蓝牙通话机制原理

Posted 2023-01-20 Achillisjack

[摘要]: 本文主要论述基于android 6.0的蓝牙上层(Java层)通话机制;总结了蓝牙通话框架,并且给出了接听电话的详细的流程图;最后说明了apk的实现以及总结了蓝牙/android 相关的知识点。

1, 蓝牙框架

主要代码路径:

路径1: frameworks\\base\\core\\java\\android\\bluetooth\\  

蓝牙相关接口,蓝牙各种功能的发起点。

路径2:packages\\apps\\Bluetooth\\src\\com\\android\\bluetooth\\  

独立的Bluetooth.apk,里面包含蓝牙相关的各种服务,是java层和C/C++层的桥梁。

路径3: packages\\apps\\Bluetooth\\jni\\

  调用底层C/C++实现各种蓝牙功能,并且反馈给java层。

在路径2里面还有各种相互独立的java代码包,每一个包都包含一个协议,实现一个具体的功能:

btservice: 统一管理,控制其他服务。

a2dp: 和蓝牙耳机,音频有关,比如听歌等。

avrcp: 音频/视频通过连接的蓝牙控制,比如放歌时控制暂停等。

gatt：低功耗BLE有关,比如蓝牙按键。

hdp: 蓝牙医疗有关

hfp和hfpclient : 蓝牙通话有关,比如蓝牙通话的相关操作

hid: 蓝牙键盘键盘/鼠标

map: 同步蓝牙短信相关

opp: 蓝牙传输,比如传输文件等

pan: 个人局域网

pbap: 同步电话本,比如联系人/通话记录等

sap : 蓝牙通话,主要和SIM卡相关

sdp: 蓝牙服务发现/获取相关

 

这12个包分别实现了12中蓝牙功能,大多数以服务的形式存在,运行在Bluetooth.apk中。不仅如此,还具有以下特点:

1,每一个服务相互独立,互相毫无任何影响, 继承自 ProfileService,由

AdapterService服务统一管理。

2,每一个服务在路径1中都存在对应的客户端类,通过Binder进行跨进程通信。

3,每一个服务在路径3中都存在对应的C/C++类,通过JNI机制互相调用。

4,每一个服务的启动,对应的Binder以及JNI机制的调用原理,方法,流程几乎都是一样的。

下面以蓝牙通话功能为例来解析相关接口以及代码实现框架图。

 

 

2 蓝牙通话框架

2.1 相关类的说明

蓝牙通话上层代码主要分为3个部分:

1,蓝牙api相关代码, 路径4: frameworks\\base\\core\\java\\android\\bluetooth\\

主要有2个类

BluetoothHeadsetClient.java主要负责蓝牙通话的相关动作,比如接听等等

BluetoothHeadsetClientCall.java主要负责蓝牙通话的状态,比如是来电还是去电等等。

 

2,蓝牙服务端的相关代码,路径5:

packages\\apps\\Bluetooth\\src\\com\\android\\bluetooth\\hfpclient\\

有3个类

HeadsetClientHalConstants.java类里面只是定义了一些int/boolean 类型的值。

HeadsetClientService.java从名字就知道它是一个服务,它的设计很有意思,里面还有一个BluetoothHeadsetClientBinder内部类,该内部类主要负责和

BluetoothHeadsetClient进行跨进程通信。另外,HeadsetClientService也是

BluetoothHeadsetClientBinder和HeadsetClientStateMachine之间的桥梁。

HeadsetClientStateMachine是一个状态机,即管理连接的状态也是通话时java和C/C++之间的桥梁,通过JNI机制和com_android_bluetooth_hfpclient 里面的方法互相调用。

 

3,JNI相关代码,路径6: packages\\apps\\Bluetooth\\jni\\

有1个文件: 

com_android_bluetooth_hfpclient  蓝牙通话动作,拨号/接听/挂断/拒接 实际的执行者。

 

DialerBTHfpService服务是开机之后启动的。

 

 

 

2.2类图

图一 类图

BluetoothHeadsetClient是一个api,由第三方apk直接调用,可以进行拨号/接听/拒接/挂断操作,对应的方法依次为dial()/acceptCall()/rejectCall()/terminateCall().

 

HeadsetClientService是一个服务, BluetoothHeadsetClientBinder是它的内部类, BluetoothHeadsetClientBinder是BluetoothHeadsetClient在HeadsetClientService中的代理,通过aidl进行方法的调用。

 

Connected(已连接状态)是HeadsetClientStateMachine 的其中一种状态,通话的相关操作都建立在已连接状态之上,其它三种状态为Disconnected, Connecting,

AudioOn状态。HeadsetClientService 根据不同的方法给状态机发送不同的消息,最后通过HeadsetClientStateMachine根据JNI机制调用

com_android_bluetooth_hfpclient.cpp对应的方法,最后调用底层C/C++ 来真正的实现拨号/接听/拒接/挂断操作。

 

拨号/接听/拒接/挂断方法调用的流程完全是一模一样的,下小节给出接听方法具体调用的完整流程图。

 

 

 

2.3流程图

图二 接听电话流程图

除了dial 方法最后调用从C/C++ dialNative之外,其它的3个方法最后都是调用handleCallActionNative,只是参数不同而已。

拨号/接听/拒接/挂断都是主动完成的,那么如果有来电,对方接通电话或者对方挂断电话,我们怎么知道呢？这些都是com_android_bluetooth_hfpclient.cpp通过JNI机制调用通话状态机的方法sendCallChangedIntent,将电话的状态(包含在

BluetoothHeadsetClientCall.java中)通过广播发送出来,第三方apk监听状态就可以进行相应的操作了。具体的来电流程图如下:

 图三 来电流程图

3 蓝牙通话apk说明

在自己的apk中,只需要做2件事情就可以完成蓝牙通话的几乎所有动作,

1,根据上一小节的论述,注册BluetoothHeadsetClientCall相关广播,监听来电/接通/对方挂断的状态,获取蓝牙电话的相关信息,比如号码,设备信息等等。

比如,如果收到来电广播,就可以根据BluetoothHeadsetClientCall获取来电的号码等信息,然后显示来电界面。

2,通过BluetoothAdapter 获取并且初始化BluetoothHeadsetClient对象,然后就可以直接调用dial()/acceptCall()/rejectCall()/terminateCall() 方法进行拨号/接听/拒接/挂断的操作了。

 

4, 小节

利用api实现蓝牙通话不是很难,但是如果弄清楚具体的蓝牙通话机制以及细节甚至蓝牙相关功能,这就得下功夫了,关于蓝牙,还可以进一步研究的android知识点以及蓝牙涉及的上层java要点如下:

1,基本蓝牙功能:打开/关闭/扫描/配对/连接

2,蓝牙功能:通过蓝牙传输文件/蓝牙键盘/蓝牙医疗服务/蓝牙同步联系人等等

3,android知识:跨进程通信机制/JNI机制/反射机制/状态机机制等等。