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Bluetooth Low Energy

• 簡(jiǎn)介：
  • 與傳統(tǒng)藍(lán)牙相比鼓拧，低功耗藍(lán)牙的設(shè)計(jì)對(duì)電量消耗更低驯杜。
  • 只支持Android 4.3以上的系統(tǒng)版本迅办，即 API Level>=18。

藍(lán)牙開(kāi)發(fā)對(duì)象

• BluetoothManager

  • 獲取對(duì)象：

      BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
    

  • 注意：BluetoothManager僅在Android4.3以上的系統(tǒng)版本支持套利，即 API Level>=18奴璃。

• BluetoothAdapter

  • 獲取對(duì)象：

      BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = BluetoothManager.getAdapter();
      // 或者
      BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
    

    • 注意：一個(gè)Android系統(tǒng)只有一個(gè)BluetoothAdapter悉默。

  • 方法描述：

    • 藍(lán)牙狀態(tài)
      • isEnabled()
        • 判斷系統(tǒng)藍(lán)牙是否打開(kāi)
      • disable()
        • 隱式關(guān)閉系統(tǒng)藍(lán)牙
      • enable()
        • 隱式打開(kāi)系統(tǒng)藍(lán)牙
    • 藍(lán)牙設(shè)備搜索
      • startDiscovery()/cancelDiscovery()
        • 開(kāi)始/取消搜索設(shè)備（經(jīng)典藍(lán)牙 和 低功耗藍(lán)牙）
        • 執(zhí)行過(guò)程（耗時(shí)12秒）：
          1. 系統(tǒng)發(fā)送 BluetoothAdapter.ACTIOIN_DISCOVERY_STARTED 的廣播
          2. 搜索藍(lán)牙設(shè)備...
          3. 只要找到一個(gè)設(shè)備就發(fā)送一個(gè) BluetoothDevice.ACTION_FOUND 的廣播
          4. 從廣播接收器中就可以得到這個(gè)BluetoothDevice對(duì)象
          5. 系統(tǒng)發(fā)送 BluetoothAdapter.ACTION_FINISHED 的廣播
      • startLeScan()/stopLeScan()
        • 開(kāi)始/取消搜索設(shè)備（低功耗藍(lán)牙）
        • 注意：
          • 在API Level-21以上被標(biāo)記廢棄使用

• BluetoothLeScanner

  • 獲取對(duì)象：

      BluetoothLeScanner mBluetoothLeScanner= BluetoothAdapter.getBluetoothLeScanner();
    

  • 方法描述：

    • startScan()/stopScan()
      • 開(kāi)始/取消搜索設(shè)備（低功耗藍(lán)牙）
      • 注意：
        • 在API Level-21以上使用

• BluetoothDevice

  • 代表了一個(gè)遠(yuǎn)程的藍(lán)牙設(shè)備, 通過(guò)這個(gè)類(lèi)可以查詢(xún)遠(yuǎn)程設(shè)備的物理地址, 名稱(chēng), 連接狀態(tài)等信息，
  • 獲取對(duì)象：

    • 物理地址對(duì)應(yīng)的Device：

        BluetoothAdapter.getRemoteDevice(address);
      

    • 已經(jīng)配對(duì)的Device集合：

        BluetoothAdapter.getBoundedDevices();
      

    • 掃描結(jié)果回調(diào)中的Device：

        BluetoothAdapter.LeScanCallback leScanCallback = new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {
            @Override
            public void onLeScan(BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {
            }
        };
      

• BluetoothGatt

  • BluetoothGatt繼承BluetoothProfile苟穆，
  • 通過(guò)BluetoothGatt可以連接設(shè)備（connect）,發(fā)現(xiàn)服務(wù)（discoverServices）麦牺，并把相應(yīng)地屬性返回到 BluetoothGattCallback，
  • 獲取對(duì)象：
    • BluetoothGattCallback回調(diào)方法中獲取鞭缭。

• BluetoothProfile

  • 一個(gè)通用的規(guī)范剖膳，按照這個(gè)規(guī)范來(lái)收發(fā)數(shù)據(jù)。

• 連接成功后岭辣，我們首先需要獲得服務(wù)吱晒，然后是該服務(wù)所包含的特征，最后是特征的描述符沦童。

• 服務(wù)（Service）：

  • BluetoothGattService
    • 一個(gè) Service 可以包含多個(gè) Characteristic仑濒，
    • 獲取對(duì)象：

      • 通過(guò)指定的 UUID 從 BluetoothGatt 實(shí)例中獲得：

          BluetoothGattService service = BluetoothGatt.getService(UUID.fromString(BLE_SERVICE));
        

• 特征（Characteristic）：

  • BluetoothGattCharacteristic
    • 一個(gè) Characteristic 包含一個(gè) Value 和多個(gè) Descriptor，
    • 相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型偷遗，它包括一個(gè)value和0~n個(gè)value的描述（Descriptor）墩瞳，
    • 獲取對(duì)象：

      • 通過(guò)指定的 UUID 從 BluetoothGattService 中得到：

          BluetoothGattCharacteristic characteristic = BluetoothGattService.getCharacteristic(UUID.fromString(BLE_CHARACTERISTIC))
        

• 描述符（Descriptor）：

  • BluetoothGattDescriptor
    • 一個(gè) Descriptor 包含一個(gè) Value，
    • 對(duì) Characteristic 的描述氏豌，包括范圍喉酌、計(jì)量單位等，
    • 獲取對(duì)象：

      • 通過(guò)指定的 UUID 從 BluetoothGattCharacteristic 對(duì)象中獲得：

          List<BluetoothGattDescriptor> descriptorList = BluetoothGattCharacteristic.getDescriptors();
          // 或者
          BluetoothGattDescriptor descriptor = BluetoothGattCharacteristic.getDescriptor(UUID.fromString("BLE_DESCRIPTOR"));
        

低功耗藍(lán)牙開(kāi)發(fā)基本流程

• 申請(qǐng)權(quán)限

  • 基礎(chǔ)權(quán)限：

      <!-- 執(zhí)行所有的藍(lán)牙通信泵喘，如請(qǐng)求連接泪电，接受連接和傳輸數(shù)據(jù) -->
      <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/>
      <!-- 初始化設(shè)備發(fā)現(xiàn)或者操縱藍(lán)牙設(shè)置 -->
      <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>
    

  • 注意：

    • 如果應(yīng)用僅支持低功耗藍(lán)牙

      • 在 AndroidManifest.xml 添加以下聲明：

          <uses-feature android:name="android.hardware.bluetooth_le" android:required="true"/>
        

      • 動(dòng)態(tài)判斷：

          if (!getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_BLUETOOTH_LE)) {
              Toast.makeText(this, "該設(shè)備不支持低功耗藍(lán)牙", Toast.LENGTH_SHORT).show();
          }  
        

    • 在 Android 6.0 及以上的系統(tǒng)版本，需動(dòng)態(tài)申請(qǐng)位置權(quán)限纪铺。
      如果應(yīng)用沒(méi)有位置權(quán)限相速，藍(lán)牙掃描功能不能使用（其它藍(lán)牙操作例如連接藍(lán)牙設(shè)備和寫(xiě)入數(shù)據(jù)不受影響）。

      • 在 AndroidManifest.xml 添加以下聲明：

        <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION"/>
        或
        <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" />
        

      • 動(dòng)態(tài)申請(qǐng)：

        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.M) {
            if (this.checkSelfPermission(Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
                requestPermissions(new String[]{Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION}, PERMISSION_REQUEST_COARSE_LOCATION);
            }
        }
        
        @Override
        public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, String[] permissions, int[] grantResults) {
            switch (requestCode) {
                case PERMISSION_REQUEST_COARSE_LOCATION:
                    if (grantResults[0] == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
                        // 權(quán)限申請(qǐng)成功鲜锚，處理業(yè)務(wù)邏輯
                    }
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        

• 是否支持藍(lán)牙

    BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
    
    if (bluetoothManager.getAdapter() == null) {
        Toast.makeText(Context, "沒(méi)有發(fā)現(xiàn)藍(lán)牙模塊", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
  

• 開(kāi)啟/關(guān)閉藍(lán)牙

  • 檢查藍(lán)牙是否開(kāi)啟

      BluetoothAdapter.isEnabled();
    

  • 開(kāi)啟

    • 隱式開(kāi)啟

        BluetoothAdapter.enable();
      

      • 注意：

        • 需要注冊(cè)權(quán)限：

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

        • 在 Android 6.0 及以上的系統(tǒng)版本突诬，隱式開(kāi)啟依舊會(huì)提示用戶(hù)苫拍。

    • 顯示開(kāi)啟

        Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
        startActivityForResult(enableBtIntent, REQUESTCODE_BLUETOOTH);
      

      • 確認(rèn)結(jié)果：

        • 方法一：注冊(cè)廣播

            IntentFilter intentFilter = new IntentFilter();  
            intentFilter.addAction(BluetoothAdapter.ACTION_STATE_CHANGED);//藍(lán)牙狀態(tài)
            intentFilter.addAction(BluetoothAdapter.ACTION_DISCOVERY_STARTED);// 掃描開(kāi)始
            intentFilter.addAction(BluetoothAdapter.ACTION_DISCOVERY_FINISHED);// 掃描結(jié)束
            registerReceiver(new BluetoothReceiver(), intentFilter);
          
            private class BluetoothReceiver extends BroadcastReceiver {
          
                @Override
                public void onReceive(Context context, Intent intent) {
          
                    String action = intent.getAction();
                    if (BluetoothAdapter.ACTION_STATE_CHANGED.equals(action)) {
                        switch (BluetoothAdapter.getDefaultAdapter().getState()) {
                            case BluetoothAdapter.STATE_ON:// 打開(kāi)
                                break;
                            case BluetoothAdapter.STATE_OFF:// 關(guān)閉
                                break;
                            case BluetoothAdapter.STATE_TURNING_OFF:// 藍(lán)牙處于關(guān)閉過(guò)程中
                                break;
                            case BluetoothAdapter.STATE_TURNING_ON:// 藍(lán)牙處于打開(kāi)過(guò)程中
                                break;
                            default:
                                break;
                        }
                    }
                }
            }
          

        • 方法二：重寫(xiě)onActivityResult()

            @Override
            protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) {
                super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
                if (resultCode == RESULT_OK) {//藍(lán)牙開(kāi)啟成功
                    switch (requestCode) {
                        case REQUESTCODE_BLUETOOTH:
                            break;
                        default:
                            break;
                    }
                } else if (resultCode == RESULT_CANCELED) {//藍(lán)牙開(kāi)啟失敗
                    ToastUtils.showShort("藍(lán)牙開(kāi)啟失敗，請(qǐng)手動(dòng)開(kāi)啟藍(lán)牙");
                }
            }
          

      • 前往系統(tǒng)設(shè)置界面

          startActivity(new Intent(Settings.ACTION_BLUETOOTH_SETTINGS));
        

  • 關(guān)閉

    • 隱式關(guān)閉

        BluetoothAdapter.disable();
      

    • 前往系統(tǒng)設(shè)置界面

        startActivity(new Intent(Settings.ACTION_BLUETOOTH_SETTINGS));
      

• 掃描藍(lán)牙設(shè)備

  • 開(kāi)啟/關(guān)閉掃描設(shè)備

    • 開(kāi)啟

      • 掃描全部藍(lán)牙設(shè)備

          BluetoothAdapter.startLeScan(BluetoothAdapter.LeScanCallback callback)
        

      • 只掃描含有特定 UUID Service 的藍(lán)牙設(shè)備

          BluetoothAdapter.startLeScan(UUID[] serviceUuids, BluetoothAdapter.LeScanCallback callback)
        

    • 關(guān)閉

        BluetoothAdapter.stopLeScan(BluetoothAdapter.LeScanCallback callback)
      

• 連接設(shè)備

    BluetoothGatt BluetoothDevice.connectGatt(Context context, boolean autoConnect, BluetoothGattCallback callback) {}
  

  • autoConnect：表示是否需要自動(dòng)連接旺隙。
    • 設(shè)置為 true 表示如果設(shè)備斷開(kāi)了怯疤，會(huì)不斷的嘗試自動(dòng)連接。
    • 設(shè)置為 false 表示只進(jìn)行一次連接嘗試催束。
  • BluetoothGattCallback：表示連接后進(jìn)行的一系列操作的回調(diào)，共計(jì)9個(gè)回調(diào)方法伏社，以下列舉常用的5個(gè)抠刺。

    • 連接狀態(tài)變化

        void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState) {}
      

    • 執(zhí)行BluetoothGatt.discoverServices();后回調(diào)，發(fā)現(xiàn)服務(wù)

        void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {}
      

    • 執(zhí)行BluetoothGatt.writeCharacteristic();后回調(diào)摘昌，寫(xiě)入數(shù)據(jù)執(zhí)行結(jié)果

        void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {}
      

    • 執(zhí)行BluetoothGatt.setCharacteristicNotification();后回調(diào)速妖，Characteristic值發(fā)生改變

        void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic) {}
      

    • 執(zhí)行BluetoothGatt.writeDescriptor();后回調(diào)

        void onDescriptorWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattDescriptor descriptor, int status) {}
      

• 發(fā)現(xiàn)服務(wù)

  • 在onConnectionStateChange()中，判斷連接狀態(tài)聪黎，連接成功罕容，搜索連接設(shè)備所支持的service

      @Override
      public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState) {
          super.onConnectionStateChange(gatt, status, newState);
    
          if (newState == BluetoothGatt.STATE_CONNECTED) {//連接成功
    
              gatt.discoverServices();//搜索連接設(shè)備所支持的service
    
          } else if (newState == BluetoothGatt.STATE_DISCONNECTED) {//連接斷開(kāi)
          }
      }
    

  • discoverServices()被執(zhí)行后，在onServicesDiscovered()中稿饰，獲取指定UUID Service锦秒，存下BluetoothGatt對(duì)象

      @Override
      public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
          super.onServicesDiscovered(gatt, status);
    
          BluetoothGattService service = gatt.getService(UUID.fromString(BLE_SERVICE));
    
          if (service != null) {
              mBluetoothGatt = gatt;
          }
      }
    

• 讀寫(xiě)數(shù)據(jù)

  • 寫(xiě)：

    • 獲取指定 UUID Serivce 的 BluetoothGattService 對(duì)象，

    • 從而得到指定 UUID Characteristic 的 BluetoothGattCharacteristic 對(duì)象喉镰，將數(shù)據(jù)設(shè)置進(jìn)去旅择，

    • 最后用 BluetoothGatt 對(duì)象向藍(lán)牙設(shè)備寫(xiě)入數(shù)據(jù)

        public void writeCharacteristic() {
            
            byte[] data = {0x00};//封包數(shù)據(jù)，根據(jù)硬件協(xié)議填寫(xiě)
            
            BluetoothGattCharacteristic characteristic = mBluetoothGatt.getService(UUID.fromString(BLE_SERVICE)).getCharacteristic(UUID.fromString(BLE_WRITE));
            characteristic.setValue(data);//設(shè)置數(shù)據(jù)
      
            mBluetoothGatt.writeCharacteristic(characteristic);//寫(xiě)入設(shè)備
        }
      

  • 讀：

    • 在 writeCharacteristic() 調(diào)用后侣姆，

    • 會(huì)走 onCharacteristicChanged() 回調(diào)生真，

    • 在 BluetoothGattCharacteristic 對(duì)象中獲取藍(lán)牙設(shè)備傳回的數(shù)據(jù)，

    • 通過(guò)藍(lán)牙硬件協(xié)議判斷并做出相應(yīng)處理捺宗。

        @Override
        public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
            super.onCharacteristicChanged(gatt, characteristic);
            
            byte[] value = characteristic.getValue();
      
            switch (value[0]) {//判斷協(xié)議柱蟀，對(duì)應(yīng)處理
                case 0x00:
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
      

• 斷開(kāi)連接

    BluetoothGatt.disconnect();
    BluetoothGatt.close();