Android-通讯-蓝牙你还不会 BLE？最全入门指南？

Posted 2022-12-05 Q-CODER

 

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目录

前言

通过蓝牙，我们能干嘛？

在正式“摸”到别的蓝牙设备前，我们需要做点什么？

一、【权限】

二、【是否支持蓝牙】

三、【打开蓝牙】

开始真正的勾搭

一、【扫描】

二、【连接】

三、【搜索服务】

四、【打开通知通道】

五、【写入数据】

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前言

在项目开发过程中，一般为了“快速开发”，我们一般除了 CV，还有就是借轮子。这次蓝牙，我也借了一个轮子，但是这个轮子有问题？？

情况是这样的：在部分华为手机上使用App的蓝牙模块，会偶尔出现<针对性蓝牙服务缺失>。即：有一次手机A连上蓝牙在发现服务的时候，会缺失两个服务（其中一个是主要使用的服务），那么手机A再不做其他处理的情况下，就再也找不到那两个“丢失”的服务。但是，其他的手机又可以搜到该蓝牙设备对应的所有服务。碍于对轮子存在疑虑，于是自己动手撸了一个原生的蓝牙模块，来排除是否与轮子有关。

不如题，本文不是最全的入门指南。因为BLE蓝牙的东西着实不少，入门就不需要最全。只要整条流程能走通，对BLE的整体有概念这就是入门。对于熟悉和精通，敬请期待别的人文章吧！（也许，后面我也会更新别的文章，嘻嘻）

 

通过蓝牙，我们能干嘛？

这个问题，给了我学习的动力。通过对安卓官方文档的阅读，传送门

• 扫描其他蓝牙设备
• 连接其他设备（通过服务发现连接到其他设备）
• 与其他设备进行双向数据传输
• 管理多个连接
• ......(查询本地蓝牙适配器的配对蓝牙设备，建立 RFCOMM 通道)

RFCOMM 是一个简单传输写协议，其目的为了解决如何在两个不同设备上的应用程序之间保证一条完整的通信路径，并在它们之间保持一通信段的问题。

 

在正式“摸”到别的蓝牙设备前，我们需要做点什么？

一、【权限】

在 android 日益注重安全性，隐私化的趋势下，我们当然需要先做 权限声明 （这里不讲如何动态申请权限，如果你想轻装上阵，声明权限后，自己手动去授权即可）

•  BLUETOOTH
•  BLUETOOTH_ADMIN 
•   ACCESS_FINE_LOCATION (假如我们的应用要运行在 Android9 及其以上的系统上，我们需要申请的是 ACCESS_COARSE_LOCATION )

二、【是否支持蓝牙】

如果手机设备本身不支持蓝牙，那还用个啥？（如果你不关心这个可以跳过，或者大致瞟一眼）

这个时候，引出非常重要的一个类 BluetoothAdapter 。康康官方描述吧。（截取片段）

//定义：本地设备蓝牙设配器的代表
Represents the local device Bluetooth adapter.
作用-----
//1.启动设备发现
initiate device discovery.
//2.查询连接过或者配对过的设备
query a list of bonded (paired) devices.
//3.通过MAC地址获取设备
instantiate a BluetoothDevice using a known MAC address.
//4.创建连接监听
create a BluetoothServerSocket to listen for connection requests from other devices.
//5.开始扫描蓝牙设备
start a scan for Bluetooth LE devices.

我们通过 getDefaultAdapter 来获取该实例

private val bleAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter()

假如 bleAdapter 为 null 就意味着设备不支持蓝牙。

三、【打开蓝牙】

蓝牙没打开，啥都白搭。（如果这个你也不关心，可以跳过或者简单看一下）

//通过isEnable() 判断蓝牙是否打开
if (!bluetoothAdapter.isEnabled()) 
    //如果没有打开，我们可以通过 Intent 达到不离开app就可以打开蓝牙的效果。
    Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
    startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);

上面的步骤都是自身的一些准备。有了这些准备才能真正开始去发现其他的蓝牙设备。真不容易。

开始真正的勾搭

一、【扫描】

在刚刚介绍 BluetoothAdapter 的时候，它有一个作用是扫描设备。

Emmm...被抛弃了。那就看看源码，谁替换了它吧。

//就是说，有一个BluetoothLeScanner的类，提供了一个新的扫描方法。既然有新的，那么我们就用新的吧
* @deprecated use @link BluetoothLeScanner#startScan(List, ScanSettings, ScanCallback) instead.

新的，用法

private val bleScanner = bleAdapter.bluetoothLeScanner

bleScanner.startScan(object : ScanCallback() 
    override fun onScanResult(callbackType: Int, result: ScanResult?) 
        super.onScanResult(callbackType, result)
        //简单过滤掉名字为空的设备
        if (result?.device?.name == null) return
        Log.i(TAG, "onScanResult: " + result.device.name)
    

    override fun onBatchScanResults(results: MutableList<ScanResult>?) 
        super.onBatchScanResults(results)
    

    override fun onScanFailed(errorCode: Int) 
        super.onScanFailed(errorCode)
    
)

项目跑起来

Nice，看到了吧。扫描到了我附近的蓝牙设备，并且打印出了有名字的一部分。

二、【连接】

发现了勾搭的对象，那怎么去勾搭呢？实际上是：通过勾搭目标（device）的 connectGatt(Conext,autoConnect,gattCallback) 方法进行连接。

/*connectGatt 参数说明
* false 是否自动重连
*/
private var bluetoothGatt: BluetoothGatt? = null

bluetoothGatt = device?.connectGatt(this, false, object : BluetoothGattCallback() 
    override fun onConnectionStateChange(gatt: BluetoothGatt?, status: Int, newState: Int) 
        super.onConnectionStateChange(gatt, status, newState)
    
    override fun onServicesDiscovered(gatt: BluetoothGatt?, status: Int) 
        super.onServicesDiscovered(gatt, status)
)

那执行完这个之后，发生了什么呢？（可以把  BluetoothGattCallback 所有的方法都重写一遍，看看都走了那些，也可以只重写上面的两个方法）

我们主动打印的日志，有一个 onConnectionStateChange : 2。 2是什么？我们大胆猜测，应该是成功吧！（莫名其妙地自信）通过层层寻找，

在 BluetoothGatt 中找到了。如我们所想，这里也可以看到别的状态。YES，我们连接成功了。

然后你以为现在就可以直接给对方发信息吗？NO，接下来是这部分的重点了。

三、【搜索服务】

可以看成是你在撩Mei的时候，向对方索要微信号。这一步非常重要，方便 日后 联系。

那么我们调用 bluetoothGatt.discoverServices() 就可以去发现服务了。等等，bluetoothGatt 哪里来的？细心的你，会发现在上面的连接后，将值赋给了 bluetoothGatt 这又是个什么呢？那我们插入地讲一下

//简单的来说，就是与其他设备沟通交流
This class provides Bluetooth GATT functionality to enable communication
with Bluetooth Smart or Smart Ready devices.

override fun onConnectionStateChange(gatt: BluetoothGatt?, status: Int, newState: Int) 
    super.onConnectionStateChange(gatt, status, newState)
    Log.e(TAG, "onConnectionStateChange: $newState")
    if (newState == 2) 
        bluetoothGatt?.discoverServices()
        Log.i(TAG, "onConnectionStateChange:发现服务ing ")
    

执行完上面的代码，看看日志。发现了这个

这个 0 就不多言了。就是当一个操作完成了就会是 0。因为在寻找服务的过程是异步的，完成后会有回调回来。

具体用哪个服务，需要跟硬件端确认。

四、【打开通知通道】

这里假设你已经跟硬件端确认好了所需信息（通知通道 uuid，通知通道的描述符 uuid ），如果硬件端也不知道，其实也是有别的方法的，通过属性值来判断。（这里暂时不涉及）

这时候，你可能会着急就想给对方发信息了。等等，你现在写，也可以。但是对方是不会回你的。那么，我们需要干嘛呢？

没错，就是打开通知通道

private fun openNotifyChannel()
    //step1:获取到该服务的【通知通道】的特征值
    val notificationCharacteristic = bluetoothGatt!!.services[3].characteristics[2]
    //step2:通过setCharacteristicNotification的方法打开通道
    bluetoothGatt?.setCharacteristicNotification(notificationCharacteristic, true)
    //为了达到去敏，uuid 非真实存在
    //step3:获取描述符，并且为描述符设置对应的属性
    val descriptor = notificationCharacteristic.getDescriptor(UUID.fromString("00001234-0000-1000-8000-0080asdfghjk"))
    descriptor.value = BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE
    //setp4:向设备写入上述的描述符
    bluetoothGatt?.writeDescriptor(descriptor)

（在打通通知通道（实时接收设备返回的数据），用了一些时间。主要是描述符的 uuid，不知道怎么获取。网上给的都是 SampleGattAttributes.CLIENT_CHARACTERISTIC_CONFIG 这个东西。然后，自己静下心来，发现通过 getDescriptor() 方法名就知道，这里需要的是描述符的  uuid。告诫自己，别太浮躁。）

五、【写入数据】

这时候，是我们等待已久的一步了。就是给对方发信息。

//step1：获取到写通道的特征值
val gattCharacteristic =bluetoothGatt?.getService(UUID.fromString(SERVIC_EUUID))?.getCharacteristic(UUID.fromString(WRITER_UUID))
//step2：把我们要发送的信息存在上述特征值中
gattCharacteristic?.value="QCoder，U are so handsome.".toByteArray()
//step3：向设备写入上面的特征值
bluetoothGatt?.writeCharacteristic(gattCharacteristic)

这样，对方就收到我们的消息了。如果你发的消息，对方想回复（提前协商好的指令）。那么我们将会在下面这个方法中收到

override fun onCharacteristicChanged(gatt: BluetoothGatt?, characteristic: BluetoothGattCharacteristic?) 
    super.onCharacteristicChanged(gatt, characteristic)
    Log.e(TAG, "onCharacteristicChanged: $characteristic?.value")
    //处理数据的函数
    dealDataCenter(characteristic!!)

通过 characteristic?.value 可以获取到 一个字节数组 的内容。后续的数据如何处理，就自己根据业务自己处理吧。

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以上的内容，并不完全。只是根据自己业务所需的内容进行流程上的梳理。具体的概念认识和区分。日后会逐渐出新的文章补充完善。

但是，对于文章开头的问题，通过这次实践依旧没有得到解决。暂时只能排查跟我使用的轮子本身没有关系。

最后，留下处理蓝牙设备返回的数据是json格式的数据的处理函数

fun dealDataCenter(characteristic: BluetoothGattCharacteristic)
        //拿到传回来的原始数据 byte数组
        val content = characteristic.value
        //转成 string类型
        var response = ByteUtils.toHexString(content)
        Log.i(TAG, "dealFuncData: response --- $response")
        //去除逗号
        response = response.replace(",".toRegex(), "")
        //去除空格
        response = response.replace(" ".toRegex(), "")
        //去除第一个和最后一个字符，即去除最外层的 [ ]
        response = response.substring(1, response.length - 1)
        /***********************数据拼包-开始**************************/
        //数据头
        counter = 0
        val prefixNum = countStr(response, PREFIX)
        counter = 0
        val suffixNum = countStr(response, SUFFIX)
        prefixCount += prefixNum - suffixNum
        packData += response
        Log.i(TAG, "dealFuncData: packData --- $packData")
        Log.i(TAG, "dealFuncData: prefixCount---$prefixCount")
        if (prefixCount != 0) 
            return
        
        /***********************数据拼包-结束**************************/

        val result = ByteUtil.fromHexString(packData)
    

    // 计算str2 在 str1 的个数
    private fun countStr(str1: String, str2: String): Int 
        if (str1.indexOf(str2) == -1) 
            return 0
         else if (str1.indexOf(str2) != -1) 
            counter++
            countStr(
                    str1.substring(
                            str1.indexOf(str2) +
                                    str2.length
                    ), str2
            )
            return counter
        
        return 0
    

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