比原有的普通蓝牙和高速蓝牙,BLE最大的特点就是低功耗,低延时,快速的搜索和连接速度,但数据传输速度相比传统蓝牙低。接下去将从BLE的概念以及代码两个方面介绍Android下的BLE。

先来说说基本概念:

1.BLE相关概念

1.1 GATT、Service、Characteristic、Descriptor

BLE开发,经常会与四个概念发生关系:GATT、Service、Characteristic、Descriptor

 

  • GATT:是蓝牙4.0特有的Profile通用规范,BLE应用的Profile均基于GATT。Gatt定义了一个服务框架规范,该框架包括对蓝牙服务(Service)和服务特性(Characteristic)的定义和规范,和其中读写、通知的特性等。可以将GATT理解成BLE框架,我们在GATT上面实现BLE功能。
  • Service:是完成一个特定功能的数据和行为集合。在Gatt中,一个Service可能包含Service引用以及强制或者可选的Characteristic。
  • Characteristic:也叫特征值,一个Characteristic的定义包含了Characteristic本身,数值以及描述(Descriptor)的声明。Characteristic是完成BLE具体功能的基本单位。
  • DescriptorDescriptor定义了Characteristic中数据的具体含义。

  总的来说,一个蓝牙4.0的终端可以包含多个Service,一个Service可以包含多个Characteristic,一个Characteristic包含一个Value和多个Descriptor,一个Descriptor包含一个Value

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 中央(Central)与周边(Periphery)

在BLE协议中,有两个角色,周边(Periphery)和中央(Central):

周边是数据提供者,中央是数据使用/处理者;在iOS SDK里面,可以把一个iOS设备作为一个周边,也可以作为一个中央;但是在Android SDK里面,Android手机只能作为中央来使用和处理数据;那数据从哪儿来?从BLE设备来,现在的很多可穿戴设备都是用BLE来提供数据的。

 

一个中央可以同时连接多个周边,但是一个周边某一时刻只能连接一个中央。

那么问题来了,如何定义周边和中央?

关于周边和中央,涉及到四个类:

  • BluetoothGattServer:作为周边来提供数据
  • BluetoothGattServerCallback:返回周边的状态
  • BluetoothGatt:作为中央来使用和处理数据
  • BluetoothGattCallback:返回中央的状态和周边提供的数据。、

关系如图下:

2. 开发Ble

了解了那些基础概念后,我们就正式开始开发ble。

Ble的Android开发,主要是以下的几个步骤:

1、添加权限

2、扫描Ble设备

3、连接Ble设备

4、数据通讯

 

 那么现在,开始一步步来完成。

2.1 添加权限:

在AndroidManifest.xml中添加Ble需要的权限,其实就两个:

<!-- 应用使用蓝牙的权限 -->
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />
<!-- 扫描蓝牙设备或者操作蓝牙设置 -->
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" />

2.2 检查是否设备是否支持蓝牙,并打开蓝牙

检查设备是否支持蓝牙

     /**
     * 检查该设备是否支持蓝牙
     */
    public void isBle(Context context) {
        //手机硬件支持蓝牙
        if (!context.getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_BLUETOOTH_LE)) {
            ViewUtils.getInstance().showToast("该设备不支持BLE,即将离开改页面");
        }
    }

打开手机蓝牙开关

    private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;//蓝牙适配器


    //打开蓝牙权限
    if (mBluetoothAdapter == null || !mBluetoothAdapter.isEnabled()) {
         Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
         startActivityForResult(enableBtIntent, What.Bluetooth.bluetoothEnable);
   }

2.3 扫描设备

 开始扫描和停止扫描,只需要调用对应的startLeScan()和stopLeScan()即可,但是需要将LeScanCallBack作为参数:

    // 超时时间
    private static final long SCAN_PERIOD = 10000;
    ...
    private void scanLeDevice(final boolean enable) {
        if (enable) {
            // 达到超时时间,停止扫描
            mHandler.postDelayed(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    mScanning = false;
                    mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
                }
            }, SCAN_PERIOD);
            //开始扫描
            mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);
        } else {
            //停止扫描
            mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
        }
        ...
    }

LeScanCallBack的实现:

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() {
               // TODO: 2017/9/18  
           }
       });
   }
};

上面的代码中:

  • SCAN_PERIOD:扫描时长,毫秒数,需要注意的是,蓝牙设备扫描很耗电,这个时间不易设置太长,在扫描成功后就要停止设备扫描。
  • BluetoothDevice:蓝牙设备的相关类,通过他,可以获取蓝牙设备的很多信息

 如果只想扫描指定类型的外围设备,你可以调用startLeScan(UUID[], BluetoothAdapter.LeScanCallback),提供一个指定了你app支持的GATT服务的UUID数组对象。

 2.3 连接GATT服务端

与BLE设备通讯的前提就是连接GATT服务端,GATT概念之前已经讲过了,调用connectGatt()就可以了,不过需要三个参数:这个方法需要三个参数,一个Context对象,autoConnect(一个指示是否自动连接到BLE设备--当它一旦可用的时候--的布尔值),和一个 BluetoothGattCallback的引用:

mBluetoothGatt = device.connectGatt(this, false, mGattCallback);

这个方法会返回一个BluetoothGatt,用它可以对GATT进行操作。

具体怎么操作呢?下篇博客再说。


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posted @ 2017-09-18 19:39  建勋  阅读(854)  评论(0编辑  收藏  举报