BLE低功耗蓝牙通信

BLE低功耗蓝牙

首先要分清楚BLE分为主设备和从设备，从设备作为Server将自己广播出去，主设备作为Client去连接从设备

参数

  1. BluetoothDevice是蓝牙连接的设备。

  2. BluetoothGatt是一个蓝牙连接的协议，它定义两个BLE设备通过叫做 Service 和 Characteristic 的东西进行通信，使用它可以进行对蓝牙的一系列操作，可以通过bluetoothDevice.connectGatt(this,false,callback)返回的gatt来获得。一个gatt中有多个service，一个service中有多个characteristic，如下图：

注意，GATT 连接是独占的。也就是一个 BLE外设同时只能被一个中心设备连接。一旦外设被连接，它就会马上停止广播，这样它就对其他设备不可见了。当设备断开，它又开始广播。

  1. BluetoothGattService是一个蓝牙服务，一个gatt中有多个service，可以从bluetoothGatt.getService(Service_UUID)来获得。

  2. BluetoothGattCharacteristic是一个蓝牙特征值，一个service中有多个characteristic，可以从service.getCharacteristic(Characteristic_UUID)来获得。通过对characteristic.setValue(value)的操作可以写入数据。

  3. UUID是对设备的一个标识，service、characteristic都有其自己的UUID，主从设备间的的UUID应经过协商后保持一致。

Client端

  1. 先拿到bluetoothManager
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val bluetoothManager = application.getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE) as BluetoothManager   // application是自带的系统组件，Activity、Service等中都有
  1. 再拿到BluetoothAdapter
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btAdapter = bluetoothManager.getAdapter(); 
// 也可以通过BluetoothAdapter.getDefaultAdapter()获得
  1. 开始扫描蓝牙设备
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btAdapter.startLeScan(BluetoothAdapter.LeScanCallback);
  1. 从LeScanCallback中得到BluetoothDevice
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private class LeScanCallback:LeScanCallback(){
    override fun onLeScan(device : BluetoothDevice, rssi : Int, scanRecord : byte[]) {
        // 保存当前设备device
    } 
}
  1. 用BluetoothDevice得到BluetoothGatt
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gatt = device.connectGatt(this, true, gattCallback)
  1. 获取对应的service
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service = gatt.getService(Service_UUID)
  1. 获取对应的Characteristic
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characteristic = service.getCharacteristic(Characteristic_UUID)
  1. 此时就可以对characteristic写入数据了
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characteristic.setValue(value)
  1. 给server发送数据
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gatt.writeCharacteristic(characteristic)

Server端

  1. 同样的，先拿到bluetoothManager
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val bluetoothManager = application.getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE) as BluetoothManager   // application是自带的系统组件，Activity、Service等中都有
  1. 再拿到BluetoothAdapter
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btAdapter = bluetoothManager.getAdapter(); 
// 也可以通过BluetoothAdapter.getDefaultAdapter()获得
  1. 新建一个characteristic
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characteristic = BluetoothGattCharacteristic(Characteristic_UUID,BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_WRITE,
BluetoothGattCharacteristic.PERMISSION_WRITE)    // 后面的属性是自带的，有NOTIFY、READ、WRITE，选择多个可以用or连接
characteristic.setValue(value)   // 同理，可以在这里设置要传递的参数
  1. 新建一个service
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service = BluetoothGattService(SERVICE_UUID, BluetoothGattService.SERVICE_TYPE_PRIMARY)
  1. 为service添加上这个characteristic
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service.add(characteristic)
  1. 获取/打开周边
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gattServerCallback = GattServerCallback()    // 回调
gattServer = bluetoothManager.openGattServer(app,gattServerCallback)

// GattServerCallback回调
private class GattServerCallback : BluetoothGattServerCallback() {

    // 连接状态发生改变
    override fun onConnectionStateChange(device: BluetoothDevice, status: Int, newState: Int) {
        super.onConnectionStateChange(device, status, newState)
        val isSuccess = status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS
        val isConnected = newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED
        if (isSuccess && isConnected) {
            // ... 记录当前设备等
        }
    }

    // 接收Client写过来的数据
    override fun onCharacteristicWriteRequest(
        device: BluetoothDevice,
        requestId: Int,
        characteristic: BluetoothGattCharacteristic,
        preparedWrite: Boolean,
        responseNeeded: Boolean,
        offset: Int,
        value: ByteArray?
    ) {
        super.onCharacteristicWriteRequest(device, requestId, characteristic, preparedWrite, responseNeeded, offset, value)

        if (characteristic.uuid == MESSAGE_UUID) {
            gattServer?.sendResponse(device, requestId, BluetoothGatt.GATT_SUCCESS, 0, null)
            val message = value?.toString(Charsets.UTF_8)
            Log.d(TAG, "onCharacteristicWriteRequest: Have message: \"$message\"")
        }
    }
}
  1. 把service添加给周边
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gattServer.addService(service)

// 可以通过notifyCharacteristicChanged向Client传递消息
gattServer.notifyCharacteristicChanged(device, characteristic, false);
  1. 获取广播
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advertiser = adapter.bluetoothLeAdvertiser
  1. 开始广播
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advertiseCallback = DeviceAdvertiseCallback()    // 广播回调
advertiser.startAdvertising(settings, data, advertiseCallback);

// 广播回调实现
private class DeviceAdvertiseCallback : AdvertiseCallback() {

    //失败
    override fun onStartFailure(errorCode: Int) {
        super.onStartFailure(errorCode)
        // Send error state to display
        Log.d(TAG, "Advertising failed with error: $errorCode")
    }

    // 成功
    override fun onStartSuccess(settingsInEffect: AdvertiseSettings) {
        super.onStartSuccess(settingsInEffect)
        Log.d(TAG, "Advertising successfully started")
    }
}
最后更新: July 16, 2022 10:57:39