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Bluetooth Low Energy

簡(jiǎn)介：
- 與傳統(tǒng)藍(lán)牙相比，低功耗藍(lán)牙的設(shè)計(jì)對(duì)電量消耗更低。
- 只支持Android 4.3以上的系統(tǒng)版本，即 API Level>=18。

藍(lán)牙開發(fā)對(duì)象

BluetoothManager
- 獲取對(duì)象：
```
  BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
```
- 注意：BluetoothManager僅在Android4.3以上的系統(tǒng)版本支持，即 API Level>=18。
BluetoothAdapter
- 獲取對(duì)象：
```
  BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = BluetoothManager.getAdapter();
  // 或者
  BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
```
  - 注意：一個(gè)Android系統(tǒng)只有一個(gè)BluetoothAdapter。
- 方法描述：
  - 藍(lán)牙狀態(tài)
    - isEnabled()
      - 判斷系統(tǒng)藍(lán)牙是否打開
    - disable()
      - 隱式關(guān)閉系統(tǒng)藍(lán)牙
    - enable()
      - 隱式打開系統(tǒng)藍(lán)牙
  - 藍(lán)牙設(shè)備搜索
    - startDiscovery()/cancelDiscovery()
      - 開始/取消搜索設(shè)備（經(jīng)典藍(lán)牙和低功耗藍(lán)牙）
      - 執(zhí)行過程（耗時(shí)12秒）：
        
        系統(tǒng)發(fā)送 BluetoothAdapter.ACTIOIN_DISCOVERY_STARTED 的廣播
        
        搜索藍(lán)牙設(shè)備...
        
        只要找到一個(gè)設(shè)備就發(fā)送一個(gè) BluetoothDevice.ACTION_FOUND 的廣播
        
        從廣播接收器中就可以得到這個(gè)BluetoothDevice對(duì)象
        
        系統(tǒng)發(fā)送 BluetoothAdapter.ACTION_FINISHED 的廣播
    - startLeScan()/stopLeScan()
      - 開始/取消搜索設(shè)備（低功耗藍(lán)牙）
      - 注意：
        
        在API Level-21以上被標(biāo)記廢棄使用
BluetoothLeScanner
- 獲取對(duì)象：
```
  BluetoothLeScanner mBluetoothLeScanner= BluetoothAdapter.getBluetoothLeScanner();
```
- 方法描述：
  - startScan()/stopScan()
    - 開始/取消搜索設(shè)備（低功耗藍(lán)牙）
    - 注意：
      - 在API Level-21以上使用
BluetoothDevice
- 代表了一個(gè)遠(yuǎn)程的藍(lán)牙設(shè)備, 通過這個(gè)類可以查詢遠(yuǎn)程設(shè)備的物理地址, 名稱, 連接狀態(tài)等信息，
- 獲取對(duì)象：
  - 物理地址對(duì)應(yīng)的Device：
```
  BluetoothAdapter.getRemoteDevice(address);
```
  - 已經(jīng)配對(duì)的Device集合：
```
  BluetoothAdapter.getBoundedDevices();
```
  - 掃描結(jié)果回調(diào)中的Device：
```
  BluetoothAdapter.LeScanCallback leScanCallback = new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {
      @Override
      public void onLeScan(BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {
      }
  };
```
BluetoothGatt
- BluetoothGatt繼承BluetoothProfile，
- 通過BluetoothGatt可以連接設(shè)備（connect）,發(fā)現(xiàn)服務(wù)（discoverServices），并把相應(yīng)地屬性返回到 BluetoothGattCallback，
- 獲取對(duì)象：
  - BluetoothGattCallback回調(diào)方法中獲取。
BluetoothProfile
- 一個(gè)通用的規(guī)范，按照這個(gè)規(guī)范來收發(fā)數(shù)據(jù)。
連接成功后，我們首先需要獲得服務(wù)，然后是該服務(wù)所包含的特征，最后是特征的描述符。
服務(wù)（Service）：
- BluetoothGattService
  - 一個(gè) Service 可以包含多個(gè) Characteristic，
  - 獲取對(duì)象：
    - 通過指定的 UUID 從 BluetoothGatt 實(shí)例中獲得：
```
  BluetoothGattService service = BluetoothGatt.getService(UUID.fromString(BLE_SERVICE));
```
特征（Characteristic）：
- BluetoothGattCharacteristic
  - 一個(gè) Characteristic 包含一個(gè) Value 和多個(gè) Descriptor，
  - 相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)類型，它包括一個(gè)value和0~n個(gè)value的描述（Descriptor），
  - 獲取對(duì)象：
    - 通過指定的 UUID 從 BluetoothGattService 中得到：
```
  BluetoothGattCharacteristic characteristic = BluetoothGattService.getCharacteristic(UUID.fromString(BLE_CHARACTERISTIC))
```
描述符（Descriptor）：
- BluetoothGattDescriptor
  - 一個(gè) Descriptor 包含一個(gè) Value，
  - 對(duì) Characteristic 的描述，包括范圍、計(jì)量單位等，
  - 獲取對(duì)象：
    - 通過指定的 UUID 從 BluetoothGattCharacteristic 對(duì)象中獲得：
```
  List<BluetoothGattDescriptor> descriptorList = BluetoothGattCharacteristic.getDescriptors();
  // 或者
  BluetoothGattDescriptor descriptor = BluetoothGattCharacteristic.getDescriptor(UUID.fromString("BLE_DESCRIPTOR"));
```

低功耗藍(lán)牙開發(fā)基本流程

申請(qǐng)權(quán)限

基礎(chǔ)權(quán)限：

  <!-- 執(zhí)行所有的藍(lán)牙通信，如請(qǐng)求連接，接受連接和傳輸數(shù)據(jù) -->
  <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/>
  <!-- 初始化設(shè)備發(fā)現(xiàn)或者操縱藍(lán)牙設(shè)置 -->
  <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>

注意：

如果應(yīng)用僅支持低功耗藍(lán)牙

在 AndroidManifest.xml 添加以下聲明：

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

動(dòng)態(tài)判斷：

  if (!getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_BLUETOOTH_LE)) {
      Toast.makeText(this, "該設(shè)備不支持低功耗藍(lán)牙", Toast.LENGTH_SHORT).show();
  }

在 Android 6.0 及以上的系統(tǒng)版本，需動(dòng)態(tài)申請(qǐng)位置權(quán)限。
如果應(yīng)用沒有位置權(quán)限，藍(lán)牙掃描功能不能使用（其它藍(lán)牙操作例如連接藍(lán)牙設(shè)備和寫入數(shù)據(jù)不受影響）。

在 AndroidManifest.xml 添加以下聲明：

<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION"/>
或
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" />

動(dòng)態(tài)申請(qǐng)：

if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.M) {
    if (this.checkSelfPermission(Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
        requestPermissions(new String[]{Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION}, PERMISSION_REQUEST_COARSE_LOCATION);
    }
}

@Override
public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, String[] permissions, int[] grantResults) {
    switch (requestCode) {
        case PERMISSION_REQUEST_COARSE_LOCATION:
            if (grantResults[0] == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
                // 權(quán)限申請(qǐng)成功，處理業(yè)務(wù)邏輯
            }
            break;
        default:
            break;
    }
}

是否支持藍(lán)牙

  BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
  
  if (bluetoothManager.getAdapter() == null) {
      Toast.makeText(Context, "沒有發(fā)現(xiàn)藍(lán)牙模塊", Toast.LENGTH_SHORT).show();
  }

開啟/關(guān)閉藍(lán)牙

檢查藍(lán)牙是否開啟
```
  BluetoothAdapter.isEnabled();
```

開啟

隱式開啟
```
  BluetoothAdapter.enable();
```
- 注意：
  - 需要注冊(cè)權(quán)限：
```
  <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>
```
  - 在 Android 6.0 及以上的系統(tǒng)版本，隱式開啟依舊會(huì)提示用戶。

顯示開啟

  Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
  startActivityForResult(enableBtIntent, REQUESTCODE_BLUETOOTH);

確認(rèn)結(jié)果：

方法一：注冊(cè)廣播

  IntentFilter intentFilter = new IntentFilter();  
  intentFilter.addAction(BluetoothAdapter.ACTION_STATE_CHANGED);//藍(lán)牙狀態(tài)
  intentFilter.addAction(BluetoothAdapter.ACTION_DISCOVERY_STARTED);// 掃描開始
  intentFilter.addAction(BluetoothAdapter.ACTION_DISCOVERY_FINISHED);// 掃描結(jié)束
  registerReceiver(new BluetoothReceiver(), intentFilter);

  private class BluetoothReceiver extends BroadcastReceiver {

      @Override
      public void onReceive(Context context, Intent intent) {

          String action = intent.getAction();
          if (BluetoothAdapter.ACTION_STATE_CHANGED.equals(action)) {
              switch (BluetoothAdapter.getDefaultAdapter().getState()) {
                  case BluetoothAdapter.STATE_ON:// 打開
                      break;
                  case BluetoothAdapter.STATE_OFF:// 關(guān)閉
                      break;
                  case BluetoothAdapter.STATE_TURNING_OFF:// 藍(lán)牙處于關(guān)閉過程中
                      break;
                  case BluetoothAdapter.STATE_TURNING_ON:// 藍(lán)牙處于打開過程中
                      break;
                  default:
                      break;
              }
          }
      }
  }

方法二：重寫onActivityResult()

  @Override
  protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) {
      super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
      if (resultCode == RESULT_OK) {//藍(lán)牙開啟成功
          switch (requestCode) {
              case REQUESTCODE_BLUETOOTH:
                  break;
              default:
                  break;
          }
      } else if (resultCode == RESULT_CANCELED) {//藍(lán)牙開啟失敗
          ToastUtils.showShort("藍(lán)牙開啟失敗，請(qǐng)手動(dòng)開啟藍(lán)牙");
      }
  }

前往系統(tǒng)設(shè)置界面

  startActivity(new Intent(Settings.ACTION_BLUETOOTH_SETTINGS));

關(guān)閉

隱式關(guān)閉
```
  BluetoothAdapter.disable();
```

前往系統(tǒng)設(shè)置界面

  startActivity(new Intent(Settings.ACTION_BLUETOOTH_SETTINGS));

掃描藍(lán)牙設(shè)備

開啟/關(guān)閉掃描設(shè)備

開啟

掃描全部藍(lán)牙設(shè)備

  BluetoothAdapter.startLeScan(BluetoothAdapter.LeScanCallback callback)

只掃描含有特定 UUID Service 的藍(lán)牙設(shè)備

  BluetoothAdapter.startLeScan(UUID[] serviceUuids, BluetoothAdapter.LeScanCallback callback)

關(guān)閉

  BluetoothAdapter.stopLeScan(BluetoothAdapter.LeScanCallback callback)

連接設(shè)備
```
  BluetoothGatt BluetoothDevice.connectGatt(Context context, boolean autoConnect, BluetoothGattCallback callback) {}
```
- autoConnect：表示是否需要自動(dòng)連接。
  - 設(shè)置為 true 表示如果設(shè)備斷開了，會(huì)不斷的嘗試自動(dòng)連接。
  - 設(shè)置為 false 表示只進(jìn)行一次連接嘗試。
- BluetoothGattCallback：表示連接后進(jìn)行的一系列操作的回調(diào)，共計(jì)9個(gè)回調(diào)方法，以下列舉常用的5個(gè)。
  - 連接狀態(tài)變化
```
  void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState) {}
```
  - 執(zhí)行BluetoothGatt.discoverServices();后回調(diào)，發(fā)現(xiàn)服務(wù)
```
  void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {}
```
  - 執(zhí)行BluetoothGatt.writeCharacteristic();后回調(diào)，寫入數(shù)據(jù)執(zhí)行結(jié)果
```
  void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {}
```
  - 執(zhí)行BluetoothGatt.setCharacteristicNotification();后回調(diào)，Characteristic值發(fā)生改變
```
  void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic) {}
```
  - 執(zhí)行BluetoothGatt.writeDescriptor();后回調(diào)
```
  void onDescriptorWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattDescriptor descriptor, int status) {}
```

發(fā)現(xiàn)服務(wù)

在onConnectionStateChange()中，判斷連接狀態(tài)，連接成功，搜索連接設(shè)備所支持的service

  @Override
  public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState) {
      super.onConnectionStateChange(gatt, status, newState);

      if (newState == BluetoothGatt.STATE_CONNECTED) {//連接成功

          gatt.discoverServices();//搜索連接設(shè)備所支持的service

      } else if (newState == BluetoothGatt.STATE_DISCONNECTED) {//連接斷開
      }
  }

discoverServices()被執(zhí)行后，在onServicesDiscovered()中，獲取指定UUID Service，存下BluetoothGatt對(duì)象

  @Override
  public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
      super.onServicesDiscovered(gatt, status);

      BluetoothGattService service = gatt.getService(UUID.fromString(BLE_SERVICE));

      if (service != null) {
          mBluetoothGatt = gatt;
      }
  }

讀寫數(shù)據(jù)

寫：

獲取指定 UUID Serivce 的 BluetoothGattService 對(duì)象，
從而得到指定 UUID Characteristic 的 BluetoothGattCharacteristic 對(duì)象，將數(shù)據(jù)設(shè)置進(jìn)去，

最后用 BluetoothGatt 對(duì)象向藍(lán)牙設(shè)備寫入數(shù)據(jù)

  public void writeCharacteristic() {
      
      byte[] data = {0x00};//封包數(shù)據(jù)，根據(jù)硬件協(xié)議填寫
      
      BluetoothGattCharacteristic characteristic = mBluetoothGatt.getService(UUID.fromString(BLE_SERVICE)).getCharacteristic(UUID.fromString(BLE_WRITE));
      characteristic.setValue(data);//設(shè)置數(shù)據(jù)

      mBluetoothGatt.writeCharacteristic(characteristic);//寫入設(shè)備
  }

讀：

在 writeCharacteristic() 調(diào)用后，
會(huì)走 onCharacteristicChanged() 回調(diào)，
在 BluetoothGattCharacteristic 對(duì)象中獲取藍(lán)牙設(shè)備傳回的數(shù)據(jù)，

通過藍(lán)牙硬件協(xié)議判斷并做出相應(yīng)處理。

  @Override
  public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
      super.onCharacteristicChanged(gatt, characteristic);
      
      byte[] value = characteristic.getValue();

      switch (value[0]) {//判斷協(xié)議，對(duì)應(yīng)處理
          case 0x00:
              break;
          default:
              break;
      }
  }

斷開連接

  BluetoothGatt.disconnect();
  BluetoothGatt.close();

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簡(jiǎn)述Android Bluetooth Low Energy

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