Android 蓝牙低能耗(BLE)
2015-10-23 10:34
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本文翻译自：http://developer.android.com/guide/topics/connectivity/bluetooth-le.html
Android4.3（APILevel 18）引入了内建平台支持蓝牙低能耗的核心作用，提供给APP相应的API能够发现设备，查询服务，和提供读/写特性。与传统的蓝牙相比，蓝牙低能耗设计提供了明显地低电量消耗。它允许Android应用与对低能耗有要求的BLE设备进行通信，例如近距离传感器，心率监测设备，健康设备等等。
l 通用属性配置（GATT）-------- GATT配置是一个通用的规范，用来发送和接收被称作“属性”的短片数据通过BLE连接。所有当前的低能耗应用配置都是基于GATT。
Ø 蓝牙技术联盟定义了许多低能耗设备的配置。一个配置是一个规范用来确定一个设备在特定的应用中如何运行。注意一个设备可以实现多个配置。例如，一个设备可以包含一个心率监测配置和电量监测配置。
l 属性协议（ATT）-------GATT建立在属性协议（ATT）基础上。这也可以被成为GATT/ATT。ATT可以在BLE设备上最佳运行。为此，它使用尽可能少的字节。每个属性通过一个全球唯一标识符（UUID）定义，UUID是一个标准的128位字符串ID用来唯一标识信息。通过ATT传送的属性被格式化为特征和服务。
l 特征----------特征包含一个单一的值和0-n个描述符描述特征的值。一个特征可以被认为是一种类型，类似于类。
l 描述符-------描述符被定义为属性用来描述特征的值。例如，一个描述符可能指定一个人类刻度的描述，一个特征值的可接受范围或者一个测量单元用来指定一个特征的值。
l 服务----------一个服务是一组特征的集合。例如，你可以有一个服务叫做“心率监测”包含例如“心率测量”的特征。你可以在bluetooth.org上找到一系列存在的GATT基础配置和服务。
l 中央与外围。这适用于BLE连接本身。处于中心角色的设备扫描，查找广告，外围角色的设备制作广告。
l GATT服务器与GATT客户端。这取决于一旦两个设备建立连接之后，两个设备之间如何进行通信。
为了理解这个区别，假设你有一个Android手机和一个是BLE设备的活动跟踪器。手机支持中心角色；活动跟踪器支持外围角色（为了建立BLE连接，你需要其中一个设备仅支持外围不能够跟对方对话，而不是两台设备仅仅支持中心角色）。
一旦手机和活动跟踪器建立了连接，他们开始传送元数据给另一方。依赖于他们之间传输的数据类型，一个或者另一个会作为服务器。例如，如果活动跟踪器想要报告传感器数据给手机，那活动跟踪器可能会作为服务器。如果活动跟踪器想要接收手机端的更新，那么手机端将会作为服务端。
在这篇文档使用的例子中，这个Android应用（运行在Android设备上）是GATT客户端。这个应用从GATT服务端获取数据，该服务端是一个支持心率配置的心率监测设备。但是你能够选择设计你的Android应用扮演GATT服务端角色。查看BluetoothGattServer（http://developer.android.com/reference/android/bluetooth/BluetoothGattServer.html） 例子获取更多地信息。
如果你想要你的应用初始化设备发现或者操作蓝牙设置，你必须也声明BLUETOOTH_ADMIN（http://developer.android.com/reference/android/Manifest.permission.html#BLUETOOTH_ADMIN）权限。注意：如果你使用BLUETOOTH_ADMIN权限，那么你也必须声明BLUETOOTH权限。
在你应用的清单文件中声明蓝牙权限。例如：
<uses-permission
android:name="android.permission.BLUETOOTH"/>
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>
如果你需要你的应用仅能运行在支持BLE的设备上，请在你的应用清单上包含以下权限：
<uses-feature
android:name="android.hardware.bluetooth_le"
android:required="true"/>
然而，如果你想要你的应用在不支持BLE的设备上可用，你仍然需要包含以上元素，但是设置required=”false”。然后在运行时通过使用Packagemanager.hasSystemFeature，你能够决定BLE是否可用。
// Use this check to determine whether BLE is supported on the device.Then
// you can selectively disableBLE-related features.
if (!getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_BLUETOOTH_LE))
{
Toast.makeText(this, R.string.ble_not_supported,
Toast.LENGTH_SHORT).show();
finish();
}
如果不支持BLE，然后你应当优雅的禁用任何BLE特性。如果支持BLE，但是被禁用，然后你能够请求用户在不离开你应用的情况下启用蓝牙。使用蓝牙适配器完成建立需要两个步骤。
1. 获取蓝牙适配器（BluetoothAdapter）
对于任何和全部的蓝牙活动，蓝牙适配器是必要的。蓝牙适配器代表设备自身的蓝牙适配器（蓝牙无线电）。在整个系统中有一个蓝牙适配器，你的应用可以通过使用它与系统进行交互。下面这个代码片段展示如何获取适配器。注意这个方法使用getSystemService返回BluetoothManager的一个实例，然后该实例用于获取适配器。Android4.3（APILevel 18）引入BluetoothManager:
// Initializes Bluetooth adapter.
final BluetoothManager bluetoothManager
=
(BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
mBluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();
2. 启用蓝牙
接下来，你需要确保蓝牙被启用。调用isEnabled()来检查蓝牙当前是否启用。如果这个方法返回false，那么蓝牙功能被禁用。下面的代码片段检查蓝牙是否启用。如果未启用，以下代码展示一个错误，提示用户去设置页面启用蓝牙：
private
BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;
...
// Ensures Bluetooth is availableon the device and it is enabled. If not,
// displays a dialog requestinguser permission to enable Bluetooth.
if (mBluetoothAdapter
== null
|| !mBluetoothAdapter.isEnabled())
{
Intent enableBtIntent
= new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);
}
l 一旦你发现所需要的设备，停止扫描。
l 绝对不要在一个循环中扫描，同时对你的扫描设置时间限制。一种以前可用的设备可能已经移动了范围，继续扫描会消耗电量。
以下代码片段展示如何开始和停止扫描：
/**
* Activity for scanning and displaying available BLE devices.
*/
public class
DeviceScanActivity
extends ListActivity
{
private BluetoothAdaptermBluetoothAdapter;
private boolean mScanning;
private Handler mHandler;
// Stopsscanning 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);
}
...
}
...
}
如果你仅要扫描特定类型的外设，你可以调用startLeScan(UUID[],BluetoothAdapter.LeScanCallback)，提供你的应用支持的一组指定GATT服务的UUID对象。
下面是BluetoothAdapter.LeScanCallback的一个实现，是用来提供BLE扫描结果的接口：
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：你仅能够扫描蓝牙低能耗设备或者扫描经典蓝牙设备，在Bluetooth章节中有描述。你不能同时扫描蓝牙低能耗设备和经典设备。
mBluetoothGatt = device.connectGatt(this,
false, mGattCallback);
它连接到BLE设备持有的GATT服务器，返回一个BluetoothGatt实例，你可以该实例执行GATT客户端的操作。调用者（安卓应用）是GATT客户端。BluetoothGattCallback用来传递结果给客户端，例如连接的状态，以及GATT客户端的进一步操作。
在下面的例子中，BLE应用提供一个活动（DeviceControlActivity）用来连接，展示数据，展示设备支持的GATT服务和特征。基于用户的输入，这个活动与一个叫做BluetoothLeService的服务沟通，它通过AndroidBLE的API与BLE设备进行交互：
// 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 BluetoothManagermBluetoothManager;
private BluetoothAdaptermBluetoothAdapter;
private StringmBluetoothDeviceAddress;
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 UUIDUUID_HEART_RATE_MEASUREMENT
=
UUID.fromString(SampleGattAttributes.HEART_RATE_MEASUREMENT);
// Variouscallback methods defined by the BLE API.
private final
BluetoothGattCallbackmGattCallback
=
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 servicediscovery:"
+
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);
}
}
...
};
...
}
当一个特别的回调被触发，它会调用适当的broadcastUpdate()帮助方法，同时传递给它一个动作（action）。请注意，本节中的数据解析是按照蓝牙心脏速率测量配置说明进行的：
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 isspecial handling for the Heart Rate Measurement profile. Data
// parsing iscarried 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(bytebyteChar
: data)
stringBuilder.append(String.format("%02X",
byteChar));
intent.putExtra(EXTRA_DATA,
new String(data)
+ "\n"
+
stringBuilder.toString());
}
}
sendBroadcast(intent);
}
回到DeviceControlActivity,这些事件将在一个广播接收器中处理：
// Handles various events fired by the Service.
// ACTION_GATT_CONNECTED: connectedto a GATT server.
// ACTION_GATT_DISCONNECTED:disconnected from a GATT server.
// ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED:discovered GATT services.
// ACTION_DATA_AVAILABLE: receiveddata from the device. This can be a
// result of read or notificationoperations.
private final
BroadcastReceivermGattUpdateReceiver
= 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));
}
}
};
public
class DeviceControlActivity
extends Activity
{
...
//Demonstrates how to iterate through the supported GATT
// Services/Characteristics.
// In thissample, 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);
}
...
}
...
}
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);
一旦一个特征的通知被启用，如果在远程设备上的特征改变时，一个onCharacteristicChaned()回调将会被触发：
@Override
// Characteristic notification
public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt,
BluetoothGattCharacteristic characteristic)
{
broadcastUpdate(ACTION_DATA_AVAILABLE, characteristic);
}
public
void close()
{
if (mBluetoothGatt
== null)
{
return;
}
mBluetoothGatt.close();
mBluetoothGatt =
null;
}
Android4.3（APILevel 18）引入了内建平台支持蓝牙低能耗的核心作用，提供给APP相应的API能够发现设备，查询服务，和提供读/写特性。与传统的蓝牙相比，蓝牙低能耗设计提供了明显地低电量消耗。它允许Android应用与对低能耗有要求的BLE设备进行通信，例如近距离传感器，心率监测设备，健康设备等等。
主要术语和概念
以下是BLE的关键术语和概念的总结：l 通用属性配置（GATT）-------- GATT配置是一个通用的规范，用来发送和接收被称作“属性”的短片数据通过BLE连接。所有当前的低能耗应用配置都是基于GATT。
Ø 蓝牙技术联盟定义了许多低能耗设备的配置。一个配置是一个规范用来确定一个设备在特定的应用中如何运行。注意一个设备可以实现多个配置。例如，一个设备可以包含一个心率监测配置和电量监测配置。
l 属性协议（ATT）-------GATT建立在属性协议（ATT）基础上。这也可以被成为GATT/ATT。ATT可以在BLE设备上最佳运行。为此，它使用尽可能少的字节。每个属性通过一个全球唯一标识符（UUID）定义，UUID是一个标准的128位字符串ID用来唯一标识信息。通过ATT传送的属性被格式化为特征和服务。
l 特征----------特征包含一个单一的值和0-n个描述符描述特征的值。一个特征可以被认为是一种类型，类似于类。
l 描述符-------描述符被定义为属性用来描述特征的值。例如，一个描述符可能指定一个人类刻度的描述，一个特征值的可接受范围或者一个测量单元用来指定一个特征的值。
l 服务----------一个服务是一组特征的集合。例如，你可以有一个服务叫做“心率监测”包含例如“心率测量”的特征。你可以在bluetooth.org上找到一系列存在的GATT基础配置和服务。
角色与职责
以下是当一个Android设备与一个BLE设备交互时应用的角色和职责：l 中央与外围。这适用于BLE连接本身。处于中心角色的设备扫描，查找广告，外围角色的设备制作广告。
l GATT服务器与GATT客户端。这取决于一旦两个设备建立连接之后，两个设备之间如何进行通信。
为了理解这个区别，假设你有一个Android手机和一个是BLE设备的活动跟踪器。手机支持中心角色；活动跟踪器支持外围角色（为了建立BLE连接，你需要其中一个设备仅支持外围不能够跟对方对话，而不是两台设备仅仅支持中心角色）。
一旦手机和活动跟踪器建立了连接，他们开始传送元数据给另一方。依赖于他们之间传输的数据类型，一个或者另一个会作为服务器。例如，如果活动跟踪器想要报告传感器数据给手机，那活动跟踪器可能会作为服务器。如果活动跟踪器想要接收手机端的更新，那么手机端将会作为服务端。
在这篇文档使用的例子中，这个Android应用（运行在Android设备上）是GATT客户端。这个应用从GATT服务端获取数据，该服务端是一个支持心率配置的心率监测设备。但是你能够选择设计你的Android应用扮演GATT服务端角色。查看BluetoothGattServer（http://developer.android.com/reference/android/bluetooth/BluetoothGattServer.html） 例子获取更多地信息。
BLE权限
为了在你的应用中使用蓝牙特性，你必须声明蓝牙的权限（http://developer.android.com/reference/android/Manifest.permission.html#BLUETOOTH）。你需要这些权限来执行任意的蓝牙通信，例如请求一个连接，接受一个连接，和传输数据。如果你想要你的应用初始化设备发现或者操作蓝牙设置，你必须也声明BLUETOOTH_ADMIN（http://developer.android.com/reference/android/Manifest.permission.html#BLUETOOTH_ADMIN）权限。注意：如果你使用BLUETOOTH_ADMIN权限，那么你也必须声明BLUETOOTH权限。
在你应用的清单文件中声明蓝牙权限。例如：
<uses-permission
android:name="android.permission.BLUETOOTH"/>
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>
如果你需要你的应用仅能运行在支持BLE的设备上，请在你的应用清单上包含以下权限：
<uses-feature
android:name="android.hardware.bluetooth_le"
android:required="true"/>
然而，如果你想要你的应用在不支持BLE的设备上可用，你仍然需要包含以上元素，但是设置required=”false”。然后在运行时通过使用Packagemanager.hasSystemFeature，你能够决定BLE是否可用。
// Use this check to determine whether BLE is supported on the device.Then
// you can selectively disableBLE-related features.
if (!getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_BLUETOOTH_LE))
{
Toast.makeText(this, R.string.ble_not_supported,
Toast.LENGTH_SHORT).show();
finish();
}
建立BLE
在你的应用能够通过BLE通信之前，你需要确保在此设备上支持BLE，同时如果是这样，确保BLE是启用的。注意仅当如果<uses-feature…/>设置为false时这项检查是必要的。如果不支持BLE，然后你应当优雅的禁用任何BLE特性。如果支持BLE，但是被禁用，然后你能够请求用户在不离开你应用的情况下启用蓝牙。使用蓝牙适配器完成建立需要两个步骤。
1. 获取蓝牙适配器（BluetoothAdapter）
对于任何和全部的蓝牙活动，蓝牙适配器是必要的。蓝牙适配器代表设备自身的蓝牙适配器（蓝牙无线电）。在整个系统中有一个蓝牙适配器，你的应用可以通过使用它与系统进行交互。下面这个代码片段展示如何获取适配器。注意这个方法使用getSystemService返回BluetoothManager的一个实例，然后该实例用于获取适配器。Android4.3（APILevel 18）引入BluetoothManager:
// Initializes Bluetooth adapter.
final BluetoothManager bluetoothManager
=
(BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
mBluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();
2. 启用蓝牙
接下来，你需要确保蓝牙被启用。调用isEnabled()来检查蓝牙当前是否启用。如果这个方法返回false，那么蓝牙功能被禁用。下面的代码片段检查蓝牙是否启用。如果未启用，以下代码展示一个错误，提示用户去设置页面启用蓝牙：
private
BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;
...
// Ensures Bluetooth is availableon the device and it is enabled. If not,
// displays a dialog requestinguser permission to enable Bluetooth.
if (mBluetoothAdapter
== null
|| !mBluetoothAdapter.isEnabled())
{
Intent enableBtIntent
= new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);
}
发现BLE设备
使用startLeScan()发现BLE设备。这个方法需要BluetoothAdapter.LeScanCallback作为参数。你必须实现这个回调，因为它实现扫描结果如何返回。因为扫描动作比较消耗电量，你应当遵守以下指南：l 一旦你发现所需要的设备，停止扫描。
l 绝对不要在一个循环中扫描，同时对你的扫描设置时间限制。一种以前可用的设备可能已经移动了范围，继续扫描会消耗电量。
以下代码片段展示如何开始和停止扫描：
/**
* Activity for scanning and displaying available BLE devices.
*/
public class
DeviceScanActivity
extends ListActivity
{
private BluetoothAdaptermBluetoothAdapter;
private boolean mScanning;
private Handler mHandler;
// Stopsscanning 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);
}
...
}
...
}
如果你仅要扫描特定类型的外设，你可以调用startLeScan(UUID[],BluetoothAdapter.LeScanCallback)，提供你的应用支持的一组指定GATT服务的UUID对象。
下面是BluetoothAdapter.LeScanCallback的一个实现，是用来提供BLE扫描结果的接口：
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：你仅能够扫描蓝牙低能耗设备或者扫描经典蓝牙设备，在Bluetooth章节中有描述。你不能同时扫描蓝牙低能耗设备和经典设备。
连接到一个GATT服务器
与BLE设备交互的第一步是连接到它----------更具体地说是连接到设备上的GATT服务器。你可以使用connectGatt()方法连接到一个BLE设备上的GATT服务器。这个方法有三个参数：一个Context对象，autoConnect（一个布尔值指示当BLE设备可用时是否立即连接），以及一个BluetoothCattCallback的引用：mBluetoothGatt = device.connectGatt(this,
false, mGattCallback);
它连接到BLE设备持有的GATT服务器，返回一个BluetoothGatt实例，你可以该实例执行GATT客户端的操作。调用者（安卓应用）是GATT客户端。BluetoothGattCallback用来传递结果给客户端，例如连接的状态，以及GATT客户端的进一步操作。
在下面的例子中，BLE应用提供一个活动（DeviceControlActivity）用来连接，展示数据，展示设备支持的GATT服务和特征。基于用户的输入，这个活动与一个叫做BluetoothLeService的服务沟通，它通过AndroidBLE的API与BLE设备进行交互：
// 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 BluetoothManagermBluetoothManager;
private BluetoothAdaptermBluetoothAdapter;
private StringmBluetoothDeviceAddress;
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 UUIDUUID_HEART_RATE_MEASUREMENT
=
UUID.fromString(SampleGattAttributes.HEART_RATE_MEASUREMENT);
// Variouscallback methods defined by the BLE API.
private final
BluetoothGattCallbackmGattCallback
=
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 servicediscovery:"
+
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);
}
}
...
};
...
}
当一个特别的回调被触发，它会调用适当的broadcastUpdate()帮助方法，同时传递给它一个动作（action）。请注意，本节中的数据解析是按照蓝牙心脏速率测量配置说明进行的：
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 isspecial handling for the Heart Rate Measurement profile. Data
// parsing iscarried 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(bytebyteChar
: data)
stringBuilder.append(String.format("%02X",
byteChar));
intent.putExtra(EXTRA_DATA,
new String(data)
+ "\n"
+
stringBuilder.toString());
}
}
sendBroadcast(intent);
}
回到DeviceControlActivity,这些事件将在一个广播接收器中处理：
// Handles various events fired by the Service.
// ACTION_GATT_CONNECTED: connectedto a GATT server.
// ACTION_GATT_DISCONNECTED:disconnected from a GATT server.
// ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED:discovered GATT services.
// ACTION_DATA_AVAILABLE: receiveddata from the device. This can be a
// result of read or notificationoperations.
private final
BroadcastReceivermGattUpdateReceiver
= 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));
}
}
};
读取BLE属性
一旦你的Android应用已经连接到一个GATT服务器并且发现服务，它就可以读写它支持的属性。例如，这段代码循环访问服务器的服务和特征，在UI中显示：public
class DeviceControlActivity
extends Activity
{
...
//Demonstrates how to iterate through the supported GATT
// Services/Characteristics.
// In thissample, 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);
}
...
}
...
}
接收GATT通知
当设备上特定的特征改变时，BLE应用要求被通知是很常见的。以下代码片段展示了如何使用setCharacteristicNotification()方法为一个特征设置通知。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);
一旦一个特征的通知被启用，如果在远程设备上的特征改变时，一个onCharacteristicChaned()回调将会被触发：
@Override
// Characteristic notification
public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt,
BluetoothGattCharacteristic characteristic)
{
broadcastUpdate(ACTION_DATA_AVAILABLE, characteristic);
}
关闭客户端应用
一旦你的应用已经完成使用一个BLE设备，它应当调用close()，使得系统能够正常地释放资源：public
void close()
{
if (mBluetoothGatt
== null)
{
return;
}
mBluetoothGatt.close();
mBluetoothGatt =
null;
}
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