一、基本介紹

BLE全稱Bluetooth Low Energy即低功耗藍(lán)牙。

Android 4.3（API Level 18）開始引入核心功能并提供了相應(yīng)的 API， 應(yīng)用程序通過這些 API 掃描藍(lán)牙設(shè)備、查詢 services、讀寫設(shè)備的 characteristics（屬性特征）等操作。

Android BLE 使用的藍(lán)牙協(xié)議是 GATT 協(xié)議，有關(guān)該協(xié)議的詳細(xì)內(nèi)容可以參見官方文檔。

Android BLE API 簡介

BluetoothAdapter BluetoothAdapter 擁有基本的藍(lán)牙操作，例如開啟藍(lán)牙掃描，使用已知的 MAC 地址 （BluetoothAdapter#getRemoteDevice）實(shí)例化一個(gè) BluetoothDevice 用于連接藍(lán)牙設(shè)備的操作等等。

BluetoothDevice 代表一個(gè)遠(yuǎn)程藍(lán)牙設(shè)備。這個(gè)類可以讓你連接所代表的藍(lán)牙設(shè)備或者獲取一些有關(guān)它的信息，例如它的名字，地址和綁定狀態(tài)等等。

BluetoothGatt 這個(gè)類提供了 Bluetooth GATT 的基本功能。例如重新連接藍(lán)牙設(shè)備，發(fā)現(xiàn)藍(lán)牙設(shè)備的 Service 等等。

BluetoothGattService 這一個(gè)類通過 BluetoothGatt#getService 獲得，如果當(dāng)前服務(wù)不可見那么將返回一個(gè) null。這一個(gè)類對應(yīng)上面說過的 Service。我們可以通過這個(gè)類的 getCharacteristic(UUID uuid) 進(jìn)一步獲取 Characteristic 實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙數(shù)據(jù)的雙向傳輸。

BluetoothGattCharacteristic 這個(gè)類對應(yīng)上面提到的 Characteristic。通過這個(gè)類定義需要往外圍設(shè)備寫入的數(shù)據(jù)和讀取外圍設(shè)備發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。

二、開始使用

1.聲明權(quán)限，在AndroidManifest.xml里面聲明：

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

<uses-feature android:name="android.hardware.location.gps" />

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

2.初始化BluetoothAdapter

private BluetoothAdapter mAdapter;
BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
mAdapter = bluetoothManager.getAdapter();

3.如果藍(lán)牙沒有打開先打開藍(lán)牙

if (mAdapter == null || !mAdapter.isEnabled()) {
    // 彈對話框的形式提示用戶開啟藍(lán)牙
    //startActivityForResult(new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE), 1);  

   mBluetoothAdapter.enable();
}

4.掃描設(shè)備

掃描設(shè)備有兩種，一種是過濾特別的服務(wù)掃描，一種是全部掃描

下面代碼演示全部掃描

mAdapter.startLeScan(mLeScanCallback); // 開始掃描

private BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback = new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {

   @Override
   public void onLeScan(final BluetoothDevice device, int rssi,
         byte[] scanRecord) {    

Log.i("掃描到",device.getName()+"rssi"+rssi);

mAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);   // 停止掃描

5.連接GATT服務(wù)端

連接藍(lán)牙設(shè)備可以通過 BluetoothDevice#ConnectGatt 方法連接，也可以通過 BluetoothGatt#connect 方法進(jìn)行重新連接。以下分別是兩個(gè)方法的官方說明：

BluetoothDevice#connectGatt
BluetoothGatt   connectGatt(Context context, boolean autoConnect, BluetoothGattCallback callback)

第二個(gè)參數(shù)表示是否需要自動(dòng)連接。如果設(shè)置為 true, 表示如果設(shè)備斷開了，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。

第三個(gè)參數(shù)是連接后進(jìn)行的一系列操作的回調(diào)，例如連接和斷開連接的回調(diào)，發(fā)現(xiàn)服務(wù)的回調(diào)，成功寫入數(shù)據(jù)，成功讀取數(shù)據(jù)的回調(diào)等等。

BluetoothDevice device = mAdapter.getRemoteDevice(address);
device.connectGatt(this, false, mGattCallback);

private final BluetoothGattCallback mGattCallback = new BluetoothGattCallback() {
    @Override
    public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status,
                                        int newState) {
        
    }

    @Override
    public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
        
       
    }



    @Override
    public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt,
                                     BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
       
          
    }

    @Override
    public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt,
                                        BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
       
    }
};

這一個(gè)方法有三個(gè)參數(shù)，第一個(gè)就藍(lán)牙設(shè)備的 Gatt 服務(wù)連接類。

第二個(gè)參數(shù)代表是否成功執(zhí)行了連接操作，如果為 BluetoothGatt.GATT_SUCCESS 表示成功執(zhí)行連接操作，第三個(gè)參數(shù)才有效，否則說明這次連接嘗試不成功。根據(jù)網(wǎng)上大部分人的說法，這是因?yàn)?Android 最多支持連接 6 到 7 個(gè)左右的藍(lán)牙設(shè)備，如果超出了這個(gè)數(shù)量就無法再連接了。所以當(dāng)我們斷開藍(lán)牙設(shè)備的連接時(shí)，還必須調(diào)用 BluetoothGatt#close 方法釋放連接資源。

第三個(gè)參數(shù)代表當(dāng)前設(shè)備的連接狀態(tài)，如果 newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED 說明設(shè)備已經(jīng)連接，可以進(jìn)行下一步的操作了（發(fā)現(xiàn)藍(lán)牙服務(wù)，也就是 Service）。當(dāng)藍(lán)牙設(shè)備斷開連接時(shí)，這一個(gè)方法也會(huì)被回調(diào)，其中的 newState == BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED。

6.發(fā)現(xiàn)服務(wù)

在成功連接到藍(lán)牙設(shè)備之后才能進(jìn)行這一個(gè)步驟，調(diào)用 BluetoothGatt#discoverService 這一個(gè)方法。當(dāng)這一個(gè)方法被調(diào)用之后，系統(tǒng)會(huì)異步執(zhí)行發(fā)現(xiàn)服務(wù)的過程，直到 BluetoothGattCallback#onServicesDiscovered 被系統(tǒng)回調(diào)之后，手機(jī)設(shè)備和藍(lán)牙設(shè)備才算是真正建立了可通信的連接。

if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
    mBluetoothGatt.discoverServices();
}

7.讀寫設(shè)備

讀

當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)服務(wù)之后就可以通過 BluetoothGatt#getService 獲取 BluetoothGattService，接著通過 BluetoothGattService#getCharactristic 獲取 BluetoothGattCharactristic。

通過 BluetoothGattCharactristic#readCharacteristic 方法可以通知系統(tǒng)去讀取特定的數(shù)據(jù)。如果系統(tǒng)讀取到了藍(lán)牙設(shè)備發(fā)送過來的數(shù)據(jù)就會(huì)調(diào)用 BluetoothGattCallback#onCharacteristicRead 方法。

通過 BluetoothGattCharacteristic#getValue 可以讀取到藍(lán)牙設(shè)備的數(shù)據(jù)。

// 讀取數(shù)據(jù)
BluetoothGattService service = mBluetoothGatt.getService("需要讀取的服務(wù)");
BluetoothGattCharacteristic characteristic = service.getCharacteristic("需要讀取的特征");
mBluetoothGatt.readCharacteristic(characteristic);

/**
 * BLE終端數(shù)據(jù)被讀的事件
 */
@Override
public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt,
                                 BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {

    Log.i("onCharacteristicRead","讀取的回調(diào)"+characteristic.getValue());


}

寫

和讀取數(shù)據(jù)一樣，在執(zhí)行寫入數(shù)據(jù)前需要獲取到 BluetoothGattCharactristic。接著執(zhí)行一下步驟：

1. 調(diào)用 BluetoothGattCharactristic#setValue 傳入需要寫入的數(shù)據(jù)（藍(lán)牙最多單次1支持 20 個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的傳輸，如果需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)大于這一個(gè)字節(jié)則需要分包傳輸）。
2. 調(diào)用 BluetoothGattCharactristic#writeCharacteristic 方法通知系統(tǒng)異步往設(shè)備寫入數(shù)據(jù)。
3. 系統(tǒng)回調(diào) BluetoothGattCallback#onCharacteristicWrite 方法通知數(shù)據(jù)已經(jīng)完成寫入。此時(shí)，我們需要執(zhí)行 BluetoothGattCharactristic#getValue 方法檢查一下寫入的數(shù)據(jù)是否我們需要發(fā)送的數(shù)據(jù)，如果不是按照項(xiàng)目的需要判斷是否需要重發(fā)。
   

BluetoothGattService service = mBluetoothGatt.getService("需要寫的服務(wù)");
BluetoothGattCharacteristic characteristic = service.getCharacteristic("需要寫的特征");
characteristic.setValue("需要寫入的數(shù)據(jù)");
mBluetoothGatt.writeCharacteristic(characteristic);

public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
    if(!characteristic.getValue().equals("需要寫入的數(shù)據(jù)")) {
        // 執(zhí)行重發(fā)策略
        gatt.writeCharacteristic(characteristic);
    }
}

通知

mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic, true);

BluetoothGattDescriptor descriptor = characteristic.getDescriptor(
        UUID.fromString(""));
descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);//或者descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_INDICATION_VALUE);

mBluetoothGatt.writeDescriptor(descriptor);

public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt,
                                    BluetoothGattCharacteristic characteristic) {

}

8.斷開連接

當(dāng)我們連接藍(lán)牙設(shè)備完成一系列的藍(lán)牙操作之后就可以斷開藍(lán)牙設(shè)備的連接了。通過 BluetoothGatt#disconnect 可以斷開正在連接的藍(lán)牙設(shè)備。當(dāng)這一個(gè)方法被調(diào)用之后，系統(tǒng)會(huì)異步回調(diào) BluetoothGattCallback#onConnectionStateChange 方法。通過這個(gè)方法的 newState 參數(shù)可以判斷是連接成功還是斷開成功的回調(diào)。由于 Android 藍(lán)牙連接設(shè)備的資源有限，當(dāng)我們執(zhí)行斷開藍(lán)牙操作之后必須執(zhí)行 BluetoothGatt#close 方法釋放資源。需要注意的是通過 BluetoothGatt#close 方法也可以執(zhí)行斷開藍(lán)牙的操作，不過 BluetoothGattCallback#onConnectionStateChange 將不會(huì)收到任何回調(diào)。此時(shí)如果執(zhí)行 BluetoothGatt#connect 方法會(huì)得到一個(gè)藍(lán)牙 API 的空指針異常。所以，我們推薦的寫法是當(dāng)藍(lán)牙成功連接之后，通過 BluetoothGatt#disconnect 斷開藍(lán)牙的連接，緊接著在 BluetoothGattCallback#onConnectionStateChange 執(zhí)行 BluetoothGatt#close 方法釋放資源。

@Override
public void onConnectionStateChange(final BluetoothGatt gatt, final int status,
                                    final int newState) {
    Log.d(TAG, "onConnectionStateChange: thread "
            + Thread.currentThread() + " status " + newState);

    if (status != BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
        String err = "Cannot connect device with error status: " + status;
        // 當(dāng)嘗試連接失敗的時(shí)候調(diào)用 disconnect 方法是不會(huì)引起這個(gè)方法回調(diào)的，所以這里
        //   直接回調(diào)就可以了。
        gatt.close();
        Log.e(TAG, err);
        return;
    }

    if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
        gatt.discoverService();
    } else if (newState == BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED) {
        gatt.close();
    }
}