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Android BLE 开发入门
难度：高级
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Android BLE 开发系列课程
组合价：69K币
原价：69K币
适合人群：
适合有一定Android开发基础的人员，想学习Android BLE开发但又无任何蓝牙技术基础。
课程描述：
近年来，智能穿戴设备和移动互联网、物联网火爆兴起，正在改变人们的生活，蓝牙低功耗技术(BLE)作为其中非常重要的传输手段，扮演着重要角色。作为Android开发中的垂直领域，并且Android蓝牙开发有着很多不为人知的坑和机型兼容性问题，常常让人头疼不已，因此真正精通Android BLE开发的人员屈指可数。本系列课程目的就是在总结自身多年开发经验基础上，给大家分享Android BLE开发的全貌。本节课是第一讲，目标是带领大家入门，了解什么是BLE，有什么特点，在BLE操作前有什么前提，通信流程是什么，如何进行BLE扫描和连接。学习目标：1.理解BLE概念 ；2.掌握BLE通信流程 ；3.掌握Android BLE扫描设备 ；4.掌握Android BLE蓝牙连接 。学习建议：1.先熟悉基于 Android Studio 的 Android 开发 ；2.熟悉回调函数的概念 。下载资料：有
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重庆大学本硕,先于世界500强ALU任职，高级工程师和全球技术支持，2次创业经历，目前于一家移动互联网医疗公司任CTO，爱好互联网技术，尤其热衷于新技术开发。
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摘要: Android4.3以上加入了低功耗蓝牙，可以大大节省设备功耗。
& &低功耗蓝牙包括的术语及概念：
如上图所示，使用低功耗蓝牙可以包括多个Profile，一个Profile中有多个Service，一个Service中有多个Characteristic，一个Characteristic中包括一个value和多个Descriptor。
Android中进行蓝牙开发需要使用到的类的执行过程是：
1、使用BluetoothAdapter.startLeScan来扫描低功耗蓝牙设备
2、在扫描到设备的回调函数中会得到BluetoothDevice对象，并使用BluetoothAdapter.stopLeScan停止扫描
3、使用BluetoothDevice.connectGatt来获取到BluetoothGatt对象
4、执行BluetoothGatt.discoverServices，这个方法是异步操作，在回调函数onServicesDiscovered中得到status，通过判断status是否等于BluetoothGatt.GATT_SUCCESS来判断查找Service是否成功
5、如果成功了，则通过BluetoothGatt.getService来获取BluetoothGattService
6、接着通过BluetoothGattService.getCharacteristic获取BluetoothGattCharacteristic
7、然后通过BluetoothGattCharacteristic.getDescriptor获取BluetoothGattDescriptor
Android Bluetooth源码静态类图如下：
使用低功耗蓝牙需要用到的权限：
&uses-permission&android:name="android.permission.BLUETOOTH"/&
&uses-permission&android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/&
下面介绍怎样使用BLE:
1、准备BLE
& & 1）获取BluetoothAdapter
& & &BluetoothAdapter是从系统服务获取到的，全系统就一个。
//&Initializes&Bluetooth&adapter.
final&BluetoothManager&bluetoothManager&=
&&&&&&&&(BluetoothManager)&getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
mBluetoothAdapter&=&bluetoothManager.getAdapter();
& & 2）检测蓝牙是否打开
& & 如果蓝牙未打开，系统会自动打开，会弹出系统框展示打开蓝牙。
private&BluetoothAdapter&mBluetoothA
//&Ensures&Bluetooth&is&available&on&the&device&and&it&is&enabled.&If&not,
//&displays&a&dialog&requesting&user&permission&to&enable&Bluetooth.
if&(mBluetoothAdapter&==&null&||&!mBluetoothAdapter.isEnabled())&{
&&&&Intent&enableBtIntent&=&new&Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
&&&&startActivityForResult(enableBtIntent,&REQUEST_ENABLE_BT);
2、查找BLE设备
& &因为扫描BLE设备是电源密集型操作，浪费电量，因此要保证以下原则：
& & 1）扫描到需要的设备后，马上停止扫描；
& & 2）给扫描一个时间限制
& &扫描示例代码如下：
&*&Activity&for&scanning&and&displaying&available&BLE&devices.
public&class&DeviceScanActivity&extends&ListActivity&{
&&&&private&BluetoothAdapter&mBluetoothA
&&&&private&boolean&mS
&&&&private&Handler&mH
&&&&//&Stops&scanning&after&10&seconds.
&&&&private&static&final&long&SCAN_PERIOD&=&10000;
&&&&private&void&scanLeDevice(final&boolean&enable)&{
&&&&&&&&if&(enable)&{
&&&&&&&&&&&&//&Stops&scanning&after&a&pre-defined&scan&period.
&&&&&&&&&&&&mHandler.postDelayed(new&Runnable()&{
&&&&&&&&&&&&&&&&@Override
&&&&&&&&&&&&&&&&public&void&run()&{
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&mScanning&=&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
&&&&&&&&&&&&&&&&}
&&&&&&&&&&&&},&SCAN_PERIOD);
&&&&&&&&&&&&mScanning&=&
&&&&&&&&&&&&mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);
&&&&&&&&}&else&{
&&&&&&&&&&&&mScanning&=&
&&&&&&&&&&&&mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
&&&&&&&&...
& & &如果只是要扫描到特定类型的设备，则使用接口&，通过UUID来查找设备。
& & 扫描回调的代码如下所示：
private&LeDeviceListAdapter&mLeDeviceListA
//&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()&{
&&&&&&&&&&&&&&&mLeDeviceListAdapter.addDevice(device);
&&&&&&&&&&&&&&&mLeDeviceListAdapter.notifyDataSetChanged();
&&&&&&&&&&&}
&&&&&&&});
注意：我们既可以扫描BLE设备，也可以扫描普通蓝牙设备，也可以同时将BLE设备和普通蓝牙设备一起扫描到。
3、连接到GATT Server
& &获取到BluetoothGatt实例，
mBluetoothGatt&=&device.connectGatt(this,&false,&mGattCallback);
&&&&具体实例如下：
//&A&service&that&interacts&with&the&BLE&device&via&the&Android&BLE&API.
public&class&BluetoothLeService&extends&Service&{
&&&&private&final&static&String&TAG&=&BluetoothLeService.class.getSimpleName();
&&&&private&BluetoothManager&mBluetoothM
&&&&private&BluetoothAdapter&mBluetoothA
&&&&private&String&mBluetoothDeviceA
&&&&private&BluetoothGatt&mBluetoothG
&&&&private&int&mConnectionState&=&STATE_DISCONNECTED;
&&&&private&static&final&int&STATE_DISCONNECTED&=&0;
&&&&private&static&final&int&STATE_CONNECTING&=&1;
&&&&private&static&final&int&STATE_CONNECTED&=&2;
&&&&public&final&static&String&ACTION_GATT_CONNECTED&=
&&&&&&&&&&&&"com.example.bluetooth.le.ACTION_GATT_CONNECTED";
&&&&public&final&static&String&ACTION_GATT_DISCONNECTED&=
&&&&&&&&&&&&"com.example.bluetooth.le.ACTION_GATT_DISCONNECTED";
&&&&public&final&static&String&ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED&=
&&&&&&&&&&&&"com.example.bluetooth.le.ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED";
&&&&public&final&static&String&ACTION_DATA_AVAILABLE&=
&&&&&&&&&&&&"com.example.bluetooth.le.ACTION_DATA_AVAILABLE";
&&&&public&final&static&String&EXTRA_DATA&=
&&&&&&&&&&&&"com.example.bluetooth.le.EXTRA_DATA";
&&&&public&final&static&UUID&UUID_HEART_RATE_MEASUREMENT&=
&&&&&&&&&&&&UUID.fromString(SampleGattAttributes.HEART_RATE_MEASUREMENT);
&&&&//&Various&callback&methods&defined&by&the&BLE&API.
&&&&private&final&BluetoothGattCallback&mGattCallback&=
&&&&&&&&&&&&new&BluetoothGattCallback()&{
&&&&&&&&@Override
&&&&&&&&public&void&onConnectionStateChange(BluetoothGatt&gatt,&int&status,
&&&&&&&&&&&&&&&&int&newState)&{
&&&&&&&&&&&&String&intentA
&&&&&&&&&&&&if&(newState&==&BluetoothProfile.STATE_CONNECTED)&{
&&&&&&&&&&&&&&&&intentAction&=&ACTION_GATT_CONNECTED;
&&&&&&&&&&&&&&&&mConnectionState&=&STATE_CONNECTED;
&&&&&&&&&&&&&&&&broadcastUpdate(intentAction);
&&&&&&&&&&&&&&&&Log.i(TAG,&"Connected&to&GATT&server.");
&&&&&&&&&&&&&&&&Log.i(TAG,&"Attempting&to&start&service&discovery:"&+
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&mBluetoothGatt.discoverServices());
&&&&&&&&&&&&}&else&if&(newState&==&BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED)&{
&&&&&&&&&&&&&&&&intentAction&=&ACTION_GATT_DISCONNECTED;
&&&&&&&&&&&&&&&&mConnectionState&=&STATE_DISCONNECTED;
&&&&&&&&&&&&&&&&Log.i(TAG,&"Disconnected&from&GATT&server.");
&&&&&&&&&&&&&&&&broadcastUpdate(intentAction);
&&&&&&&&&&&&}
&&&&&&&&@Override
&&&&&&&&//&New&services&discovered
&&&&&&&&public&void&onServicesDiscovered(BluetoothGatt&gatt,&int&status)&{
&&&&&&&&&&&&if&(status&==&BluetoothGatt.GATT_SUCCESS)&{
&&&&&&&&&&&&&&&&broadcastUpdate(ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED);
&&&&&&&&&&&&}&else&{
&&&&&&&&&&&&&&&&Log.w(TAG,&"onServicesDiscovered&received:&"&+&status);
&&&&&&&&&&&&}
&&&&&&&&@Override
&&&&&&&&//&Result&of&a&characteristic&read&operation
&&&&&&&&public&void&onCharacteristicRead(BluetoothGatt&gatt,
&&&&&&&&&&&&&&&&BluetoothGattCharacteristic&characteristic,
&&&&&&&&&&&&&&&&int&status)&{
&&&&&&&&&&&&if&(status&==&BluetoothGatt.GATT_SUCCESS)&{
&&&&&&&&&&&&&&&&broadcastUpdate(ACTION_DATA_AVAILABLE,&characteristic);
&&&&&&&&&&&&}
& & 其中，discoverService方式是异步的，它的回调方法是上面代码中的onServiceDiscovered。
private&void&broadcastUpdate(final&String&action)&{
&&&&final&Intent&intent&=&new&Intent(action);
&&&&sendBroadcast(intent);
private&void&broadcastUpdate(final&String&action,
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&final&BluetoothGattCharacteristic&characteristic)&{
&&&&final&Intent&intent&=&new&Intent(action);
&&&&//&This&is&special&handling&for&the&Heart&Rate&Measurement&profile.&Data
&&&&//&parsing&is&carried&out&as&per&profile&specifications.
&&&&if&(UUID_HEART_RATE_MEASUREMENT.equals(characteristic.getUuid()))&{
&&&&&&&&int&flag&=&characteristic.getProperties();
&&&&&&&&int&format&=&-1;
&&&&&&&&if&((flag&&&0x01)&!=&0)&{
&&&&&&&&&&&&format&=&BluetoothGattCharacteristic.FORMAT_UINT16;
&&&&&&&&&&&&Log.d(TAG,&"Heart&rate&format&UINT16.");
&&&&&&&&}&else&{
&&&&&&&&&&&&format&=&BluetoothGattCharacteristic.FORMAT_UINT8;
&&&&&&&&&&&&Log.d(TAG,&"Heart&rate&format&UINT8.");
&&&&&&&&final&int&heartRate&=&characteristic.getIntValue(format,&1);
&&&&&&&&Log.d(TAG,&String.format("Received&heart&rate:&%d",&heartRate));
&&&&&&&&intent.putExtra(EXTRA_DATA,&String.valueOf(heartRate));
&&&&}&else&{
&&&&&&&&//&For&all&other&profiles,&writes&the&data&formatted&in&HEX.
&&&&&&&&final&byte[]&data&=&characteristic.getValue();
&&&&&&&&if&(data&!=&null&&&&data.length&&&0)&{
&&&&&&&&&&&&final&StringBuilder&stringBuilder&=&new&StringBuilder(data.length);
&&&&&&&&&&&&for(byte&byteChar&:&data)
&&&&&&&&&&&&&&&&stringBuilder.append(String.format("%02X&",&byteChar));
&&&&&&&&&&&&intent.putExtra(EXTRA_DATA,&new&String(data)&+&"\n"&+
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&stringBuilder.toString());
&&&&sendBroadcast(intent);
//&Handles&various&events&fired&by&the&Service.
//&ACTION_GATT_CONNECTED:&connected&to&a&GATT&server.
//&ACTION_GATT_DISCONNECTED:&disconnected&from&a&GATT&server.
//&ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED:&discovered&GATT&services.
//&ACTION_DATA_AVAILABLE:&received&data&from&the&device.&This&can&be&a
//&result&of&read&or&notification&operations.
private&final&BroadcastReceiver&mGattUpdateReceiver&=&new&BroadcastReceiver()&{
&&&&@Override
&&&&public&void&onReceive(Context&context,&Intent&intent)&{
&&&&&&&&final&String&action&=&intent.getAction();
&&&&&&&&if&(BluetoothLeService.ACTION_GATT_CONNECTED.equals(action))&{
&&&&&&&&&&&&mConnected&=&
&&&&&&&&&&&&updateConnectionState(R.string.connected);
&&&&&&&&&&&&invalidateOptionsMenu();
&&&&&&&&}&else&if&(BluetoothLeService.ACTION_GATT_DISCONNECTED.equals(action))&{
&&&&&&&&&&&&mConnected&=&
&&&&&&&&&&&&updateConnectionState(R.string.disconnected);
&&&&&&&&&&&&invalidateOptionsMenu();
&&&&&&&&&&&&clearUI();
&&&&&&&&}&else&if&(BluetoothLeService.
&&&&&&&&&&&&&&&&ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED.equals(action))&{
&&&&&&&&&&&&//&Show&all&the&supported&services&and&characteristics&on&the
&&&&&&&&&&&&//&user&interface.
&&&&&&&&&&&&displayGattServices(mBluetoothLeService.getSupportedGattServices());
&&&&&&&&}&else&if&(BluetoothLeService.ACTION_DATA_AVAILABLE.equals(action))&{
&&&&&&&&&&&&displayData(intent.getStringExtra(BluetoothLeService.EXTRA_DATA));
4、读BLE属性
& & 一旦获取到GATT的Services，就可以读写他们的属性了，实例如下：
public&class&DeviceControlActivity&extends&Activity&{
&&&&//&Demonstrates&how&to&iterate&through&the&supported&GATT
&&&&//&Services/Characteristics.
&&&&//&In&this&sample,&we&populate&the&data&structure&that&is&bound&to&the
&&&&//&ExpandableListView&on&the&UI.
&&&&private&void&displayGattServices(List&BluetoothGattService&&gattServices)&{
&&&&&&&&if&(gattServices&==&null)&
&&&&&&&&String&uuid&=&
&&&&&&&&String&unknownServiceString&=&getResources().
&&&&&&&&&&&&&&&&getString(R.string.unknown_service);
&&&&&&&&String&unknownCharaString&=&getResources().
&&&&&&&&&&&&&&&&getString(R.string.unknown_characteristic);
&&&&&&&&ArrayList&HashMap&String,&String&&&gattServiceData&=
&&&&&&&&&&&&&&&&new&ArrayList&HashMap&String,&String&&();
&&&&&&&&ArrayList&ArrayList&HashMap&String,&String&&&&gattCharacteristicData
&&&&&&&&&&&&&&&&=&new&ArrayList&ArrayList&HashMap&String,&String&&&();
&&&&&&&&mGattCharacteristics&=
&&&&&&&&&&&&&&&&new&ArrayList&ArrayList&BluetoothGattCharacteristic&&();
&&&&&&&&//&Loops&through&available&GATT&Services.
&&&&&&&&for&(BluetoothGattService&gattService&:&gattServices)&{
&&&&&&&&&&&&HashMap&String,&String&&currentServiceData&=
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&new&HashMap&String,&String&();
&&&&&&&&&&&&uuid&=&gattService.getUuid().toString();
&&&&&&&&&&&&currentServiceData.put(
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&LIST_NAME,&SampleGattAttributes.
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&lookup(uuid,&unknownServiceString));
&&&&&&&&&&&&currentServiceData.put(LIST_UUID,&uuid);
&&&&&&&&&&&&gattServiceData.add(currentServiceData);
&&&&&&&&&&&&ArrayList&HashMap&String,&String&&&gattCharacteristicGroupData&=
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&new&ArrayList&HashMap&String,&String&&();
&&&&&&&&&&&&List&BluetoothGattCharacteristic&&gattCharacteristics&=
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&gattService.getCharacteristics();
&&&&&&&&&&&&ArrayList&BluetoothGattCharacteristic&&charas&=
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&new&ArrayList&BluetoothGattCharacteristic&();
&&&&&&&&&&&//&Loops&through&available&Characteristics.
&&&&&&&&&&&&for&(BluetoothGattCharacteristic&gattCharacteristic&:
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&gattCharacteristics)&{
&&&&&&&&&&&&&&&&charas.add(gattCharacteristic);
&&&&&&&&&&&&&&&&HashMap&String,&String&&currentCharaData&=
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&new&HashMap&String,&String&();
&&&&&&&&&&&&&&&&uuid&=&gattCharacteristic.getUuid().toString();
&&&&&&&&&&&&&&&&currentCharaData.put(
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&LIST_NAME,&SampleGattAttributes.lookup(uuid,
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&unknownCharaString));
&&&&&&&&&&&&&&&&currentCharaData.put(LIST_UUID,&uuid);
&&&&&&&&&&&&&&&&gattCharacteristicGroupData.add(currentCharaData);
&&&&&&&&&&&&}
&&&&&&&&&&&&mGattCharacteristics.add(charas);
&&&&&&&&&&&&gattCharacteristicData.add(gattCharacteristicGroupData);
&&&&&&&&&}
& 在获取Service的时候，每个蓝牙设备都会有两个默认的Service，它们和对应的UUID分别如下：
Bluetooth Generic Access Profile & &{0-805f9b34fb}
Bluetooth Generic Attribute Profile {0-805F9B34FB}
5、收到GATT通知
& &如果设备主动给手机发信息，则可以通过notification的方式，这种方式不用手机去轮询地读设备上的数据。手机可以用如下方式给设备设置notification功能。
private&BluetoothGatt&mBluetoothG
BluetoothGattCharacteristic&
mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic,&enabled);
BluetoothGattDescriptor&descriptor&=&characteristic.getDescriptor(
&&&&&&&&UUID.fromString(SampleGattAttributes.CLIENT_CHARACTERISTIC_CONFIG));
descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);
mBluetoothGatt.writeDescriptor(descriptor);
& & 如果notificaiton方式对于某个Characteristic是enable的，那么当设备上的这个Characteristic改变时，手机上的&回调就会被促发。如下所示：
//&Characteristic&notification
public&void&onCharacteristicChanged(BluetoothGatt&gatt,
&&&&&&&&BluetoothGattCharacteristic&characteristic)&{
&&&&broadcastUpdate(ACTION_DATA_AVAILABLE,&characteristic);
6、关闭客户端蓝牙
public&void&close()&{
&&&&if&(mBluetoothGatt&==&null)&{
&&&&mBluetoothGatt.close();
&&&&mBluetoothGatt&=&
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