Android BLE开发——Android手机与BLE终端通信初识
蓝牙BLE官方Demo下载地址: http://download.csdn.net/detail/lqw770737185/8116019
参考博客地址： http://www.eoeandroid.com/thread-563868-1-1.html?_dsign=843d16d6
设备：MX5手机一台，农药残留检测仪一台（BLE终端设备）
目的：实现手机控制仪器，如发送打印指令，仪器能进行打印操作等
关于如何打开蓝牙，配置相关权限，搜索BLE设备等步骤网上有很多资料，这里就不多做作解释了，本文主要讲通信方面的内容。需要注意的是搜索BLE设备的结果是异步返回的，在BluetoothAdapter.LeScanCallback这个回调中返回，并且搜索过程是一个非常耗电的过程，所以我们应该做好相应处理，例如可以让它搜索10s就停止搜索等。
在我们理解Android设备与BLE终端设备通信过程之前，我们需要来先了解几个类：
BluetoothGatt：BluetoothGatt 是我们用的最多，也是我们最重要的一个类，为了尽可能通俗的理解，这里我们可以把它看成Android手机与BLE终端设备建立通信的一个管道，只有有了这个管道，我们才有了通信的前提。
BluetoothGattService：蓝牙设备的服务，在这里我们把BluetoothGattService比喻成班级。而Bluetoothdevice我们把它比喻成学校，一个学校里面可以有很多班级，也就是说我们每台BLE终端设备拥有多个服务，班级（各个服务）之间通过UUID（唯一标识符）区别。
BluetoothGattCharacteristic: 蓝牙设备所拥有的特征，它是手机与BLE终端设备交换数据的关键，我们做的所有事情，目的就是为了得到它。在这里我们把它比喻成学生，一个班级里面有很多个学生，也就是说我们每个服务下拥有多个特征，学生（各个特征）之间通过UUID（唯一标识符）区别。
总结：当我们想要用手机与BLE设备进行通信时，实际上也就相当于我们要去找一个学生交流，首先我们需要搭建一个管道，也就是我们需要先获取得到一个BluetoothGatt，其次我们需要知道这个学生在哪一个班级，学号是什么，这也就是我们所说的serviceUUID，和charUUID。这里我们还需要注意一下，找到这个学生后并不是直接和他交流，他就好像一个中介一样，在手机和BLE终端设备之间帮助这两者传递着信息，我们手机所发数据要先经过他，在由他传递到BLE设备上，而BLE设备上的返回信息，也是先传递到他那边，然后手机再从他那边进行读取。
Android手机与BLE终端设备通信结果都是以回调的形式返回，如下是几个常见的返回回调(可见于官方Demo的BluetoothLeservice类)：
private BluetoothGattCallback mGattCallback = new BluetoothGattCallback() { //连接状态改变的回调 @Override public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState) { if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) { // 连接成功后启动服务发现 Log.e("AAAAAAAA", "启动服务发现:" + mBluetoothGatt.discoverServices()); } }; //发现服务的回调 public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) { if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) { Log.e(TAG, "成功发现服务"); }else{ Log.e(TAG, "服务发现失败，错误码为:" + status); } }; //写操作的回调 public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) { if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) { Log.e(TAG, "写入成功" +characteristic.getValue()); } }; //读操作的回调 public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) { if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) { Log.e(TAG, "读取成功" +characteristic.getValue()); } } //数据返回的回调（此处接收BLE设备返回数据） public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattCharacteristic characteristic) { }; }; }
一、连接蓝牙BLE终端设备
在我们打开蓝牙，扫描发现想要连接的设备后，接下来要做的，当然就是去连接它了，连接方法很简单，我们一句代码就可以实现了（如下）。可以发现，当我们开始连接BLE终端设备的时候，连接方法就自动就帮我们返回了一个BluetoothGatt对象了，前面我们说到BluetoothGatt是我们最重要的一个类，它相当于一个管道，是我们建立通信的前提：（这里面有三个参数，第一个参数是上下文对象，第二个参数是是否自动连接，这里设置为false，第三个参数就是上面的回调方法）
mBluetoothGatt = device.connectGatt(this, false, mGattCallback);
连接成功与否都会通过下面这个回调来告诉我们：
// 连接状态改变的回调 @Override public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState) { //代表连接成功,此处我们可以发送一个广播回去告诉activity已成功连接 if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) { //连接成功后启动服务发现 Log.e("AAAAAAAA", "启动服务发现:" + mBluetoothGatt.discoverServices()); } }
二、启动服务发现
连接成功后，我们就要去寻找我们所需要的服务，这里需要先启动服务发现，使用一句代码即可：
mBluetoothGatt.discoverServices() ;
启动服务发现，它的结果也是通过回调函数返回：
// 发现服务的回调 public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) { //成功发现服务后可以调用相应方法得到该BLE设备的所有服务，并且打印每一个服务的UUID和每个服务下各个特征的UUID if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) { List<BluetoothGattService> supportedGattServices =mBluetoothGatt.getServices(); for(int i=0;i<supportedGattServices.size();i++){ Log.e("AAAAA","1:BluetoothGattService UUID=:"+supportedGattServices.get(i).getUuid()); List<BluetoothGattCharacteristic> listGattCharacteristic=supportedGattServices.get(i).getCharacteristics(); for(int j=0;j<listGattCharacteristic.size();j++){ Log.e("a","2: BluetoothGattCharacteristic UUID=:"+listGattCharacteristic.get(j).getUuid()); } } } else { Log.e("AAAAA", "onservicesdiscovered收到: " + status); } }
我们也可以通过调用下面方法得知每个特征所具有的属性：可读或者可写或者具备通知功能或者都具备等
// 循环遍历服务以及每个服务下面的各个特征，判断读写，通知属性 for (BluetoothGattService gattService :supportedGattServices) { List<BluetoothGattCharacteristic> gattCharacteristics =supportedGattServices.getCharacteristics(); for (BluetoothGattCharacteristic gattCharacteristic : gattCharacteristics) { int charaProp = gattCharacteristic.getProperties(); if ((charaProp | BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_READ) > 0) { // Log.e("nihao","gattCharacteristic的UUID为:"+gattCharacteristic.getUuid()); // Log.e("nihao","gattCharacteristic的属性为: 可读"); } if ((charaProp | BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_WRITE) > 0) { // Log.e("nihao","gattCharacteristic的UUID为:"+gattCharacteristic.getUuid()); // Log.e("nihao","gattCharacteristic的属性为: 可写"); } if ((charaProp | BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_NOTIFY) > 0) { // Log.e("nihao","gattCharacteristic的UUID为:"+gattCharacteristic.getUuid()+gattCharacteristic); // Log.e("nihao","gattCharacteristic的属性为: 具备通知属性"); } } }
三、获取Characteristic
之前我们说过，我们的最终目的就是获取Characteristic来进行通信，正常情况下，我们可以从硬件工程师那边得到serviceUUID和characteristicUUID，也就是我们所比喻的班级号和学号，以此来获得我们的characteristic，但如果我们无法得知这两个所需的UUID时，我们也可以通过上一步的方法来获取（打印所有特征UUID，取出自己想要的特征）。这次试验我就是通过此方法获得，但是通过打印日志发现，虽然我这边的BLE终端它每个服务下的所有特征都具有可读可写可通知属性，但是只有characteristicUUID="0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"这个特征UUID能进行通信,它对应的serviceUUID="0000ffe0-0000-1000-8000-00805f9b34fb"，暂且就先用这个，反正一个能用就行。假设我们在知道serviceUUID和characteristicUUID的前提下，我们就可以通过下面代码获取相应特征值：
BluetoothGattService service = mBluetoothGatt.getService(UUID.fromString("0000ffe0-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
BluetoothGattCharacteristic characteristic= service.getCharacteristic(UUID.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
四、开始通信
我们在得到一个相应的特征以后，接下来就可以开始读写操作进行通信了。
a.读操作，读操作比较简单，只需将相应的特征值传入即可得到该特征值下的数据，如下代码：
mBluetoothGatt.readCharacteristic(characteristic);
读取的结果通过onCharacteristicRead回调返回：（通过characteristic.getValue()就可以得到读取到的值了）
// 读操作的回调 public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) { if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) { Log.e(TAG, "读取成功" +characteristic.getValue()); } }
b.写操作，写操作是我们的重点，我们可以通过向characteristic写入指令（发送指令）以此来达到控制BLE终端设备的目的：
//将指令放置进特征中 characteristic.setValue(new byte[] {0x7e, 0x14, 0x00, 0x00,0x00,(byte) 0xaa}); //设置回复形式 characteristic.setWriteType(BluetoothGattCharacteristic.WRITE_TYPE_NO_RESPONSE); //开始写数据 mBluetoothGatt.writeCharacteristic(chharacteristic);
注：与仪器通信，我们这里发送的是16进制的数据，发送的时候需要先将其装载到byte[]数组中，例如我发送 7e 14 00 00 00 aa这个指令，我需要把它转化为ew byte[] {0x7e, 0x14, 0x00, 0x00,0x00,(byte) 0xaa }这样去发送，因为BLE传输过程每次最大只能传输20个字节，所以如果发送的指令大于20字节的话要分包发送，例如现在要发送28个字节的，可以先write（前20个字节)，开启线程sleep（几十毫秒）后在write（后面8个字节）。
五、BLE终端设备返回数据
当我们向BLE终端设备写入指令时，如果写入成功并且指令也正确，我们就会获得相应的响应指令，在下面这个回调中我们可以得到BLE设备返回回来的响应指令(通过characteristic.getValue()取出返回数据):
// 数据返回的回调（此处接收机器返回数据并作处理） public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic) { Log.e("AAAAAAAA",characteristic.getValue()); };
接收到返回数据的前提是我们设置了该特征具有Notification功能，所以完整的写操作代码应该是这样的（注意设置特征Notification的代码要放在最前）：
mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic,true) //将指令放置进来 characteristic.setValue(new byte[] {0x7e, 0x14, 0x00, 0x00,0x00,(byte) 0xaa}); //设置回复形式 characteristic.setWriteType(BluetoothGattCharacteristic.WRITE_TYPE_NO_RESPONSE); //开始写数据 mBluetoothGatt.writeCharacteristic(chharacteristic);
以上就是自己对Android手机与BLE设备通信一些初步认识，如果有哪里说的不正确，还请指正。
