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低功耗蓝牙BLE以及iBeacon的开发笔记

简介: 题记:不要放弃自己进步的机会 背景 公司刚接了一个大项目,其中涉及低功耗蓝牙BLE,使用ibeacon设备来与微信的摇一摇功能互动,达到宣传,以及用户在厅店参加活动的效果. 那么刚好我上一个项目完结,落到我头上了,本来已经抱着辞职的心态来做了,是在是不会不会啊. 甲方要招标,使用它们提供的标准生产设备,要求我写一个控制软件 1.挣扎的开始 各种百度,goo
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题记:不要放弃自己进步的机会

背景

公司刚接了一个大项目,其中涉及低功耗蓝牙BLE,使用ibeacon设备来与微信的摇一摇功能互动,达到宣传,以及用户在厅店参加活动的效果.
那么刚好我上一个项目完结,落到我头上了,本来已经抱着辞职的心态来做了,是在是不会不会啊.
甲方要招标,使用它们提供的标准生产设备,要求我写一个控制软件

1.挣扎的开始

各种百度,google,发现国内资料很少,有的也是商业公司提供的sdk,这并不符合我需要,
google倒是不少,然而以我的英语水平,望洋兴叹罢了@
不发牢骚了:

首先你需要了解这些资料
1、profile
profile可以理解为一种规范,一个标准的通信协议,它存在于从机中。蓝牙组织规定了一些标准的profile,例如 HID OVER GATT ,防丢器 ,心率计等。每个profile中会包含多个service,每个service代表从机的一种能力。

2、service
service可以理解为一个服务,在ble从机中,通过有多个服务,例如电量信息服务、系统信息服务等,每个service中又包含多个characteristic特征值。每个具体的characteristic特征值才是ble通信的主题。比如当前的电量是80%,所以会通过电量的characteristic特征值存在从机的profile里,这样主机就可以通过这个characteristic来读取80%这个数据

3、characteristic
characteristic特征值,ble主从机的通信均是通过characteristic来实现,可以理解为一个标签,通过这个标签可以获取或者写入想要的内容。

4、UUID
UUID,统一识别码,我们刚才提到的service和characteristic,都需要一个唯一的uuid来标识
PS: 百度到的,我以一个过来人的身份保证这个很重要

2.资料,准备

资料看这里:

  • 这也是最重要的资料来源
    Android SDK 中的doc文档

  • 接上文,说完资料,

    这是一个很好的demo
    sdk\samples\android-22\connectivity\BluetoothLeGatt

该目录下为谷歌提供的demo,我的应用也是在它的基础上改进而成的.
由以下部分组成:
1.一个服务 BluetoothLeService,主负责与蓝牙设备进行数据交换

2.两个activity:DeviceControlActivity,DeviceScanActivity
见名知意,一个负责扫描设备,而两外一个与设备进行交互

3.一个SampleGattAttributes
主要是存储了一些UUID,我对它进行了加强

3.BLE设备的使用步骤概况

1.首先要说明的一点是,要求Android版本为4.3及其以上
接着确认设备支持

/**
 * 支持BLE
 *  check to determine whether BLE is supported on the device
 */
public void isSupported(){
     if (!getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_BLUETOOTH_LE)) {
            Toast.makeText(this, "设备不支持BLE功能", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }
    }

2.确认手机支持并打开蓝牙的状态下,你就可以进行设备的搜索了
有两种模式

//第一种
//serviceUuids   指定设备的UUID
//callback       搜索的回调
startLeScan(final UUID[] serviceUuids, final LeScanCallback callback)

//第二种
//其实就是不传入serviceUuids的,就是说搜索范围内所有蓝牙设备
public boolean startLeScan(LeScanCallback callback) {
     return startLeScan(null, callback);
}

3.同时记得停止搜索,当然你也可以一直搜
PS:其实我见到的app大部分是不停的搜索,这样的话会有一个广播数据持续刷新的效果,那么很多的距离判断什么的都是通过这种不停搜索的形式来工作的

//mBluetoothAdapter   请自行查看谷歌文档
//mLeScanCallback     这就是上面提过的LeScanCallback的实例
mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);

接着就是在回调中拿到各个设备数据了

/**
 * 搜索设备回调 
 */
private BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback =
            new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {
    @Override
    public void onLeScan(final BluetoothDevice device, int rssi, 
            byte[] scanRecord) {

    }
};

这里有几个值得说一下的东西

1.BluetoothDevice device
这里写图片描述
应该可以看的很清楚, device中包含了设备的基本信息


2.rssi信号质量,也有人告诉我是质量
不过我这次并没有使用到


3.byte[] scanRecord (重头戏)
广播响应包数据

一般包括两个部分,我使用的主要是ServiceData域
在这里需要注意的是,这两个部分都存在于广播数据,而且并不是两部分都有,有可能是只有一个部分,所以一定要看情设备的硬件规范,因为这涉及到后面解析广播数据

要知道,我们都是拿byte[]数组中的某些部分对应特定值,一旦对应关系打乱,那么数据解析就没什么正确性可言了
那么这些广播数据都是依据一定的规则指定 的,所以这时候你需要设备厂商的文档来查看对应的数据,以及其结构
PS:需要注意的一点是,这些数据都是byte[],你需要将它们转化(一般常用的做法是,先转化为16进制的字符串,而后再进行读取解析)

4.读取蓝牙设备内部数据

这里涉及到两个重要部分
service 以及 characteristic

一般来说
一个Service eg: FF01-XXXXXXXXXXX-XXXXX
下面可能有很多的characteristic
Marjor : FF16 -XXXXXX
Power : FF17 - XXX
….一堆的characteristic

  • 如果需要写一个东西
    条件:
    1.此特征在哪个Service下,即该service的UUID
    2.该特征的UUID
    3.该特征的写入格式,16进制还是其他的东西
    //代码片段1
   //此方法获取对应特征值的对象BluetoothGattCharacteristic的实体
    public BluetoothGattCharacteristic getCharacteristic(String service,String charact) {
        if (mBluetoothGatt == null) return null;
        if(mBluetoothGatt.getService(UUID.fromString(service))==null){return null ;}
        return mBluetoothGatt.getService(UUID.fromString(service)).getCharacteristic(UUID.fromString(charact));
    }

//代码片段2
if(!TextUtils.isEmpty(value)){//输入非空
      byte[] arrayOfByte= new byte[2];//传入数据规定为2个byte
      arrayOfByte[0] = ((byte)Integer.parseInt((value).substring(0, 2), 16));
      arrayOfByte[1] = ((byte)Integer.parseInt((value).substring(2, 4), 16));
      //上面操作,先切,再转为16进制
      characteristic.setValue(arrayOfByte);
      //characteristic实体就是片段1代码获取到的
      gattServer.writeCharacteristic(characteristic);
      //所有的操作都封装在一个service中,gattServer为其实体对象
}
  //片段3就是服务中的写入方法
  /**
     * 写入一个数据
     * @param characteristic
     */
    public void writeCharacteristic(BluetoothGattCharacteristic characteristic) {

        mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic, true);
        mBluetoothGatt.writeCharacteristic(characteristic);
    }
//代码片段4   这是回调,
//在连接时就作为参数传入了 mBluetoothGatt = device.connectGatt(this, false, mGattCallback);
private final BluetoothGattCallback mGattCallback = new BluetoothGattCallback() {
        @Override
        public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState) {
            if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {            
                Log.e(TAG, "连接至 GATT server.");
            } else if (newState == BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED) {
                Log.e(TAG, "断开 GATT server.");             
            }
        }

        @Override
        public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
            if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
                Log.e(TAG, "建立连接成功");              
            } else {
                Log.e(TAG, "连接状态异常: " + status);
            }
        }

        @Override
        public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
            if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
                  Log.e(TAG, "写入数据成功");   
            } 
        }

        @Override
        public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic
                characteristic, int status) {
            if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
               Log.e(TAG, "读取数据成功");   
            }
        }

        @Override
        public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt,
                                            BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
            Log.e(TAG, "连接状态发生改变");      
    };

PS:这里的例子是写入,其实读取的操作与此类似,操作完成后在回调里面判断状态以及读取数据即可

5.总结

在我开发的过程中遇到很多问题 ,这里也非常感谢我的一位上司,在写完这个应用之前,我是不会相信我能学会这个BLE的,但是事实是我比较完美的完成了这整个工作,并且给硬件厂商制定生产标准,测试硬件等等一系列的活我也都完成了。
只能是感叹人就是要逼,突然就想起来我爹给我说过的话眼怕手不怕

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