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随着物联网时代的到来，越来越多的智能硬件设备开始流行起来，比如智能手环、心率检测仪、以及各式各样的智能家具和玩具类产品。安卓4.3(API 18)为BLE的核心功能提供平台支持和API，App可以利用它来发现设备、查询服务和读写特性。相比传统的蓝牙，BLE更显著的特点是低功耗。本文主要讲解Android低功耗蓝牙的api使用以及蓝牙扫描、连接、发送数据、接收数据等一系列操作，并主要介绍本人封装的BleLib蓝牙库，非常适合蓝牙初学者使用，只需要一行代码注入就OK了，而且用法也极其简单，下面会专门讲解BleLib库的使用。

在BLE协议中，有两个角色，周边（Periphery）和中央（Central）；周边是数据提供者，中央是数据使用/处理者，一个中央可以同时连接多个周边，但是一个周边某一时刻只能连接一个中央。
首先使用蓝牙就不得不说BluetoothGatt和BluetoothGattCallback这两个类，该类继承自BluetoothProfile，BluetoothGatt作为中央来使用和处理数据，通过BluetoothGatt可以连接设备（connect）,发现服务（discoverServices），并把相应地属性返回到BluetoothGattCallback，BluetoothGattCallback返回中央的状态和周边提供的数据。

1. 蓝牙开发流程：

我们蓝牙操作的主要目的就是为了拿到中央BluetoothGatt这个对象，进而进行接下来的所有一系列操作，如下：

1.BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);2.BluetoothAdapt btAdapter = bluetoothManager.getAdapter();3.btAdapter.startLeScan( BluetoothAdapter.LeScanCallback);4.从LeScanCallback中得到BluetoothDevice
public void onLeScan(BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {…..}5.用BluetoothDevice得到BluetoothGatt：        gatt = device.connectGatt(this, true, gattCallback);

这时总算拿到中央BluetoothGatt了，它有很多的方法，调用这些方法，你就可以通过BluetoothGattCallback和周边BluetoothGattServer交互了。

2. 主要类的大致理解：

BluetoothProfile：一个通用的规范，按照这个规范来收发数据。

BluetoothManager：通过BluetoothManager来获取BluetoothAdapter

如：BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);

BluetoothAdapter：一个Android系统只有一个BluetoothAdapter ，通过BluetoothManager 获取
```
BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();
```
BluetoothGattDescriptor：可以看成是描述符，对Characteristic的描述，包括范围、计量单位等。
BluetoothGattService：服务，Characteristic的集合。

BluetoothGattCallback：已经连接上设备，对设备的某些操作后返回的结果。这里必须提醒下，已经连接上设备后的才可以返回，没有返回的认真看看有没有连接上设备。

private BluetoothGattCallback GattCallback = new BluetoothGattCallback() {// 这里有9个要实现的方法，看情况要实现那些，用到那些就实现那些public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState){};public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status){};            };BluetoothDevice device = mBluetoothAdapter.getRemoteDevice(address);BluetoothGatt gatt = device.connectGatt(this, false, mGattCallback);

3. 上面所说的9个要实现的方法，所对应蓝牙交互的主要对应关系：

(1) notification对应onCharacteristicChanged;

gatt.setCharacteristicNotification(characteristic, true);

该方法一般是在发现服务后，进行设置的，设置该方法的目的是让硬件在数据改变的时候，发送数据给app，app则通过onCharacteristicChanged方法回调给用户，从参数中可获取到回调回来的数据。

(2) readCharacteristic对应onCharacteristicRead;

gatt.readCharacteristic(characteristic);

(3) writeCharacteristic对应onCharacteristicWrite;

gatt.wirteCharacteristic(mCurrentcharacteristic);

(4) 连接蓝牙或者断开蓝牙对应 onConnectionStateChange;

bluetoothDevice.connectGatt(this, false, mGattCallback);
或
gatt.disconnect();(断开连接后务必记得gatt.close();)

(5) readDescriptor对应onDescriptorRead;

gatt.readDescriptor(descriptor);

(6) writeDescriptor对应onDescriptorWrite;

gatt.writeDescriptor(descriptor);

(7) readRemoteRssi对应onReadRemoteRssi;

gatt.readRemoteRssi();

(8) executeReliableWrite对应onReliableWriteCompleted;

 gatt.executeReliableWrite();

(9) discoverServices对应onServicesDiscovered

gatt.discoverServices();

开启蓝牙所具备的权限：

<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/>
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION"/>
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION"/>
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>
<uses-feature android:name="android.hardware.bluetooth_le" android:required="true"/>

如果 android.hardware.bluetooth_le设置为false,可以安装在不支持的设备上使用，判断是否支持蓝牙4.0用以下代码就可以了，如：

  if (!getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_BLUETOOTH_LE)) {Toast.makeText(this, “设备不支持蓝牙4.0”, Toast.LENGTH_SHORT).show();finish();}

对蓝牙的启动关闭操作：

1、利用系统默认开启蓝牙对话框

if (mBluetoothAdapter == null || !mBluetoothAdapter.isEnabled()) {Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);}

2、后台打开蓝牙，不做任何提示，这个也可以用来自定义打开蓝牙对话框啦

mBluetoothAdapter.enable();

3、后台关闭蓝牙

mBluetoothAdapter.disable();

二、BleLib库的优点

最简洁的植入（近乎一行代码）

private void initBle() {mBle = Ble.options().setLogBleExceptions(true)//是否打印蓝牙日志（非正式打包设置true，便于调试）.setThrowBleException(true)//是否抛出蓝牙异常.setAutoConnect(true)//是否自动连接.setConnectFailedRetryCount(3).setConnectTimeout(10 * 1000)//连接超时时长（默认10*1000 ms）.setScanPeriod(12 * 1000)//扫描时长（默认10*1000 ms）.setUuid_service(UUID.fromString("0000fee9-0000-1000-8000-00805f9b34fb"))//主服务的uuid.setUuid_write_cha(UUID.fromString("d44bc439-abfd-45a2-b575-925416129600"))//可写特征的uuid.create(getApplicationContext());}

最大程度简化了代码量

有对比才有伤害，那就来看下原生api调用蓝牙流程和该库之间的对比：

例如扫描设备

原生API写法：

private void scanLeDevice(final boolean enable) {  if (enable) {  // 经过预定扫描期后停止扫描  mHandler.postDelayed(new Runnable() {  @Override  public void run() {  mScanning = false;  mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);  }  }, SCAN_PERIOD);  mScanning = true;  mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);  } else {  mScanning = false;  mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);  }  ...  }  然后在mLeScanCallback的回调中拿到扫描结果：// Device scan callback.  private BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback =  new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {  @Override  public void onLeScan(final BluetoothDevice device, int rssi,  byte[] scanRecord) {  runOnUiThread(new Runnable() {  @Override  public void run() {  ...}  });  }

BleLib中扫描的写法：

mBle.startScan(scanCallback);
回调结果：
BleScanCallback<BleDevice> scanCallback = new BleScanCallback<BleDevice>() {@Overridepublic void onLeScan(final BleDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {...}}};

提供了独一无二的OTA升级接口（即蓝牙硬件进行更新升级的接口）

这绝对是其他蓝牙库所没有的，具体API请看下面的库使用步骤

三、如何使用该库

1. 初始化蓝牙（动态授权蓝牙操作权限、打开蓝牙、判断设备是否支持蓝牙等操作请看DEMO）

    private void initBle() {mBle = Ble.options().setLogBleExceptions(true)//是否打印蓝牙日志（非正式打包设置true，便于调试）.setThrowBleException(true)//是否抛出蓝牙异常.setAutoConnect(true)//是否自动连接.setConnectFailedRetryCount(3)//连接失败的重试次数.setConnectTimeout(10 * 1000)//连接超时时长（默认10*1000 ms）.setScanPeriod(12 * 1000)//扫描时长（默认10*1000 ms）.setUuid_service(UUID.fromString("0000fee9-0000-1000-8000-00805f9b34fb"))//主服务的uuid.setUuid_write_cha(UUID.fromString("d44bc439-abfd-45a2-b575-925416129600"))//可写特征的uuid.create(getApplicationContext());}

2. 扫描周边设备

mBle.startScan(scanCallback);
//扫描回调
BleScanCallback<BleDevice> scanCallback = new BleScanCallback<BleDevice>() {@Overridepublic void onLeScan(final BleDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {...//获取到蓝牙设备对象，根据自身需求进行操作（库中已进行相同设备的过滤）}};

3.开始连接

mBle.connect(device, connectCallback);
//连接回调
private BleConnCallback<BleDevice> connectCallback = new BleConnCallback<BleDevice>() {@Overridepublic void onConnectionChanged(BleDevice device) {if (device.isConnected()) {//连接成功之后设置通知（切记，很重要）setNotify(device);}Log.e(TAG, "onConnectionChanged: " + device.isConnected());}@Overridepublic void onConnectException(BleDevice device, int errorCode) {super.onConnectException(device, errorCode);Toast.makeText(BleActivity.this, "连接异常，异常状态码:" + errorCode, Toast.LENGTH_SHORT).show();}};

连接异常状态码可参阅该项目的[wiki]

4.设置通知及回调

private void setNotify(BleDevice device) {/*连接成功后，设置通知*/mBle.startNotify(device, new BleNotiftCallback<BleDevice>() {@Overridepublic void onChanged(BleDevice device, BluetoothGattCharacteristic characteristic) {Log.e(TAG, "onChanged: 表示返回硬件MCU发来的数据"+Arrays.toString(characteristic.getValue()));}@Overridepublic void onReady(BleDevice device) {Log.e(TAG, "onReady: 表示一切准备就绪，可以进行读写(发送数据或者读取数据)的标志");}@Overridepublic void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt) {Log.e(TAG, "onServicesDiscovered is success ");}@Overridepublic void onNotifySuccess(BluetoothGatt gatt) {Log.e(TAG, "onNotifySuccess is success ");}});}

当收到onChanged(BluetoothGattCharacteristic characteristic)回调时,则说明蓝牙设备的数据发生改变了，通知程序作出改变。还有很多回调，他们对应的情况不懂得可以参考上面的原生API的详细讲解。

5.读取远程Rssi

mBle.readRssi(mBle.getConnetedDevices().get(0), new BleReadRssiCallback<BleDevice>() {@Overridepublic void onReadRssiSuccess(int rssi) {super.onReadRssiSuccess(rssi);Log.e(TAG, "onReadRssiSuccess: " + rssi);Toast.makeText(BleActivity.this, "onReadRssiSuccess:"+ rssi, Toast.LENGTH_SHORT).show();}});

6.主动读取数据

public void read(BleDevice device) {boolean result = mBle.read(device, new BleReadCallback<BleDevice>() {@Overridepublic void onReadSuccess(BluetoothGattCharacteristic characteristic) {super.onReadSuccess(characteristic);byte[] data = characteristic.getValue();Log.w(TAG, "onReadSuccess: " + Arrays.toString(data));}});if (!result) {Log.d(TAG, "读取数据失败!");}

7.写入数据

boolean result = mBle.write(device, changeLevelInner(), new BleWriteCallback<BleDevice>() {@Overridepublic void onWriteSuccess(BluetoothGattCharacteristic characteristic) {Toast.makeText(BleActivity.this, "发送数据成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();}});if (!result) {Log.e(TAG, "changeLevelInner: " + "发送数据失败!");}

8.发送大数据包（如：文件等）

try {//获取整个文件的总字节byte[]data = toByteArray(getAssets().open("WhiteChristmas.bin"));//发送大数据量的包(参数请查阅Demo Code)mBle.writeEntity(mBle.getConnetedDevices().get(0), data, 20, 50, new BleWriteEntityCallback<BleDevice>() {@Overridepublic void onWriteSuccess() {L.e("writeEntity", "onWriteSuccess");}@Overridepublic void onWriteFailed() {L.e("writeEntity", "onWriteFailed");}});} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}

9.设置MTU(BLE4.2)

if(Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP){//此处第二个参数  不是特定的   比如你也可以设置500   但是如果设备不支持500个字节则会返回最大支持数mBle.setMTU(mBle.getConnetedDevices().get(0).getBleAddress(), 250, new BleMtuCallback<BleDevice>() {@Overridepublic void onMtuChanged(BleDevice device, int mtu, int status) {super.onMtuChanged(device, mtu, status);ToastUtil.showToast("最大支持MTU："+mtu);}});}else {ToastUtil.showToast("设备不支持MTU");}

10.OTA升级

//找到你需要升级文件的路径(一般情况都是保存再服务器上，一旦有更新会自动提示，然后APP下载并保存到本地，生成对应的file对象)
File file = new File(...);
//读写SD卡权限，此处略（6.0及以上需添加)
OtaManager mOtaManager = new OtaManager(BleActivity.this);
boolean result = mOtaManager.startOtaUpdate(file, (BleDevice) mBle.getConnetedDevices().get(0), mBle);
Log.e("OTA升级结果:", result + "");

四、BleLib库封装的详细分析

分析之前先来张BleLib库API的结构图供大家参考（下图是1.x库的结构，API名称部分与当前有点不同）：

1、我们先来看一下该库的结构，以及每个类的作用。如下图：

Ble：

该类提供了几乎所有你需要用到的方法，包括蓝牙扫描、连接、断开、蓝牙当前连接状态等等，管理了蓝牙操作的所有接口和方法。

BleDevice：

该类的主要是来描述并记录蓝牙的属性和状态，如记录蓝牙名称、蓝牙MAC地址、蓝牙别名（即修改之后的名称）、蓝牙连接状态等。

BleStatus：

该类是蓝牙状态类，定义了蓝牙扫描、连接、通知使能、发送、接收等状态的常量值（连接异常等状态码可参考该类）

BluetoothLeService：

该类是最重要的一个核心蓝牙处理类，主要是蓝牙操作中用到的各个方法的实现类，是整个蓝牙的核心功能实现，Ble是对外提供所有蓝牙操作接口的管理类。

在此要注意一些细节，比如大多数设备扫描的时候会重复扫描到相同蓝牙设备，必须要进行过滤，开发应用时，必须还要进行产品过滤，比如通过设备的广播包过滤，或者通过设备名过滤都是可以的，如下（注意：要根据自己产品提供的广播包进行过滤，下图是我们自己产品的）：

  /*** Verify the product broadcast parameters* @param data Parameter data* @return Whether the match*/
public static boolean matchProduct(byte[] data) {if (data == null || data.length <= 0) {return false;}int i = 0;do {// Read packet sizeint len = data[i++] & 0xff;if (len > 0) {// Read packet databyte[] d = new byte[len];int j = 0;do {d[j++] = data[i++];} while (j < len);// Authentication Type and Lengthif (d.length > BROADCAST_SPECIFIC_PRODUCT.length && (d[0] & 0xFF) == BLE_GAP_AD_TYPE_MANUFACTURER_SPECIFIC_DATA) {// Matching product parametersboolean passed = true;for (int x = 0; x < BROADCAST_SPECIFIC_PRODUCT.length; x++) {passed = passed && d[x + 1] == BROADCAST_SPECIFIC_PRODUCT[x];}//Match successfulif (passed) {return true;}}}} while (i < data.length);return false;
}

OK，要注意的细节问题已经介绍的差不多了，如果感兴趣的朋友可以去应用该库到自己的项目中。
Android BLE蓝牙详细解读

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