# Android BLE

**Repository Path**: leesonzhong/android-ble

## Basic Information

- **Project Name**: Android BLE
- **Description**: android平台上连接ble（蓝牙低功耗设备）的demo，包含打开、扫描蓝牙、连接、通信、断开连接各种功能。
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 5
- **Forks**: 4
- **Created**: 2021-04-22
- **Last Updated**: 2024-08-11

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 一、蓝牙BLE

- 蓝牙是一种短距的无线通讯技术，可实现固定设备、移动设备之间的数据交换。一般将蓝牙3.0之前的BR/EDR蓝牙称为传统蓝牙，而将蓝牙4.0规范下的LE蓝牙称为低功耗蓝牙（BLE）。
- 蓝牙4.0标准包括传统蓝牙模块部分和低功耗蓝牙模块部分，是一个双模标准。低功耗蓝牙也是建立在传统蓝牙基础之上发展起来的，并区别于传统模块，最大的特点就是成本和功耗降低，应用于实时性要求比较高。
- 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。

# 二、开发BLE安卓应用

- 参考网址https://www.jianshu.com/p/2dba7f067372，android蓝牙BLE（一） —— 扫描

- 新建工程。在工程的AndroidManifest添加蓝牙权限

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

  在Activity也要动态申请权限，添加下面代码，在启动蓝牙功能前调用initPermission方法申请权限。

  ```
      //申请多个权限
      //1、首先声明一个数组permissions，将需要的权限都放在里面
      String[] permissions = new String[]{Manifest.permission.ACCESS_FINE_LOCATION,Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION};
      //2、创建一个mPermissionList，逐个判断哪些权限未授予，未授予的权限存储到mPerrrmissionList中
      List<String> mPermissionList = new ArrayList<>();
      private final int mRequestCode = 200;//权限请求码
  
      //权限判断和申请
      private void initPermission() {
  
          mPermissionList.clear();//清空没有通过的权限
  
          //逐个判断你要的权限是否已经通过
          for (int i = 0; i < permissions.length; i++) {
              if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.M) {
                  if (checkSelfPermission( permissions[i]) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
                      mPermissionList.add(permissions[i]);//添加还未授予的权限
                  }
              }
          }
  
          //申请权限
          if (mPermissionList.size() > 0) {//有权限没有通过，需要申请
              if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.M) {
                  requestPermissions(permissions, mRequestCode);
              }
          }
      }
  
      @Override
      public void onRequestPermissionsResult(int permsRequestCode, String[] permissions, int[] grantResults) {
  
          switch (permsRequestCode) {
              case 200:{
                  initPermission();
              }break;
          }
      }
  ```

- 获取BluetoothManager和BluetoothAdapt，BluetoothAdapt具备启动蓝牙和扫描蓝牙列表的功能。

  ```
  //首先获取BluetoothManager
  BluetoothManager bluetoothManager=(BluetoothManager)getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
  //获取BluetoothAdapter
  BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();
  ```

- 判断蓝牙是否开启，蓝牙开启后开始扫描。

  ```
  if (!mBluetoothAdapter.isEnabled()) {
      boolean enable = mBluetoothAdapter.enable(); //返回值表示 是否成功打开了蓝牙功能
      if (enable){
      	return;
      }
  }
  if(android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= 21) {
      //标记当前的为扫描状态
      mScanning = true;
      //获取5.0新添的扫描类
      if (mBLEScanner == null){
          //mBLEScanner是5.0新添加的扫描类，通过BluetoothAdapter实例获取。
          mBLEScanner = mBluetoothAdapter.getBluetoothLeScanner();
      }
      //开始扫描
      //mScanCallback是ScanCallback实例。
      mBLEScanner.startScan(mScanCallback);
  } else {
      //标记当前的为扫描状态
      mScanning = true;
      //5.0以下  开始扫描
      //mLeScanCallback是BluetoothAdapter.LeScanCallback实例
      mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);
  }
  //超过SCAN_TIME时间后停止搜索
  mHandler.postDelayed(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
          //停止扫描设备
          if(android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= 21) {
              //标记当前的为未扫描状态
              mScanning = false;
              mBLEScanner.stopScan(mScanCallback);
          } else {
              //标记当前的为未扫描状态
              mScanning = false;
              //5.0以下  停止扫描
              mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
          }
      }
  }, SCAN_TIME);
  ```

- 扫描的方法需要提供对应的callback，callback类里面的函数里面可以得到扫描得到的蓝牙列表。可以用个列表数组添加扫描得到的设备，记得在开始扫描蓝牙前把列表数组清空。

  ```
      /**
       * 搜索蓝牙的结果
       */
      private BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback = new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {
          @Override
          public void onLeScan(final BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {
              //在这里可以把搜索到的设备保存起来
              //device.getName();获取蓝牙设备名字
              //device.getAddress();获取蓝牙设备mac地址
              //这里的rssi即信号强度，即手机与设备之间的信号强度。
              if(device.getName()==null){
                  return;
              }
              for(int i=0; i<bluetoothDeviceArrayList.size(); i++){
                  if(device.getAddress().equals(bluetoothDeviceArrayList.get(i).getAddress())){
                      return;
                  }
              }
              bluetoothDeviceArrayList.add(device);
          }
      };
      private ScanCallback mScanCallback = new ScanCallback() {
          //当一个蓝牙ble广播被发现时回调
          @Override
          public void onScanResult(int callbackType, ScanResult result) {
              super.onScanResult(callbackType, result);
              //扫描类型有开始扫描时传入的ScanSettings相关
              //对扫描到的设备进行操作。如：获取设备信息。
              BluetoothDevice device = result.getDevice();
              if(device.getName()==null){
                  return;
              }
              for(int i=0; i<bluetoothDeviceArrayList.size(); i++){
                  if(device.getAddress().equals(bluetoothDeviceArrayList.get(i).getAddress())){
                      return;
                  }
              }
              bluetoothDeviceArrayList.add(device);
          }
  
          //批量返回扫描结果
          //@param results 以前扫描到的扫描结果列表。
          @Override
          public void onBatchScanResults(List<ScanResult> results) {
              super.onBatchScanResults(results);
  
          }
  
          //当扫描不能开启时回调
          @Override
          public void onScanFailed(int errorCode) {
              super.onScanFailed(errorCode);
              //扫描太频繁会返回ScanCallback.SCAN_FAILED_APPLICATION_REGISTRATION_FAILED，表示app无法注册，无法开始扫描。
              //android 7.0后不能在30秒内扫描次数超过5次
  
          }
      };
  ```

- 得到蓝牙设备的列表数据后，一般是让用户选择好要连接的设备名称，根据对应的地址获取蓝牙设备BluetoothDevice后，调用连接connectGatt方法进行连接，并获得返回的BluetoothGatt。

  ```
  final BluetoothDevice device = mBluetoothAdapter.getRemoteDevice(address);
  mBluetoothGatt = device.connectGatt(getActivity(), false, mGattCallback);//真正的连接。这个方法需要三个参数：一个Context对象，自动连接（boolean值,表示只要BLE设备可用是否自动连接到它）
  ```

- 连接蓝牙设备时需要提供对应的callback，callback类提供了各种连接状态和结果的回调方法。onConnectionStateChange可以得到蓝牙设备连接的状态，可以判断对应蓝牙设备是连接还是断开，连接成功后调用discoverServices方法。onServicesDiscovered可以得到发现的service和service包含的Characteristic，需要调用mBluetoothGatt.discoverServices()。蓝牙发送和接收数据是对Characteristic进行操作，如果没有确定的service和characteristic的UUID，就遍历characteristic获得可写和可读的characteristic存储起来，如果有确定的UUID就只存储对应的characteristic。onCharacteristicWrite可以知道写入到蓝牙外设的特征值是否成功，需要调用mBluetoothGatt.writeCharacteristic。onCharacteristicRead可以得到蓝牙外设发送的特征值，需要调用mBluetoothGatt.readCharacteristic。但是由于不知道蓝牙外设什么时候发送特征值，所以一般不会使用mBluetoothGatt.readCharacteristic方法，而是对Characteristic进行监听。onCharacteristicChanged可以监听到蓝牙外设有发送特征值并得到对应特征值，需要调用mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification和mBluetoothGatt.writeDescriptor启动监听，前提是该Characteristic具有NOTIFY属性

  ```
  //定义蓝牙Gatt回调类
  public class daqiBluetoothGattCallback extends BluetoothGattCallback{
          //连接状态回调
          @Override
          public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState) {
              super.onConnectionStateChange(gatt, status, newState);
              // status 用于返回操作是否成功,会返回异常码。
              // newState 返回连接状态，如BluetoothProfile#STATE_DISCONNECTED、BluetoothProfile#STATE_CONNECTED
              
              //操作成功的情况下
              if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS){
                  //判断是否连接码
                  if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
                  
                  }else if(newState == BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED){
                      //判断是否断开连接码
                      
                  }
              }else{
                  //异常码
                  
              }
          }
          
          //服务发现回调
          @Override
          public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
              super.onServicesDiscovered(gatt, status);
          }
  
          //特征写入回调
          @Override
          public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
              super.onCharacteristicWrite(gatt, characteristic, status);
          }
          
          //外设特征值改变回调
          @Override
          public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
              super.onCharacteristicChanged(gatt, characteristic);
          }
          
          //描述写入回调
          @Override
          public void onDescriptorWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattDescriptor descriptor, int status) {
              super.onDescriptorWrite(gatt, descriptor, status);
          }
          
          //特征读取回调
          @Override
          public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
              super.onCharacteristicRead(gatt, characteristic, status);
          }
      }
  ```

- 对Characteristic设置监听，当特征值改变时，接收到蓝牙外设发送的值，onCharacteristicChanged方法会回调

  ```
   for (int i=0; i<readCharacteristicArrayList.size(); i++){
       BluetoothGattCharacteristic characteristic = readCharacteristicArrayList.get(i);
       mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic, true);
       // enable remote notification
       List<BluetoothGattDescriptor> gattDescriptors = characteristic.getDescriptors();
       for (BluetoothGattDescriptor gattDescriptor : gattDescriptors) {
     gattDescriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);
       mBluetoothGatt.writeDescriptor(gattDescriptor);
       }
   }
  ```

- 发送给蓝牙外设数据

  ```
  for (int i=0; i<writeCharacteristicArrayList.size(); i++){
      BluetoothGattCharacteristic characteristic = writeCharacteristicArrayList.get(i);
      characteristic.setValue(byteArray);
      mBluetoothGatt.writeCharacteristic(characteristic);
  }
  ```

- 断开蓝牙外设的连接。调用disconnect()后，会触发手机会触发onConnectionStateChange()的回调。但调用完disconnect()紧接着马上调用close()，会终止BluetoothGattCallback#onConnectionStateChange()的回调

  ```
  mBluetoothGatt.disconnect();
  mBluetoothGatt.close();
  ```


- 支持4个蓝牙设备连接并操作，比较简单，使用数组存储不同蓝牙设备的连接状态mConnectionState、蓝牙设备mBluetoothGatt、特征CharacteristicArrayList

  ```
      private boolean[] mConnectionState = new boolean[]{false,false,false,false} ;//是否正在连
      private BluetoothGatt[] mBluetoothGatt = new BluetoothGatt[4];
      private List<List<BluetoothGattCharacteristic>> fourWriteCharacteristicArrayList = new ArrayList<>();
      private List<List<BluetoothGattCharacteristic>> fourReadCharacteristicArrayList = new ArrayList<>();
      private List<List<BluetoothGattCharacteristic>> fourNotifyCharacteristicArrayList = new ArrayList<>();
  ```