1. 程式人生 > >Android BLE開發——Android手機與BLE終端通訊初識

Android BLE開發——Android手機與BLE終端通訊初識

轉載自:

https://www.cnblogs.com/cxk1995/p/5693979.html

藍芽BLE官方Demo下載地址:   http://download.csdn.net/detail/lqw770737185/8116019
參考部落格地址:    http://www.eoeandroid.com/thread-563868-1-1.html?_dsign=843d16d6

 

     裝置:MX5手機一臺,農藥殘留檢測儀一臺(BLE終端裝置)

     目的:實現手機控制儀器,如傳送列印指令,儀器能進行列印操作等

 

      關於如何開啟藍芽,配置相關許可權,搜尋BLE裝置等步驟網上有很多資料,這裡就不多做作解釋了,本文主要講通訊方面的內容。需要注意的是搜尋BLE裝置的結果是非同步返回的,在BluetoothAdapter.LeScanCallback這個回撥中返回,並且搜尋過程是一個非常耗電的過程,所以我們應該做好相應處理,例如可以讓它搜尋10s就停止搜尋等。

      在我們理解Android裝置與BLE終端裝置通訊過程之前,我們需要來先了解幾個類:

      

BluetoothGatt:BluetoothGatt 是我們用的最多,也是我們最重要的一個類,為了儘可能通俗的理解,這裡我們可以把它看成Android手機與BLE終端裝置建立通訊的一個管道,只有有了這個管道,我們才有了通訊的前提。

      BluetoothGattService:藍芽裝置的服務,在這裡我們把BluetoothGattService比喻成班級。而Bluetoothdevice我們把它比喻成學校,一個學校裡面可以有很多班級,也就是說我們每臺BLE終端裝置擁有多個服務,班級(各個服務)之間通過UUID(唯一識別符號)區別。

      BluetoothGattCharacteristic: 藍芽裝置所擁有的特徵,它是手機與BLE終端裝置交換資料的關鍵,我們做的所有事情,目的就是為了得到它。在這裡我們把它比喻成學生,一個班級裡面有很多個學生,也就是說我們每個服務下擁有多個特徵,學生(各個特徵)之間通過UUID(唯一識別符號)區別。

      總結:當我們想要用手機與BLE裝置進行通訊時,實際上也就相當於我們要去找一個學生交流,首先我們需要搭建一個管道,也就是我們需要先獲取得到一個BluetoothGatt,其次我們需要知道這個學生在哪一個班級,學號是什麼,這也就是我們所說的serviceUUID,和charUUID。這裡我們還需要注意一下,找到這個學生後並不是直接和他交流,他就好像一箇中介一樣,在手機和BLE終端裝置之間幫助這兩者傳遞著資訊,我們手機所發資料要先經過他,在由他傳遞到BLE裝置上,而BLE裝置上的返回資訊,也是先傳遞到他那邊,然後手機再從他那邊進行讀取。

      Android手機與BLE終端裝置通訊結果都是以回撥的形式返回,如下是幾個常見的返回回撥(可見於官方Demo的BluetoothLeservice類):

複製程式碼

private BluetoothGattCallback mGattCallback = new BluetoothGattCallback() {

        //連線狀態改變的回撥
        @Override
        public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status,
                int newState) {
            if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
                // 連線成功後啟動服務發現
                Log.e("AAAAAAAA", "啟動服務發現:" + mBluetoothGatt.discoverServices());
            }
        };

        //發現服務的回撥
        public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
            if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {                                   
                 Log.e(TAG, "成功發現服務");
                           }else{
                   Log.e(TAG, "服務發現失敗,錯誤碼為:" + status);
                        }
        };
                 
        //寫操作的回撥
        public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
            if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
                  Log.e(TAG, "寫入成功" +characteristic.getValue());
                       }
               };
          
       //讀操作的回撥
       public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
            if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
                    Log.e(TAG, "讀取成功" +characteristic.getValue());
                    }
                }
                
      //資料返回的回撥(此處接收BLE裝置返回資料)
      public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
                };
            };
      }

複製程式碼

一、連線藍芽BLE終端裝置

       在我們開啟藍芽,掃描發現想要連線的裝置後,接下來要做的,當然就是去連線它了,連線方法很簡單,我們一句程式碼就可以實現了(如下)。可以發現,當我們開始連線BLE終端裝置的時候,連線方法就自動就幫我們返回了一個BluetoothGatt物件了,前面我們說到BluetoothGatt是我們最重要的一個類,它相當於一個管道,是我們建立通訊的前提:(這裡面有三個引數,第一個引數是上下文物件,第二個引數是是否自動連線,這裡設定為false,第三個引數就是上面的回撥方法)

mBluetoothGatt = device.connectGatt(this, false, mGattCallback);

連線成功與否都會通過下面這個回撥來告訴我們:

複製程式碼

// 連線狀態改變的回撥
        @Override
        public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status,
                int newState) {
                        //代表連線成功,此處我們可以傳送一個廣播回去告訴activity已成功連線
            if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
                //連線成功後啟動服務發現
                Log.e("AAAAAAAA", "啟動服務發現:" + mBluetoothGatt.discoverServices());
            }
        }

複製程式碼

二、啟動服務發現

 連線成功後,我們就要去尋找我們所需要的服務,這裡需要先啟動服務發現,使用一句程式碼即可:

mBluetoothGatt.discoverServices() ;

啟動服務發現,它的結果也是通過回撥函式返回:

複製程式碼

        // 發現服務的回撥
        public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {      
            //成功發現服務後可以呼叫相應方法得到該BLE裝置的所有服務,並且列印每一個服務的UUID和每個服務下各個特徵的UUID
            if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
                    List<BluetoothGattService> supportedGattServices =mBluetoothGatt.getServices();
                    for(int i=0;i<supportedGattServices.size();i++){
                       Log.e("AAAAA","1:BluetoothGattService UUID=:"+supportedGattServices.get(i).getUuid());
                       List<BluetoothGattCharacteristic> listGattCharacteristic=supportedGattServices.get(i).getCharacteristics();
                       for(int j=0;j<listGattCharacteristic.size();j++){
                                Log.e("a","2:   BluetoothGattCharacteristic UUID=:"+listGattCharacteristic.get(j).getUuid());
                                    }
                                 }
            } else {
                Log.e("AAAAA", "onservicesdiscovered收到: " + status);
            }
        }

複製程式碼

我們也可以通過呼叫下面方法得知每個特徵所具有的屬性:可讀或者可寫或者具備通知功能或者都具備等

複製程式碼

// 迴圈遍歷服務以及每個服務下面的各個特徵,判斷讀寫,通知屬性
        for (BluetoothGattService gattService :supportedGattServices) {
            List<BluetoothGattCharacteristic> gattCharacteristics =supportedGattServices.getCharacteristics();
            for (BluetoothGattCharacteristic gattCharacteristic : gattCharacteristics) {
                int charaProp = gattCharacteristic.getProperties();
                if ((charaProp | BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_READ) > 0) {
                    // Log.e("nihao","gattCharacteristic的UUID為:"+gattCharacteristic.getUuid());
                    // Log.e("nihao","gattCharacteristic的屬性為:  可讀");
                }
                if ((charaProp | BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_WRITE) > 0) {
                    // Log.e("nihao","gattCharacteristic的UUID為:"+gattCharacteristic.getUuid());
                    // Log.e("nihao","gattCharacteristic的屬性為:  可寫");
                }
                if ((charaProp | BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_NOTIFY) > 0) {
                    // Log.e("nihao","gattCharacteristic的UUID為:"+gattCharacteristic.getUuid()+gattCharacteristic);
                    // Log.e("nihao","gattCharacteristic的屬性為:  具備通知屬性");
                }

            }
        }

複製程式碼

三、獲取Characteristic

       之前我們說過,我們的最終目的就是獲取Characteristic來進行通訊,正常情況下,我們可以從硬體工程師那邊得到serviceUUID和characteristicUUID,也就是我們所比喻的班級號和學號,以此來獲得我們的characteristic,但如果我們無法得知這兩個所需的UUID時,我們也可以通過上一步的方法來獲取(列印所有特徵UUID,取出自己想要的特徵)。這次試驗我就是通過此方法獲得,但是通過列印日誌發現,雖然我這邊的BLE終端它每個服務下的所有特徵都具有可讀可寫可通知屬性,但是隻有characteristicUUID="0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"這個特徵UUID能進行通訊,它對應的serviceUUID="0000ffe0-0000-1000-8000-00805f9b34fb",暫且就先用這個,反正一個能用就行。假設我們在知道serviceUUID和characteristicUUID的前提下,我們就可以通過下面程式碼獲取相應特徵值:  

BluetoothGattService service = mBluetoothGatt.getService(UUID.fromString("0000ffe0-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
BluetoothGattCharacteristic characteristic= service.getCharacteristic(UUID.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));

四、開始通訊

       我們在得到一個相應的特徵以後,接下來就可以開始讀寫操作進行通訊了。

      a.讀操作,讀操作比較簡單,只需將相應的特徵值傳入即可得到該特徵值下的資料,如下程式碼:       

mBluetoothGatt.readCharacteristic(characteristic);

讀取的結果通過onCharacteristicRead回撥返回:(通過characteristic.getValue()就可以得到讀取到的值了)

複製程式碼

    // 讀操作的回撥
        public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt,
                BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
            if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
                Log.e(TAG, "讀取成功" +characteristic.getValue());
            }
        }

複製程式碼

       b.寫操作,寫操作是我們的重點,我們可以通過向characteristic寫入指令(傳送指令)以此來達到控制BLE終端裝置的目的:

                           //將指令放置進特徵中
                            characteristic.setValue(new byte[] {0x7e, 0x14, 0x00, 0x00,0x00,(byte) 0xaa});
                           //設定回覆形式
                           characteristic.setWriteType(BluetoothGattCharacteristic.WRITE_TYPE_NO_RESPONSE);
                           //開始寫資料
                           mBluetoothGatt.writeCharacteristic(chharacteristic);

注:與儀器通訊,我們這裡傳送的是16進位制的資料,傳送的時候需要先將其裝載到byte[]陣列中,例如我傳送 7e 14 00 00 00 aa這個指令,我需要把它轉化為ew byte[] {0x7e, 0x14, 0x00, 0x00,0x00,(byte) 0xaa }這樣去傳送,因為BLE傳輸過程每次最大隻能傳輸20個位元組,所以如果傳送的指令大於20位元組的話要分包傳送,例如現在要傳送28個位元組的,可以先write(前20個位元組),開啟執行緒sleep(幾十毫秒)後在write(後面8個位元組)

五、BLE終端裝置返回資料
       當我們向BLE終端裝置寫入指令時,如果寫入成功並且指令也正確,我們就會獲得相應的響應指令,在下面這個回撥中我們可以得到BLE裝置返回回來的響應指令(通過characteristic.getValue()取出返回資料):

    // 資料返回的回撥(此處接收機器返回資料並作處理)
        public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt,
                BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
            Log.e("AAAAAAAA",characteristic.getValue());
        };

接收到返回資料的前提是我們設定了該特徵具有Notification功能,所以完整的寫操作程式碼應該是這樣的(注意設定特徵Notification的程式碼要放在最前):

複製程式碼

           mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic,true)
           //將指令放置進來
           characteristic.setValue(new byte[] {0x7e, 0x14, 0x00, 0x00,0x00,(byte) 0xaa});
           //設定回覆形式
           characteristic.setWriteType(BluetoothGattCharacteristic.WRITE_TYPE_NO_RESPONSE);
           //開始寫資料
           mBluetoothGatt.writeCharacteristic(chharacteristic);

複製程式碼

  以上就是自己對Android手機與BLE裝置通訊一些初步認識,如果有哪裡說的不正確,還請指正。