Android低功耗藍芽（藍芽4.0）——BLE開發（上）

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段時間，公司項目用到了手機APP和藍牙裝置的通訊開發，這裡也正好對低功耗藍芽（藍芽4.0及以後標準）的開發，做一個總結。

藍芽技術聯盟在2010年6月30號公布了藍芽4.0標準，4.0標準在藍芽3.0+HS標準的基礎上增加了對低功耗藍芽(BLE)的支援。相比原有的普通藍芽和高速藍芽，BLE最大的特點就是低功耗，低延時，快速的搜尋和連線速度，但資料轉送速度相比傳統藍芽低。接下去將從BLE的概念以及代碼兩個方面介紹Android下的BLE。

先來說說基本概念：

1.BLE相關概念

1.1 GATT、Service、Characteristic、Descriptor

BLE開發，經常會與四個概念發生關係：GATT、Service、Characteristic、Descriptor

 

• GATT：是藍芽4.0特有的Profile通用規範，BLE應用的Profile均基於GATT。Gatt定義了一個服務架構規範，該架構套件括對藍芽服務(Service)和服務特性(Characteristic)的定義和規範，和其中讀寫、通知的特性等。可以將GATT理解成BLE架構，我們在GATT上面實現BLE功能。
• Service：是完成一個特定功能的資料和行為集合。在Gatt中，一個Service可能包含Service引用以及強制或者可選的Characteristic。
• Characteristic：也叫特徵值，一個Characteristic的定義包含了Characteristic本身，數值以及描述(Descriptor)的聲明。Characteristic是完成BLE具體功能的基本單位。

• Descriptor：Descriptor定義了Characteristic中資料的具體含義。

　　總的來說，一個藍芽4.0的終端可以包含多個Service，一個Service可以包含多個Characteristic，一個Characteristic包含一個Value和多個Descriptor，一個Descriptor包含一個Value

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 中央（Central）與周邊（Periphery）

在BLE協議中，有兩個角色，周邊（Periphery）和中央（Central）：

周邊是資料提供者，中央是資料使用/處理者；在iOS SDK裡面，可以把一個iOS裝置作為一個周邊，也可以作為一個中央；但是在Android SDK裡面，Android手機只能作為中央來使用和處理資料；那資料從哪兒來？從BLE裝置來，現在的很多穿戴式裝置都是用BLE來提供資料的。

 

一個中央可以同時串連多個周邊，但是一個周邊某一時刻只能串連一個中央。

那麼問題來了，如何定義周邊和中央？

關於周邊和中央，涉及到四個類：

• BluetoothGattServer：作為周邊來提供資料
• BluetoothGattServerCallback：返回周邊的狀態
• BluetoothGatt：作為中央來使用和處理資料
• BluetoothGattCallback：返回中央的狀態和周邊提供的資料。、

關係下：

2. 開發Ble

瞭解了那些基礎概念後，我們就正式開始開發ble。

Ble的Android開發，主要是以下的幾個步驟：

1、添加許可權

2、掃描Ble裝置

3、串連Ble裝置

4、資料通訊

 

 那麼現在，開始一步步來完成。

2.1 添加許可權：

在AndroidManifest.xml中添加Ble需要的許可權，其實就兩個：

<!-- 應用使用藍芽的許可權 --><uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" /><!-- 掃描藍牙裝置或者操作藍芽設定 --><uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" />

2.2 檢查是否裝置是否支援藍芽，並開啟藍芽

檢查裝置是否支援藍芽

     /**     * 檢查該裝置是否支援藍芽     */    public void isBle(Context context) {        //手機硬體支援藍芽        if (!context.getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_BLUETOOTH_LE)) {            ViewUtils.getInstance().showToast("該裝置不支援BLE，即將離開改頁面");        }    }

開啟手機藍芽開關

    private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;//藍芽適配器    //開啟藍芽許可權    if (mBluetoothAdapter == null || !mBluetoothAdapter.isEnabled()) {         Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);         startActivityForResult(enableBtIntent, What.Bluetooth.bluetoothEnable);   }

2.3 掃描裝置

 開始掃描和停止掃描，只需要調用對應的startLeScan()和stopLeScan()即可，但是需要將LeScanCallBack作為參數：

    // 逾時時間    private static final long SCAN_PERIOD = 10000;    ...    private void scanLeDevice(final boolean enable) {        if (enable) {            // 達到逾時時間，停止掃描            mHandler.postDelayed(new Runnable() {                @Override                public void run() {                    mScanning = false;                    mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);                }            }, SCAN_PERIOD);            //開始掃描            mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);        } else {            //停止掃描            mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);        }        ...    }

LeScanCallBack的實現：

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             }       });   }};

上面的代碼中：

• SCAN_PERIOD：掃描時間長度，毫秒數，需要注意的是，藍牙裝置掃描很耗電，這個時間不易設定太長，在掃描成功後就要停止裝置掃描。
• BluetoothDevice：藍牙裝置的相關類，通過他，可以擷取藍牙裝置的很多資訊

 如果只想掃描指定類型的外圍裝置，你可以調用startLeScan(UUID[], BluetoothAdapter.LeScanCallback)，提供一個指定了你app支援的GATT服務的UUID數組對象。

 2.3 串連GATT服務端

與BLE裝置通訊的前提就是串連GATT服務端，GATT概念之前已經講過了，調用connectGatt()就可以了，不過需要三個參數：這個方法需要三個參數，一個Context對象，autoConnect（一個指示是否自動連接到BLE裝置--當它一旦可用的時候--的布爾值），和一個 BluetoothGattCallback的引用：

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

這個方法會返回一個BluetoothGatt，用它可以對GATT進行操作。

具體怎麼操作呢？下篇部落格再說。

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