Android开发之Ble(Bluetooth low energy)初识

看见标题小伙伴们大概能看出我今天要说的是什么了！由于近来公司项目中有关于Ble方面的需求，对于Bluetooth方面的相关知识，因为这种需求工作中不多(你如果从事于智能硬件相关的岗位那另说)，所以之前我也只是写过一些小demo(还是2.0的)，没有实战过。再加上这次用的是4.0，所以我也是急忙的涉猎了一波。。那么对于蓝牙的前世今生这里我就不多废话，大家有兴趣可以直接度娘，蓝牙在Android系统中总的来说分为两大阶段；一个是经典蓝牙时期(在1.x~3.0之间),后面到现在的话就是比较流行的Ble全称为Bluetooth low energy也就是低功耗蓝牙它的版本是从4.x开始，当然5.0的蓝牙模块目前Google虽已发布，但是市场上的手机还远未普及(ps： Android之父Andy Rubin推出的Essential Phone已经配备)，但是从各方面看它也绝对是最强的蓝牙版本了！在真正coding之前，我们有必要清楚ble工作方式

一。Ble的区别与优势

首先低功耗蓝牙较传统蓝牙，传输速度更快，覆盖范围更广，安全性更高，延迟更短，耗电极低等等优点。这也是为什么近年来智能穿戴的东西越来越多，越来越火。还有传统蓝牙与低功耗蓝牙通信方式也有所不同，传统的一般通过socket方式，而低功耗蓝牙是通过Gatt协议来实现。现在我们所处在一个蓝牙4.x的时代。在此之前如我们经常使用的蓝牙耳机就已经跨越了好多的版本蓝牙耳机有v1.1 v1.2 v2.0 v2.1…等诸多版本,究竟有什么样的优势呢？当然是版本越高信号越好,2.0以上支持蓝牙立体声。那么我们现在所处的4.x的设备大多是属于主从模式的。什么是主从模式？一个主设备比如手机，一个从设备（这里也称为子设备或从机）主动搜索从机可以发送也可以接收，从机也可以发送和接收但只能被搜索。

二。BLE设备有什么东西

一个BLE终端可以包含多个Service（服务）一个Service可以包含多个Characteristic（特征）一个Characteristic包含一个value和多个Descriptor（描述符），一个Descriptor包含一个Value。我们要注意的是，每一个Service、Characteristic都会有一个uuid，这是一个唯一值，我们接下来的传输数据，将用到这个。每一个Characteristic都有一个Value，我们就是通过改变这个值，来对设备进行交互的。举个生活中的小例子就是你去学校找一个学生，前提是得知道哪个班级，这里学校就相当于一个bluetoothdevice，班级则是BluetoothGattService而学生就是BluetoothGattCharacteristic，大家可能发现我这些名词基本都包含了BluetoothGatt，没错这就是ble通讯的关键，我们可以把它看成Android手机与BLE终端设备建立通信的一个管道，只有有了这个管道，我们才有了通信的前提。

三，FastBle的简单使用

前面铺垫了这么多，我想大家会对Ble有一个基本认知，好了，接下来我将介绍一下FastBle(Github ble开源框架排名首位)的基本使用(前人种树，后人乘凉，如果有好的框架我们当然要学会使用，毕竟在这个时间就是金钱的时代，效率非常重要，当然是在对基础了解的情况下)，首先为了对作者的尊敬，在这里贴出项目地址：https://github.com/Jasonchenlijian/FastBle 欢迎大家给作者star,fork

限于文章篇幅，这里只会介绍一小部分常用的api,如果大家想详细了解，我这里给上作者的中文文档地址供大家学习https://github.com/Jasonchenlijian/FastBle/wiki

好了，接下来我将贴出我的代码一起学习: 首先在项目module的build.gradle文件里添加

implementation 'com.clj.fastble:FastBleLib:2.3.2'

这种写法是AS3.0之后Google 推荐的大家少部分人可能看着陌生，随后配置相关权限(注意这里有很多坑)

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

这第一和第二个权限呢是蓝牙必备的，而后面两种(位置权限)则在6.0以上的系统中需要加入，否则会搜索不到,随后你还需要在代码中动态申请该权限，和定位(这里我就不啰嗦了，Android6.0动态申请权限大家应该比较熟悉了)

BleScanRuleConfig scanRuleConfig = new BleScanRuleConfig.Builder().setScanTimeOut(5000)              // 扫描超时时间，可选，默认10秒.build();
BleManager.getInstance().init(getApplication());
BleManager.getInstance().initScanRule(scanRuleConfig);
BleManager.getInstance().enableLog(true).setReConnectCount(1, 8000).setOperateTimeout(8000);

这段代码是FastBle的全局配置(是否运行日志，设置连接时重连次数和重连间隔（毫秒），默认为0次不重连，等等)

//初始化蓝牙适配器
final BluetoothManager bluetoothManager =(BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
mBluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();
if (mBluetoothAdapter == null) {Toast.makeText(this, "您的设备不支持蓝牙BLE，将关闭", Toast.LENGTH_SHORT).show();finish();
}

这前面这些代码是为真正开始搜索蓝牙设备做个基调，好了现在我们就开始搜索了，

private void startScan() {BleManager.getInstance().scan(new BleScanCallback() {// 开始扫描（主线程）@Overridepublic void onScanStarted(boolean success) {}@Overridepublic void onLeScan(BleDevice bleDevice) {super.onLeScan(bleDevice);}@Overridepublic void onScanning(BleDevice bleDevice) {}@Overridepublic void onScanFinished(List<BleDevice> scanResultList) {// 扫描结束，列出所有扫描到的符合扫描规则的BLE设备（主线程）});
}

扫描完成后把设备数据填充列表即可(有木有感受到框架的强大之处，简化了很多操作)，之后我们在列表点击的时候将其connect

BleManager.getInstance().connect(bleDevice, mCallback);

只需将该设备实体传入方法即可，其实核心就是这个callback回调，我们看看这里的流程

private BleGattCallback mCallback = new BleGattCallback() {@Overridepublic void onStartConnect() {}@Overridepublic void onConnectFail(BleDevice bleDevice, BleException exception) {}@Overridepublic void onConnectSuccess(BleDevice bleDevice, BluetoothGatt gatt, int status) {}@Overridepublic void onDisConnected(boolean isActiveDisConnected, BleDevice bleDevice, BluetoothGatt gatt, int status) {}
};

四个方法回调大家看这单词意思也能大概明白(第一个是onStartConnect开始连接，onConnectFail连接失败，onConnectSuccess连接成功，最后还有个断开连接onDisConnected),回调方法的生命周期与你的初始化有关系，也就是说如果你是在application里单例的话，那么回调将在你整个APP运行期间持续，前提是你不手动断开，好了，接下来才真正来到通信的环节，毫无疑问你得在连接成功时做这个，

service = gatt.getService(UUID.fromString("0000fee9-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
List<BluetoothGattCharacteristic> characteristics = service.getCharacteristics();
for (int i = 0; i < characteristics.size(); i++) {if ((characteristics.get(i).getProperties() & BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_NOTIFY) > 0) {//接受数据} else if ((characteristics.get(i).getProperties() & BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_WRITE) > 0) {//写数据}
}

前面我提到了Ble的通信首先是gatt ,根据它你得找到你需要的service，和需要的特征来读写，收听操作，我记得刚开始自己做的时候，就一直纠结一个问题，一个蓝牙设备有那么多service和特征我怎么知道到底找哪个呢，这里我告诉你，不要想太多，当然是找硬件要了，要啥，，，？ uuid.就是上面那一串字符，关于UUID，想了解清楚的话，大家自行解决。。这里可用看到每个特征都有自己的用途，一般来说就是这几种（write,read,notify）

我们来看看写操作：

BleManager.getInstance().write(bleDevice,bluetoothGattCharacteristic.getService().getUuid().toString(),bluetoothGattCharacteristic.getUuid().toString(),数据,writeCallback);

这个方法需要你传入蓝牙设备实体类，service的uuid,特征的uuid,和你需要写的字符，最后去实现一个callback回调，我们来看看

private BleWriteCallback writeCallback = new BleWriteCallback() {@Overridepublic void onWriteSuccess(final int current, final int total, final byte[] justWrite) {runOnUiThread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {//Toast.makeText(BleDeviceDetailActivity.this, "写入成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();}});}@Overridepublic void onWriteFailure(final BleException exception) {runOnUiThread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {Toast.makeText(BleDeviceDetailActivity.this, "写入失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();}});}
};

两个方法分别为写入成功和失败，非常人性化有木有。如果写入成功后，蓝牙设备如果有回复的话，会在notify特征中接收

BleManager.getInstance().notify(bleDevice,bluetoothGattCharacteristic.getService().getUuid().toString(),bluetoothGattCharacteristic.getUuid().toString(),notifyCallback);

前提你的开启notify，传入的参数和上面一致，我们同样来看看callback

private BleNotifyCallback mnotifyCallback = new BleNotifyCallback() {@Overridepublic void onNotifySuccess() {//接收成功runOnUiThread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {Toast.makeText(BleDeviceDetailActivity.this, "接收成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();}});}@Overridepublic void onNotifyFailure(BleException exception) {runOnUiThread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {Toast.makeText(BleDeviceDetailActivity.this, "接收失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();}});}@Overridepublic void onCharacteristicChanged(final byte[] data) {runOnUiThread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {HexUtil.formatHexString(data);//拿到数据进行操作}});}
};

里面已经写的很直白了，重点关注onCharacteristicChanged方法，这里是我们拿数据的地方，这样我们就实现和ble设备的通信了，值得注意的是这三个回调都不是在主线程完成的，这点大家记住了，由于安卓当中不允许在UiThread中进行耗时的操作而且还是异步的！大家清楚性能优化的都知道，在Android中activity响应的时间不能超过5秒，广播是10秒，否则就会引起程序无响应进而崩溃，也就是ANR(Application Not Responding)错误，所以蓝牙操作都是异步的，也就是在小线程里发生的，而我们更新UI的话又必须回到mainthread,所以就用到了runOnUiThread方法，当然也可以用Handler(runOnUiThread方法底层实现其实就是handler)，值得注意的是接收的数据是以字节数组的形式，所以你得转成你想要的类型，

好了！以上就是ble通信的全过程，当然一些细节大家在coding的时候自己多加注意就行！

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