文档章节

低功耗蓝牙(BLE)

亭子happy
 亭子happy
发布于 2014/04/01 11:18
字数 1531
阅读 37482
收藏 33

   低功耗蓝牙包括的术语及概念:

如上图所示,使用低功耗蓝牙可以包括多个Profile,一个Profile中有多个Service,一个Service中有多个Characteristic,一个Characteristic中包括一个value和多个Descriptor。


Android中进行蓝牙开发需要使用到的类的执行过程是:

1、使用BluetoothAdapter.startLeScan来扫描低功耗蓝牙设备

2、在扫描到设备的回调函数中会得到BluetoothDevice对象,并使用BluetoothAdapter.stopLeScan停止扫描

3、使用BluetoothDevice.connectGatt来获取到BluetoothGatt对象

4、执行BluetoothGatt.discoverServices,这个方法是异步操作,在回调函数onServicesDiscovered中得到status,通过判断status是否等于BluetoothGatt.GATT_SUCCESS来判断查找Service是否成功

5、如果成功了,则通过BluetoothGatt.getService来获取BluetoothGattService

6、接着通过BluetoothGattService.getCharacteristic获取BluetoothGattCharacteristic

7、然后通过BluetoothGattCharacteristic.getDescriptor获取BluetoothGattDescriptor


Android Bluetooth源码静态类图如下:


使用低功耗蓝牙需要用到的权限:

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

下面介绍怎样使用BLE:

1、准备BLE

    1)获取BluetoothAdapter

     BluetoothAdapter是从系统服务获取到的,全系统就一个。

// Initializes Bluetooth adapter.
final BluetoothManager bluetoothManager =
        (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
mBluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();

    2)检测蓝牙是否打开

    如果蓝牙未打开,系统会自动打开,会弹出系统框展示打开蓝牙。

private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;
...
// Ensures Bluetooth is available on the device and it is enabled. If not,
// displays a dialog requesting user permission to enable Bluetooth.
if (mBluetoothAdapter == null || !mBluetoothAdapter.isEnabled()) {
    Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
    startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);
}


2、查找BLE设备

   因为扫描BLE设备是电源密集型操作,浪费电量,因此要保证以下原则:

    1)扫描到需要的设备后,马上停止扫描;

    2)给扫描一个时间限制

   扫描示例代码如下:

/**
 * Activity for scanning and displaying available BLE devices.
 */
public class DeviceScanActivity extends ListActivity {

    private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;
    private boolean mScanning;
    private Handler mHandler;

    // Stops scanning after 10 seconds.
    private static final long SCAN_PERIOD = 10000;
    ...
    private void scanLeDevice(final boolean enable) {
        if (enable) {
            // Stops scanning after a pre-defined scan period.
            mHandler.postDelayed(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    mScanning = false;
                    mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
                }
            }, SCAN_PERIOD);

            mScanning = true;
            mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);
        } else {
            mScanning = false;
            mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
        }
        ...
    }
...
}

     如果只是要扫描到特定类型的设备,则使用接口 startLeScan(UUID[], BluetoothAdapter.LeScanCallback)通过UUID来查找设备。

    扫描回调的代码如下所示:

private LeDeviceListAdapter mLeDeviceListAdapter;
...
// Device scan callback.
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() {
               mLeDeviceListAdapter.addDevice(device);
               mLeDeviceListAdapter.notifyDataSetChanged();
           }
       });
   }
};

注意:我们既可以扫描BLE设备,也可以扫描普通蓝牙设备,也可以同时将BLE设备和普通蓝牙设备一起扫描到。


3、连接到GATT Server

   获取到BluetoothGatt实例,

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

    具体实例如下:

// A service that interacts with the BLE device via the Android BLE API.
public class BluetoothLeService extends Service {
    private final static String TAG = BluetoothLeService.class.getSimpleName();

    private BluetoothManager mBluetoothManager;
    private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;
    private String mBluetoothDeviceAddress;
    private BluetoothGatt mBluetoothGatt;
    private int mConnectionState = STATE_DISCONNECTED;

    private static final int STATE_DISCONNECTED = 0;
    private static final int STATE_CONNECTING = 1;
    private static final int STATE_CONNECTED = 2;

    public final static String ACTION_GATT_CONNECTED =
            "com.example.bluetooth.le.ACTION_GATT_CONNECTED";
    public final static String ACTION_GATT_DISCONNECTED =
            "com.example.bluetooth.le.ACTION_GATT_DISCONNECTED";
    public final static String ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED =
            "com.example.bluetooth.le.ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED";
    public final static String ACTION_DATA_AVAILABLE =
            "com.example.bluetooth.le.ACTION_DATA_AVAILABLE";
    public final static String EXTRA_DATA =
            "com.example.bluetooth.le.EXTRA_DATA";

    public final static UUID UUID_HEART_RATE_MEASUREMENT =
            UUID.fromString(SampleGattAttributes.HEART_RATE_MEASUREMENT);

    // Various callback methods defined by the BLE API.
    private final BluetoothGattCallback mGattCallback =
            new BluetoothGattCallback() {
        @Override
        public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status,
                int newState) {
            String intentAction;
            if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
                intentAction = ACTION_GATT_CONNECTED;
                mConnectionState = STATE_CONNECTED;
                broadcastUpdate(intentAction);
                Log.i(TAG, "Connected to GATT server.");
                Log.i(TAG, "Attempting to start service discovery:" +
                        mBluetoothGatt.discoverServices());

            } else if (newState == BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED) {
                intentAction = ACTION_GATT_DISCONNECTED;
                mConnectionState = STATE_DISCONNECTED;
                Log.i(TAG, "Disconnected from GATT server.");
                broadcastUpdate(intentAction);
            }
        }

        @Override
        // New services discovered
        public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
            if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
                broadcastUpdate(ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED);
            } else {
                Log.w(TAG, "onServicesDiscovered received: " + status);
            }
        }

        @Override
        // Result of a characteristic read operation
        public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt,
                BluetoothGattCharacteristic characteristic,
                int status) {
            if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
                broadcastUpdate(ACTION_DATA_AVAILABLE, characteristic);
            }
        }
     ...
    };
...
}

    其中,discoverService方式是异步的,它的回调方法是上面代码中的onServiceDiscovered。

private void broadcastUpdate(final String action) {
    final Intent intent = new Intent(action);
    sendBroadcast(intent);
}

private void broadcastUpdate(final String action,
                             final BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
    final Intent intent = new Intent(action);

    // This is special handling for the Heart Rate Measurement profile. Data
    // parsing is carried out as per profile specifications.
    if (UUID_HEART_RATE_MEASUREMENT.equals(characteristic.getUuid())) {
        int flag = characteristic.getProperties();
        int format = -1;
        if ((flag & 0x01) != 0) {
            format = BluetoothGattCharacteristic.FORMAT_UINT16;
            Log.d(TAG, "Heart rate format UINT16.");
        } else {
            format = BluetoothGattCharacteristic.FORMAT_UINT8;
            Log.d(TAG, "Heart rate format UINT8.");
        }
        final int heartRate = characteristic.getIntValue(format, 1);
        Log.d(TAG, String.format("Received heart rate: %d", heartRate));
        intent.putExtra(EXTRA_DATA, String.valueOf(heartRate));
    } else {
        // For all other profiles, writes the data formatted in HEX.
        final byte[] data = characteristic.getValue();
        if (data != null && data.length > 0) {
            final StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(data.length);
            for(byte byteChar : data)
                stringBuilder.append(String.format("%02X ", byteChar));
            intent.putExtra(EXTRA_DATA, new String(data) + "\n" +
                    stringBuilder.toString());
        }
    }
    sendBroadcast(intent);
}


// Handles various events fired by the Service.
// ACTION_GATT_CONNECTED: connected to a GATT server.
// ACTION_GATT_DISCONNECTED: disconnected from a GATT server.
// ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED: discovered GATT services.
// ACTION_DATA_AVAILABLE: received data from the device. This can be a
// result of read or notification operations.
private final BroadcastReceiver mGattUpdateReceiver = new BroadcastReceiver() {
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        final String action = intent.getAction();
        if (BluetoothLeService.ACTION_GATT_CONNECTED.equals(action)) {
            mConnected = true;
            updateConnectionState(R.string.connected);
            invalidateOptionsMenu();
        } else if (BluetoothLeService.ACTION_GATT_DISCONNECTED.equals(action)) {
            mConnected = false;
            updateConnectionState(R.string.disconnected);
            invalidateOptionsMenu();
            clearUI();
        } else if (BluetoothLeService.
                ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED.equals(action)) {
            // Show all the supported services and characteristics on the
            // user interface.
            displayGattServices(mBluetoothLeService.getSupportedGattServices());
        } else if (BluetoothLeService.ACTION_DATA_AVAILABLE.equals(action)) {
            displayData(intent.getStringExtra(BluetoothLeService.EXTRA_DATA));
        }
    }
};


4、读BLE属性

    一旦获取到GATT的Services,就可以读写他们的属性了,实例如下:

public class DeviceControlActivity extends Activity {
    ...
    // Demonstrates how to iterate through the supported GATT
    // Services/Characteristics.
    // In this sample, we populate the data structure that is bound to the
    // ExpandableListView on the UI.
    private void displayGattServices(List<BluetoothGattService> gattServices) {
        if (gattServices == null) return;
        String uuid = null;
        String unknownServiceString = getResources().
                getString(R.string.unknown_service);
        String unknownCharaString = getResources().
                getString(R.string.unknown_characteristic);
        ArrayList<HashMap<String, String>> gattServiceData =
                new ArrayList<HashMap<String, String>>();
        ArrayList<ArrayList<HashMap<String, String>>> gattCharacteristicData
                = new ArrayList<ArrayList<HashMap<String, String>>>();
        mGattCharacteristics =
                new ArrayList<ArrayList<BluetoothGattCharacteristic>>();

        // Loops through available GATT Services.
        for (BluetoothGattService gattService : gattServices) {
            HashMap<String, String> currentServiceData =
                    new HashMap<String, String>();
            uuid = gattService.getUuid().toString();
            currentServiceData.put(
                    LIST_NAME, SampleGattAttributes.
                            lookup(uuid, unknownServiceString));
            currentServiceData.put(LIST_UUID, uuid);
            gattServiceData.add(currentServiceData);

            ArrayList<HashMap<String, String>> gattCharacteristicGroupData =
                    new ArrayList<HashMap<String, String>>();
            List<BluetoothGattCharacteristic> gattCharacteristics =
                    gattService.getCharacteristics();
            ArrayList<BluetoothGattCharacteristic> charas =
                    new ArrayList<BluetoothGattCharacteristic>();
           // Loops through available Characteristics.
            for (BluetoothGattCharacteristic gattCharacteristic :
                    gattCharacteristics) {
                charas.add(gattCharacteristic);
                HashMap<String, String> currentCharaData =
                        new HashMap<String, String>();
                uuid = gattCharacteristic.getUuid().toString();
                currentCharaData.put(
                        LIST_NAME, SampleGattAttributes.lookup(uuid,
                                unknownCharaString));
                currentCharaData.put(LIST_UUID, uuid);
                gattCharacteristicGroupData.add(currentCharaData);
            }
            mGattCharacteristics.add(charas);
            gattCharacteristicData.add(gattCharacteristicGroupData);
         }
    ...
    }
...
}

  在获取Service的时候,每个蓝牙设备都会有两个默认的Service,它们和对应的UUID分别如下:

Bluetooth Generic Access Profile    {00001800-0000-1000-8000-00805f9b34fb}

Bluetooth Generic Attribute Profile {00001801-0000-1000-8000-00805F9B34FB}


5、收到GATT通知

   如果设备主动给手机发信息,则可以通过notification的方式,这种方式不用手机去轮询地读设备上的数据。手机可以用如下方式给设备设置notification功能。

private BluetoothGatt mBluetoothGatt;
BluetoothGattCharacteristic characteristic;
boolean enabled;
...
mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic, enabled);
...
BluetoothGattDescriptor descriptor = characteristic.getDescriptor(
        UUID.fromString(SampleGattAttributes.CLIENT_CHARACTERISTIC_CONFIG));
descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);
mBluetoothGatt.writeDescriptor(descriptor);

    如果notificaiton方式对于某个Characteristic是enable的,那么当设备上的这个Characteristic改变时,手机上的onCharacteristicChanged() 回调就会被促发。如下所示:

@Override
// Characteristic notification
public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt,
        BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
    broadcastUpdate(ACTION_DATA_AVAILABLE, characteristic);
}

6、关闭客户端蓝牙

public void close() {
    if (mBluetoothGatt == null) {
        return;
    }
    mBluetoothGatt.close();
    mBluetoothGatt = null;
}






© 著作权归作者所有

共有 人打赏支持
亭子happy
粉丝 119
博文 234
码字总数 46492
作品 0
海淀
程序员
私信 提问
加载中

评论(4)

wdluo
wdluo
如何优雅的抓取低功耗蓝牙BLE的数据
http://blog.csdn.net/viewtool2017/article/details/73887641
l
luo_xuekun
mark
g
golyu
1楼正解,不过,楼主应该是写着一块写的最详细的人之一了
m
matchbox
Android 文档特别说明了:Note: You can only scan for Bluetooth LE devices or scan for Classic Bluetooth devices, as described in Bluetooth. You cannot scan for both Bluetooth LE and classic devices at the same time.

本文却说, 注意:我们既可以扫描BLE设备,也可以扫描普通蓝牙设备,也可以同时将BLE设备和普通蓝牙设备一起扫描到
浅谈昇润科技蓝牙4.2模块:HY-40R204P

浅谈BLE蓝牙4.2 从应用层面出发,低功耗蓝牙(BLE)的诞生对物联网应用具有颠覆性的意义。目前多数移动设备上使用的蓝牙是蓝牙4.2,而蓝牙4.2标准最大特性在于:数据传输更快、隐私功能更强大...

昇润科技
2018/06/27
0
0
低功耗蓝牙心率监测仪解决方案

低功耗蓝牙带来的热潮,影响着智能设备的兴起与创新,并向着物联网领域延伸。我们知道,现在移动设备上使用的蓝牙大多是低功耗蓝牙,低功耗蓝牙(BLE)相较于传统蓝牙,BLE技术除了低功耗特性...

昇润科技
2017/11/28
0
0
蓝牙电子烟方案:蓝牙 4.2 BLE HY-40R204P模块应用

低功耗蓝牙(BLE)是物联网的一个关键技术,对物联网应用具有颠覆性的意义,目前多数移动设备上使用的蓝牙就是低功耗蓝牙。昇润科技作为低功耗蓝牙模块和方案厂商,为帮助客户实现BLE,使产品...

昇润科技
2017/12/04
0
0
一文带你快速全面了解低功耗蓝牙BLE

蓝牙低功耗(BLE)技术是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术,工作在免许可的2.4GHz ISM射频频段。共有两种芯片构成:单模芯片和双模芯片。 双模芯片可以在目前使用标准蓝牙芯片的任何...

昇润科技
2018/01/04
0
0
低功耗蓝牙(BLE)开发——如何妥善处理包大小(MTU)限制

最近出于项目需要,花了几天时间,研究了一下低功耗蓝牙(BLE)的开发,为了让有需要的小伙伴们少走弯路,现将我所遇到的问题分享出来。 刚开始,我被低功耗蓝牙(BLE)的基础概念所困扰,想...

Andrewniu
2018/09/29
0
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

OSChina 周一乱弹 —— 加油,还有11个小时就下班了

Osc乱弹歌单(2019)请戳(这里) 【今日歌曲】 @_全村的希望 :吴亦凡把大碗面正儿八经做成单曲了,你别说,还挺好听 《大碗宽面》- 吴亦凡 手机党少年们想听歌,请使劲儿戳(这里) @tom_t...

小小编辑
26分钟前
53
7
C++ vector和list的区别

1.vector数据结构 vector和数组类似,拥有一段连续的内存空间,并且起始地址不变。 因此能高效的进行随机存取,时间复杂度为o(1); 但因为内存空间是连续的,所以在进行插入和删除操作时,会造...

shzwork
今天
6
0
Spring之invokeBeanFactoryPostProcessors详解

Spring的refresh的invokeBeanFactoryPostProcessors,就是调用所有注册的、原始的BeanFactoryPostProcessor。 相关源码 public static void invokeBeanFactoryPostProcessors(Configu......

cregu
昨天
5
0
ibmcom/db2express-c_docker官方使用文档

(DEPRECIATED) Please check DB2 Developer-C Edition for the replacement. What is IBM DB2 Express-C ? ``IBM DB2 Express-C``` is the no-charge community edition of DB2 server, a si......

BG2KNT
昨天
4
0
Ubuntu 18.04.2 LTS nvidia-docker2 : 依赖: docker-ce (= 5:18.09.0~3-0~ubuntu-bionic)

平台:Ubuntu 18.04.2 LTS nvidia-docker2 版本:2.0.3 错误描述:在安装nvidia-docker2的时候报dpkg依赖错误 nvidia-docker2 : 依赖: docker-ce (= 5:18.09.0~3-0~ubuntu-bionic) 先看一下依......

Pulsar-V
昨天
4
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

返回顶部
顶部