android Ble开发的那些事（一）
android Ble开发的那些事（二）
android Ble开发的那些事（三）--Ble数据分包处理
android Ble开发的那些事（四）—— OTA升级
前一篇文章说到要贴自己的相关代码，这篇开始会结合代码一起和大家一起分享。要开始讲数据的传输了，先讲讲GATT吧。
什么是GATT？
GATT的全名是Generic Attribute Profile（暂且翻译成：普通属性协议），它定义两个BLE设备通过叫做Service和Characteristic的东西进行通信。GATT就是使用了ATT（Attribute Protocol）协议，ATT协议把Service、 Characteristic遗迹对应的数据保存在一个查找表中，次查找表使用16 bit ID作为每一项的索引。一旦两个设备建立起了连接，GATT就开始起作用了，这也意味着，你必需完成前面的GAP协议。这里需要说明的是，GATT连接，必需先经过GAP协议。实际上，我们在Android开发中，可以直接使用设备的MAC地址发起连接，可以不经过扫描的步骤。这并不意味不需要经过GAP，实际上在芯片级别已经给你做好了，蓝牙芯片发起连接，总是先扫描设备，扫描到了才会发起连接。
GATT 连接需要特别注意的是：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。中心设备和外设需要双向通信的话，唯一的方式就是建立GATT连接。
GATT（Generic Attribute Profile）
由上图可以看出：
- 一个低功耗蓝牙（ble）可以包括多个Profile
- 一个Profile中有多个Service（通过uuid就可以找到对应的Service）
- 一个Service中有多个Characteristic（通过uuid就可以找到对应的Characteristic）
- 一个Characteristic中包括一个value和多个Descriptor（通过uuid就可以找到对应的Descriptor）
如何开发Ble？
在整个Ble开发中，我有使用别人比较优秀的第三方库辅助开发，推荐这个库：https://github.com/litesuits/android-lite-bluetoothLE ， 开发起来真的很方便，使用也比较简单。
1. 准备工作
(1) 声明权限
<!-- 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) 添加lite-ble-0.9.2.jar库到工程中
这步应该不用讲解怎么添加了吧。
(3) 检测蓝牙是否打开并且创建蓝牙操作的对象
private LiteBluetooth liteBluetooth;
// 检查当前手机是否支持ble 蓝牙,如果不支持退出程序
if (!getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_BLUETOOTH_LE)) {
Toast.makeText(this, "ble_not_supported", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
// 初始化 Bluetooth adapter, 通过蓝牙管理器得到一个参考蓝牙适配器(API必须在以上android4.3或以上和版本)
// 1.获取bluetoothAdapter
final BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager)getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
mBluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();
// 2.检查设备上是否支持并开启蓝牙
if (mBluetoothAdapter == null) {
Toast.makeText(this, "ble_not_supported", Toast.LENGTH_SHORT).show();
return;
}
//创建liteBluetooth的单例对象，（BleUtil是自己写的类，实现单例的）
if (liteBluetooth == null)
liteBluetooth = BleUtil.getInstance(getApplicationContext());
// 为了确保设备上蓝牙能使用, 如果当前蓝牙设备没启用,弹出对话框向用户要求授予权限来启用
//liteBluetooth.enableBluetoothIfDisabled(activity,REQUEST_ENABLE_BT);
2. 搜索设备
private void scanDevicesPeriod() {
//liteBluetooth = new LiteBluetooth(getBaseContext());
liteBluetooth.startLeScan(new PeriodScanCallback(SCAN_PERIOD) {
@Override
public void onScanTimeout() {
//超过搜索时间后的相关操作
}
@Override
public void onLeScan(BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {
//搜到的设备
if (Math.abs(rssi) <= 90 ){//过滤掉信号强度小于-90的设备
Log.i("test scan", "device: " + device.getName() + " mac: "+ device.getAddress()
+ " rssi: " + rssi + " scanRecord: " + DeviceBytes.byte2hex(scanRecord));
}
}
});
}
- SCAN_PERIOD：搜索的时长，毫秒数
- ble的mac地址：通过device.getAddress()就可以得到了
- scanRecord：Ble广播的数据（DeviceBytes是自己写的工具类，有空分享出来）
这就搜索到设备啦，而且还打印出来了，是不是so easy啊~
3. 连接设备（首次连接）
一旦获取到GATT的Services，就可以读写他们的属性了
private void connect(final BluetoothDevice device){
liteBluetooth.connect(device, false, new LiteBleGattCallback() {
@Override
public void onConnectSuccess(BluetoothGatt bluetoothGatt, int i) {
bluetoothGatt.discoverServices();
//连接成功后，还需要发现服务成功后才能进行相关操作
}
@Override
public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt bluetoothGatt, int i) {
BluetoothUtil.printServices(bluetoothGatt);//把服务打印出来
//服务发现成功后，我们就可以进行数据相关的操作了，比如写入数据、开启notify等等
}
@Override
public void onConnectFailure(BleException e) {
bleExceptionHandler.handleException(e);
}
@Override
public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
//开启notify之后，我们就可以在这里接收数据了。
//处理数据也是需要注意的，在我们项目中需要进行类似分包的操作，感兴趣的我以后分享
Log.i("notify", "onCharacteristicChanged: "+ DeviceBytes.byte2hex(characteristic.getValue()));
super.onCharacteristicChanged(gatt, characteristic);
}
@Override
public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
//当我们对ble设备写入相关数据成功后，这里也会被调用
Log.i("test", "onCharacteristicWrite: "+ DeviceBytes.byte2hex(characteristic.getValue()));
super.onCharacteristicWrite(gatt, characteristic, status);
}
});
}
4. 连接设备（二次重连）
实现二次重连也挺简单的，在第一次连接成功的会掉函数中，我们把设备的mac地址保存下来，二次重连的时候直接把mac地址传进去就好了。
private void scanAndConnect(final String mac) {
liteBluetooth.scanAndConnect(mac, false, new LiteBleGattCallback() {//默认搜20s
@Override
public void onConnectSuccess(BluetoothGatt bluetoothGatt, int i) {
bluetoothGatt.discoverServices();
//连接成功后，还需要发现服务成功后才能进行相关操作
}
@Override
public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt bluetoothGatt, int i) {
BluetoothUtil.printServices(bluetoothGatt);//把服务打印出来
//服务发现成功后，我们就可以进行数据相关的操作了，比如写入数据、开启notify等等
}
@Override
public void onConnectFailure(BleException e) {
bleExceptionHandler.handleException(e);
}
@Override
public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
//开启notify之后，我们就可以在这里接收数据了。
//处理数据也是需要注意的，在我们项目中需要进行类似分包的操作，感兴趣的我以后分享
Log.i("notify", "onCharacteristicChanged: "+ DeviceBytes.byte2hex(characteristic.getValue()));
super.onCharacteristicChanged(gatt, characteristic);
}
@Override
public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
//当我们对ble设备写入相关数据成功后，这里也会被调用
Log.i("test", "onCharacteristicWrite: "+ DeviceBytes.byte2hex(characteristic.getValue()));
super.onCharacteristicWrite(gatt, characteristic, status);
}
});
}
5. 开启notify接收数据
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。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()](http://developer.android.com/reference/android/bluetooth/BluetoothGattCallback.html#onCharacteristicChanged(android.bluetooth.BluetoothGatt, android.bluetooth.BluetoothGattCharacteristic))回调就会被促发。
我尝试调用那个库的方法来开启notify，但始终没有成功，所以索性自己写了。原理不难，也是一步步的通过uuid找到服务、在服务中通过uuid找Characteristic、再通过uuid找到Descriptor。有没有觉得很熟悉？就是文章一开始放的那张图！嘿嘿是不是就理解了
//uuid需要替换成项目中使用的uuid，这只是举个例子
private static final String serviceid = "0000fee7-0000-1000-8000-00805f9b34fb";
private static final String charaid = "0000feaa-0000-1000-8000-00805f9b34fb";
private static final String notifyid = "00001202-0000-1000-8000-00805f9b34fb";
private void enableNotificationOfCharacteristic(final boolean enable) {
UUID ServiceUUID = UUID.fromString(serviceid);
UUID CharaUUID = UUID.fromString(charaid);
if(!mBluetoothGatt.equals(null)){
BluetoothGattService service = mBluetoothGatt.getService(ServiceUUID);
if(service != null){
BluetoothGattCharacteristic chara= service.getCharacteristic(CharaUUID);
if(chara != null){
boolean success = mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(chara,enable);
Log.i("success", "setCharactNotify: "+success);
BluetoothGattDescriptor descriptor = chara.getDescriptor(UUID.fromString(notifyid));
if (descriptor != null){
if (enable) {
descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_INDICATION_VALUE);
} else {
descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.DISABLE_NOTIFICATION_VALUE);
}
SystemClock.sleep(200);
mBluetoothGatt.writeDescriptor(descriptor);
}
}
}
}
}
6. 写入数据
private void writeDataToCharacteristic(byte[] value) {
if (liteBluetooth.isServiceDiscoered()){
LiteBleConnector connector = liteBluetooth.newBleConnector();
connector.withUUIDString(serviceid, get_write_charaid, null)
.writeCharacteristic(connector.getCharacteristic(), value, new BleCharactCallback() {
@Override
public void onSuccess(BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
// BleLog.i(TAG, "Write Success, DATA: " + DeviceBytes.byte2hex(characteristic.getValue()));
}
@Override
public void onFailure(BleException exception) {
BleLog.i(TAG, "Write failure: " + exception);
bleExceptionHandler.handleException(exception);
}
});
}else {
return;
}
}
7. 关闭连接
if (liteBluetooth.isConnectingOrConnected()) {
liteBluetooth.closeBluetoothGatt();
}
在蓝牙的数据收发过程中，几乎都是用byte[]数组来进行的，那么我们调试保存的数据难免会为数据格式的转换而各种百度，下面和大家分享下我项目中用到的一些方法~
数据格式转化的工具类
1. 两个byte -->int
private int byteToInt(byte b, byte c) {//计算总包长，两个字节表示的
short s = 0;
int ret;
short s0 = (short) (c & 0xff);// 最低位
short s1 = (short) (b & 0xff);
s1 <<= 8;
s = (short) (s0 | s1);
ret = s;
return ret;
}
2. int -->两个byte
private byte[] int2byte(int res) {
byte[] targets = new byte[2];
targets[1] = (byte) (res & 0xff);// 最低位
targets[0] = (byte) ((res >> 8) & 0xff);// 次低位
return targets;
}
3. 16进制字符串 -->byte[ ]
public static byte[] hexStringToByte(String hex) {
int len = (hex.length() / 2);
byte[] result = new byte[len];
char[] achar = hex.toCharArray();
for (int i = 0; i < len; i++) {
int pos = i * 2;
result[i] = (byte) (toByte(achar[pos]) << 4 | toByte(achar[pos + 1]));
}
return result;
}
private static byte toByte(char c) {
byte b = (byte) "0123456789ABCDEF".indexOf(c);
return b;
}
4. byte[ ] -->16进制字符串
public static String byte2hex(byte [] buffer){
String h = "";
for(int i = 0; i < buffer.length; i++){
String temp = Integer.toHexString(buffer[i] & 0xFF);
if(temp.length() == 1){
temp = "0" + temp;
}
h = h + temp;
}
return h;
}
Ble基本的操作几乎都列出来了，下篇和大家分享低耗蓝牙空中升级，网上的demo都太庞大了，下次分享我实现的demo，代码一定最少嘿嘿。还有就是数据分包那部分，如果感兴趣的可以留言给我，我看是否需要分享。谢谢观看
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