低功耗藍芽官方文件

本文章是參考官網，然後加入自己實踐中的理解完成！沒有看上一篇的讀者，可以先閱讀一下前一篇，這是一個系列。
官網地址：https://developer.android.com/guide/topics/connectivity/bluetooth-le

Android 4.3 （API 18 ）引入了低功耗藍芽，應用可以查詢周圍裝置、查詢裝置的服務、傳輸資訊。

關鍵術語和概念

• 通用屬性配置檔案（GATT Generic Attribute Profile）

  GATT 配置檔案是一種傳輸資料規範，用於在 BLE 鏈路上傳送和接受被稱為屬性的短資料的通用規範。目前所有低功耗應用配置檔案基本都是基於 GATT

• Bluetooth SIG (藍芽技術聯盟)

  是為低功耗裝置定義了許多配置檔案。配置檔案是裝置在特定應用程式中的工作方式的規範。裝置可以實現多個配置檔案。例如，裝置可以包含心率監測器和電池水平檢測器。

  定義規範的

• 屬性協議（ATT Attribute Protocol）

  GATT 是建立在屬性協議（ATT）之上的。也被稱為 GATT/ATT 。ATT 經過優化，可在 BLE 裝置上使用。為此，它使用了儘可能少的位元組。每個屬性由通用唯一識別符號（UUID）來唯一標識。ATT 傳輸的屬性被格式化為 特徵 和 服務

• 特徵

  特徵包含單個值和描述特徵值的 0 ~ n 個描述符。特徵值可以被稱為型別。類似於類。（是在和 BLE 裝置進行通訊的時候主要的操作內容）

• 描述符

  是用來定義特徵值的已定義屬性。用來描述特徵值的。例如：描述符可以指定人類可讀的描述，特徵值的可接受範圍或者特徵值特定的度量單位

• 服務

  服務中包含一系列的特徵值。例如，我們可以使用名為 “心率監測器”的服務，其中包括"心率測量"等特徵。可以在 bluetooh.org 上找到基於 GATT 的現有配置檔案的服務的列表。

角色和責任

Android 裝置和 BLE 裝置互動時應用的角色和職責

• 中央與外圍裝置。
• GATT 伺服器和 GATT 客戶端。確定了兩個裝置建立連線後如何進行相互通訊

BLE 許可權

應用在使用藍芽裝置的時候必須要宣告藍芽許可權 BLUETOOTH 需要這個許可權才可以進行藍芽通訊，例如：請求連線、接受連線、和傳輸資料。

如果還需要發現或者操作藍芽設定，則需要宣告 BLUETOOTH_ADMIN 許可權。使用這個許可權的前提是要有 BLUETOOTH 許可權。

如果要宣告我們的應用僅適用於支援 BLE 的裝置，需要清單檔案中做如下宣告

<uses-feature android:name = "android.hardware.bluetooth_le" android:required = true />

如果我們希望我們的應用程式在不支援 BLE 的裝置上也可以執行的時候，只需要將 true 修改成 false 就可以了。

還可以在程式碼中作出判斷

if(!getPackageManager().hasSystemFeature(PackgeManger.FEATURE_BLUETOOTH_LE)){
    // 不支援 BLE 裝置
}

BLE 通常和位置有關係，因此還需要宣告位置許可權 ACCESS_COARSE_LOCATION 或者 ACCESS_FINE_LOCATION 沒有這些許可權掃描將不會返回任何結果。

設定 BLE

1. 獲得 BluetoothAdapter

   BluetoothAdapter 代表裝置自己的藍芽介面卡，整個系統只有一個藍芽介面卡，我們的應用程式可以使用此物件與其互動。

   這裡的獲取方法是通過 BluetoothManager 來獲取的

   BluetoothManager bluetoothManger = getSystemSerive(Context.BULETOOTH_SERVIcE);
   BluetoothAdapter bluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();

2. 啟用藍芽裝置

   其實這些和普通藍芽的啟動都是一樣的。

   isEnable() 檢視當前是否啟用了藍芽

   通過 BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE 來啟動

3. 查詢 BLE 裝置

   這一點和發現普通的藍芽裝置是不一樣的

   // 通過 Adapter 的 startLeScan(callBack); 方法來開啟掃描
   // 如果我們有指定的藍芽裝置可以使用
   sartLeScan(UUID[],BluetoothAdapter.LeScanCallBakc) 通過 UUID 來指定 BLe
   // 這個方法已經過時了，官方文件最新支援的掃描藍芽的方法是通過一個專門的物件 BluetoothLeScanner 用來開啟掃描低功耗藍芽
   BluetoothLeScanner scanner = bluetoothAdapter.getBluetoothLeScanner();
   // 這個方法可以有引數，用來過濾要掃描的低功耗藍芽的，具體的後面講
   scanner.startScan();
   

   只能單獨掃描普通藍芽裝置或者 BLE 裝置，沒有方法同時執行

連線到 GATT 伺服器

與 BLE 裝置通訊，第一步就是要連線到它，就是連線到該裝置的 GATT 服務。使用方法 connectGatt()有三個引數：Context 物件 autoConnect （表示是否在可用的時候自己連線到 BLE 裝置） 還有一個回撥，所有的互動都在這個回撥裡面完成。

呼叫這個方法會返回一個 BluetoothGatt物件，通過這個物件進行和 BLE 裝置的互動。互動的結果會在回撥方法中觸發。

public class BluetoothLeService extends Service{
    private final static String TAG = BluetoothLeService.class.getSimpleName();
    private BluetoothManger bluetoothManger;
    private BluetoothAdapter bluetoothAdapter;
    private String bluetoothDeviceAddress;
    private BluetoothGatt bluetoothGatt;
    private int connectionState = STATE_DISCONNECTED;
    
    private static final int STATE_DISCONNECTED = 0;
    private static final int STATE_CONNETING = 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 satic 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.formString(SampleGattAttributes.HEART_RATE_MEASURMENT);
    
    private final BluetoothGattCallback gattCallback = new BluetoothGattCallback(){
        // 你的中央裝置連線上 ble 裝置後，會回撥這個這方法。
        @Override
        public viod onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt,int status,int newState){
            String intenAction;
            if(newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED){
                intentaction = ACTION_GATT_CONNECTED;
                connectionState = STATE_CONNECTED;
                broadcastUpdate(intentAction);
                // 連線上後，緊接著就是要尋找裡面 Service
                bluetoothGatt.discoverServices();
            }else if(newState = BluetoothProfile.STATE_STATE_DISCONNECTED{
                intentAction = ACTION_GATT_DISCONNECTED;
                connectionState = STATE_DISCONNECTED;
                broadcastUpdate(intentAction);
                
            }
           
        }
        @Override
        // service 發現後就會觸發這個方法，然後你就需要找到你和 ble 約定好的 service
        public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt,int status){
            if(status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS){
                broadcastUpdate(ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED);
            }            
        }
        
        public void onCharacteristicREad(。。。){
                         
        } 
        .......
                 
        
        
    }
    
}

當觸發特定的回撥的時候，會呼叫適當的 broadcastUpdate() 輔助方法並向其傳遞操作。具體的資料解析格式是根據配置檔案規範執行的（是你和你的BLE 裝置共同約定好的規範）

大體的過程中：開啟連線，然後會觸發對應的連接回調，然後發現服務，觸發發現服務回撥，獲取服務內部的特徵值，對其讀寫命令（和 BLE 共同約束的規範）。就是這麼一個過程，很簡單。

讀 BLE 屬性

一旦我們的 Android 裝置連線到了 GATT 伺服器並發現了服務，我們就可以在支援的位置讀取或者寫入屬性了。

完成後要記得關閉裝置 bluetoothGatt.close();

關於藍芽框架的一個庫：https://github.com/Alex-Jerry/Android-BLE

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