前言
BLE是在Android 4.3上被引入的潭苞，并在android 5.0上加入了ble advertise的API支持贫奠。其時，IOS上的BLE已經(jīng)玩的風生水起现拒，其中IOS的ANCS服務就是基于BLE封裝的通知下發(fā)協(xié)議，而IBeacon是基于BLE廣播的單向傳輸?shù)膽谩?br> Android上的BLE開發(fā)算是個后發(fā)者望侈，但是android開放了對BLE的支持后印蔬，我們就可以又很多好玩的東西可以嘗試了，比如以前IOS的藍牙是無法與Android的藍牙進行通信的脱衙，有了BLE這就有了可能侥猬，還有讀取IOS的下發(fā)通知，自己實現(xiàn)和android手表的通信捐韩，讀取手環(huán)的數(shù)據(jù)等等有趣的東西退唠。
而中文社區(qū)中關于Android BLE的開發(fā)資料幾乎全是android官網(wǎng)上BLE開發(fā)指南的原版翻譯，但是該網(wǎng)站上的內(nèi)容是基于Android 4.3來寫的荤胁，其中的API已經(jīng)過時瞧预，最新的BLE API應該是基于Android 5.0的，所以我根據(jù)官網(wǎng)的思路基于最新的API最簡單的方式介紹Android的BLE開發(fā)仅政。
以后還會把跟BLE相關的內(nèi)容都整理下來垢油，作為一個系列。
基本概念
想要進行Ble相關的開發(fā)圆丹，我們必須具備一定的基礎知識滩愁，當然基礎知識肯定是非常簡單的。
設備角色
首先要明白的是辫封，這兩種角色的區(qū)分是硬件層面上硝枉，而且是成對出現(xiàn)的相對概念：
** 中心設備（Central device） **：功能相對強大，用來掃描和連接周邊設備的倦微，例如手機妻味、平板等
** 周邊設備（Central device） **：功能相對簡單，功耗較小欣福，被中心設備連接以提供數(shù)據(jù)的责球，例如手環(huán)、智能體溫計等
其實從最根本上來講劣欢，它應該是在對建立連接的過程不同角色的一種區(qū)分棕诵。我們知道藍牙設備要想讓別人知道自己的存在裁良，是要不間斷的對外放松廣播的凿将，而另外一方則需要掃描并回復該廣播包，這樣才能建立連接价脾，在這個過程中牧抵，負責廣播的就是peripheral，而負責掃描的是Central。
關于兩者的連接過程需要注意：
- 中心設備可以同時連接多個周邊設備犀变。
- 周邊設備一旦被連接上妹孙，立刻停止廣播，斷開后繼續(xù)廣播
- 任何時候只能一個設備嘗試連接获枝，排隊連接蠢正。
GATT
BLE技術是基于GATT進行通信的，GATT是一種屬性傳輸協(xié)議省店，簡單的講可以認為是一種屬性傳輸?shù)膽脤訁f(xié)議嚣崭。
它的結構非常簡單：
你可以把他看成xml來理解：
- 每個GATT由完成不同功能的Service組成；
- 每個Service由不同的Characteristic組成懦傍；
- 每個Characteristic由一個value和一個或者多個Descriptor組成雹舀；
- Service、Characteristic相當于標簽（Service相當于他的類別粗俱，Characteristic相當于它的名字）说榆，而value才真正的包含數(shù)據(jù)，Descriptor是對這個value進行的說明和描述寸认，當然我們可以從不同角度來描述和說明签财，因此可以有多個Descriptor.
這樣子理解可能不夠準確，下面我們來舉一個簡單的例子進行說明：
常見的小米手環(huán)是一個BLE設備偏塞，（假設）它包含三個Service,分別是提供設備信息的Service荠卷、提供步數(shù)的Service、檢測心率的Service;
而設備信息的service中包含的characteristic包括廠商信息烛愧、硬件信息油宜、版本信息等；而心率Service則包括心率characteristic等怜姿，而心率characteristic中的value則真正的包含心率的數(shù)據(jù)慎冤，而descriptor則是對該value的描述說明，比如value的單位啊沧卢，描述啊蚁堤，權限啊等。
GATT C/S
對GATT有了初步的了解但狭，我們知道GATT是一種典型的C/S模式披诗，既然是C/S那么我們就有必要對Server和client進行區(qū)分。
** GATT server ** vs. ** GATT client **立磁。這兩種角色存在的階段則是建立連接之后呈队，根據(jù)對話地位的不同進行區(qū)分的，很容易理解的是唱歧，保有數(shù)據(jù)的那一方我們稱之為GATT server宪摧，訪問數(shù)據(jù)的那一方我們稱之為GATT client粒竖。
這和我們之前提到的設備角色是不同層面的概念，有必要加以區(qū)分几于，我們還是用一個簡單的例子進行說明：
以手機和手表的例子來進行說明蕊苗，手機和手機建立連接之前，我們都是用手機的藍牙搜索功能去搜索手表的藍牙設備沿彭，這個過程中很明顯手表在進行BLE廣播以便其他設備知道自己的存在朽砰，它在這個過程中就是peripheral的角色，而手機負責掃描的任務喉刘，自然扮演的就是Center了锅移；兩者建立了GATT連接后，當手機需要從手表中讀取步數(shù)等傳感器數(shù)據(jù)時饱搏，兩者交互的數(shù)據(jù)是保存在手表中的非剃，因此此時手表就是GATT server的角色，自然手機就作為GATT client推沸；而當手表想要從手機讀取短信電話等信息室备绽，數(shù)據(jù)的保佑者又變成了手機，所以此時手機就是server 鬓催，而手表則是client肺素。
Service/Characteristic
上面我們已經(jīng)對他們有了感性的理解，接下來我們來一些實用的信息：
- Characteristic是最小的數(shù)據(jù)邏輯單元∮罴荩現(xiàn)在不難理解了吧倍靡。
- value、descriptor中存儲數(shù)據(jù)的解析由Server的工程師決定课舍，并無規(guī)范塌西，雙發(fā)按照約定開發(fā)。
- Service/Characteristic均有一個唯一的UUID標識筝尾，UUID既有16位的也有128位的捡需，我們需要了解的是16位的UUID是經(jīng)過藍牙組織認證的，是需要購買的筹淫，當然也有一些通用的16位UUID站辉。
例如Heart Rate服務的UUID就是0X180D,代碼中表示為0X00001800-0000-1000-8000-00805f9b34fb,其他位為固定的。而128位的UUID則可以自定義损姜。 - GATT連接是獨占的饰剥。
應用開發(fā)
添加權限
進行藍牙APP的開發(fā)，需要在manifest文件中加入如下的權限：
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/>
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>
BLUETOOTH權限使得你的APP可以使用藍牙的對話功能摧阅，例如建連和數(shù)據(jù)的傳輸汰蓉。
BLUETOOTH_ADMIN權限允許APP啟動設備的被發(fā)現(xiàn)以及操作藍牙的settings。
其他更詳細的查看官網(wǎng)上的說明BLE開發(fā)指南
獲得藍牙
要想進行ble的開發(fā)首先要獲得設備上的藍牙適配器并保證藍牙是使能的逸尖，這樣才能進一步的進行ble的相關操作古沥。
- 獲得藍牙適配器
系統(tǒng)啟動的時候藍牙相關的系統(tǒng)服務已經(jīng)開啟，這時候我們首先要獲得系統(tǒng)的藍牙服務：
BluetoothManager bluetoothManager =
(BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
通過藍牙的系統(tǒng)服務得到藍牙適配器：
BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();
得到藍牙適配器之后娇跟，我們就能進行藍牙的相關操作岩齿，無論是經(jīng)典藍牙還是ble都可以，當然進行這些操作之前我們首先使能藍牙苞俘。
- 藍牙的使能
這個當然是為了保證藍牙是開著的盹沈，給藍牙芯片使能。
if (mBluetoothAdapter == null || !mBluetoothAdapter.isEnabled()) {
Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);
}
這段代碼是調(diào)用了系統(tǒng)提供的開啟藍牙的對話框吃谣，點擊即可使能藍牙乞封，其實本質(zhì)也是調(diào)用BluetoothAdapter.enable()。
- 掃描Ble設備
//1. Android 4.3以上岗憋，Android 5.0以下
mBluetoothAdapter.startLeScan(BluetoothAdapter.LeScanCallback LeScanCallback)
//2. Android 5.0以上肃晚，掃描的結果在mScanCallback中進行處理
mBluetoothLeScanner = mBluetoothAdapter.getBluetoothLeScanner();
mBluetoothLeScanner.startScan(ScanCallback mScanCallback);
注意傳入的callback參數(shù)是不同的。以下我們都按照5.0的API進行仔戈。
- 得到掃描結果
在掃描結果的callback函數(shù)中將掃描到的設備的名稱和地址進行打印关串。
@Override
public void onScanResult(int callbackType, ScanResult result) {
if(result != null){
System.out.println("掃面到設備：" + result.getDevice().getName() + " " + result.getDevice().getAddress());
}
}
因為掃描本身是個耗電操作，因此掃描到目標設備后應該立即體停止掃描
if(mTargetDeviceName.equal(result.getDevice().getName())){
mBluetoothLeScanner.stopScan(mScanCallback);
}
- 對目標設備進行連接
result.getDevice().connectGatt(MainActivity.this, false, mGattCallback);
傳入的BluetoothGattCallback對象中對連接結果做處理监徘，以及通過GATT進行通信的絕大多數(shù)的操作都在這個對象中晋修，至于后續(xù)BluetoothGattCallback的講解，我們將在demo以及后續(xù)的文章中進行凰盔。
應用demo之初識gatt
Android官網(wǎng)的例子中有BLE的示例墓卦，但是那個例子有些API已經(jīng)過時，沒有使用最新的5.0的API,而且也寫得過于麻煩户敬，不便于開發(fā)新手入門落剪，因此我寫了一個簡單的demo,僅僅包含整個掃描、連接尿庐、獲取service的過程著榴，一眼便能看懂，當然這個demo的目的是增進GATT的認識屁倔。
Demo的下載地址：
** Github Jiesean : BleDemo **
運行Demo并連接小米手環(huán)1代得到的結果如下：
Services num:6
掃描到Service：00001800-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 00002a00-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 00002a01-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 00002a02-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 00002a04-0000-1000-8000-00805f9b34fb
掃描到Service：00001801-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 00002a05-0000-1000-8000-00805f9b34fb
掃描到Service：0000fee0-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000ff01-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000ff02-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000ff03-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000ff04-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000ff05-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000ff06-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000ff07-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000ff08-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000ff09-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000ff0a-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000ff0b-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000ff0c-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000ff0d-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000ff0e-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000ff0f-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000ff10-0000-1000-8000-00805f9b34fb
掃描到Service：0000fee1-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000fedd-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000fede-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000fedf-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000fed0-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000fed1-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000fed2-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000fed3-0000-1000-8000-00805f9b34fb
掃描到Service：0000fee7-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000fec7-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000fec8-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 0000fec9-0000-1000-8000-00805f9b34fb
掃描到Service：00001802-0000-1000-8000-00805f9b34fb
characteristic: 00002a06-0000-1000-8000-00805f9b34fb
我們可以看到總共得到了6個Service,分別是：
- 1800 Generic Access
- 1801 Generic Attribute
- fee0 安徽華米公司購買
- fee1 安徽華米公司購買
- fee7 騰訊公司購買
- 1802 Immediate Alert
下一篇文章我們將對小米手環(huán)進行讀取和操作脑又。
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