android4.3 蓝牙BLE编程

一、蓝牙4.0简介

蓝牙4.0标准包含两个蓝牙标准，准确的说，是一个双模的标准，它包含传统蓝牙部分（也有称之为经典蓝牙Classic Bluetooth）和低功耗蓝牙部分（Bluetooth Low Energy）。这两个部分适用于不同的应用或者应用条件。传统蓝牙是在之前的1.0.1.2，2.0+EDR,2.1+EDR,3.0+EDR等基础上发展和完善起来的，低功耗蓝牙是Nokia的Wibree标准上发展起来的。

传统蓝牙可以用与数据量比较大的传输，如语音，音乐，较高数据量传输等，低功耗蓝牙这样应用于实时性要求比较高，但是数据速率比较低的产品，如遥控类的，如鼠标，键盘，遥控鼠标(Air Mouse)，传感设备的数据发送，如心跳带，血压计，温度传感器等。传统蓝牙有3个功率级别，Class1,Class2,Class3,分别支持100m,10m,1m的传输距离，而低功耗蓝牙无功率级别，一般发送功率在7dBm，一般在空旷距离，达到20m应该。所以蓝牙4.0是集成了传统蓝牙和低功耗蓝牙两个标准的，并不只是低功耗蓝牙。

蓝牙4.0是蓝牙3.0+HS规范的补充，专门面向对成本和功耗都有较高要求的无线方案，较3.0版本更省电、低成本和跨厂商互操作性、3毫秒低延迟、超长有效连接距离、AES-128加密等；蓝牙4.0可广泛用于卫生保健、体育健身、家庭娱乐、安全保障等诸多领域。通常用在蓝牙耳机、蓝牙音箱、计步器、心律监视器、智能仪表、传感器物联网等设备上，大大扩展蓝牙技术的应用范围。该技术拥有极低的运行和待机功耗，使用一粒纽扣电池甚至可连续工作数年之久。

二、蓝牙BLE简介

BLE是蓝牙低能耗的简称（Bluetooh Low Energy）。蓝牙低能耗(BLE)技术是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术，工作在免许可的2.4GHz ISM射频频段。它从一开始就设计为超低功耗(ULP)无线技术。它利用许多智能手段最大限度地降低功耗。

蓝牙低能耗架构共有两种芯片构成：单模芯片和双模芯片。蓝牙单模芯片可以和其它单模芯片及双模芯片通信，此时后者需要使用自身架构中的蓝牙低能耗技术部分进行收发数据。双模芯片也能与标准蓝牙技术及使用传统蓝牙架构的其它双模芯片通信。双模芯片可以在目前使用标准蓝牙芯片的任何场合使用。这样安装有双模芯片的手机、PC、个人导航设备(PND)或其它应用就可以和市场上已经在用的所有传统标准蓝牙设备以及所有未来的蓝牙低能耗设备通信。单模芯片可以用单节钮扣电池(如3V、220mAh的CR2032)工作很长时间(几个月甚至几年)。

三、android中蓝牙开发

（1）权限及feature

      和经典蓝牙一样，应用使用蓝牙，需要声明BLUETOOTH权限，如果需要扫描设备或者操作蓝牙设置，则还需要BLUETOOTH_ADMIN权限：

<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/>
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>

     除了蓝牙权限外，如果需要BLE feature则还需要声明uses-feature：

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

     按时required为true时，则应用只能在支持BLE的Android设备上安装运行；required为false时，Android设备均可正常安装运行，需要在代码运行时判断设备是否支持BLE feature：

(!getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_BLUETOOTH_LE)) {
    Toast.makeText(this, R.string.ble_not_supported, Toast.LENGTH_SHORT).show();
    finish();
}

（2）启动蓝牙

      在使用蓝牙BLE之前，需要确认Android设备是否支持BLE feature(required为false时)，另外要需要确认蓝牙是否打开。 如果发现不支持BLE，则不能使用BLE相关的功能。如果支持BLE，但是蓝牙没打开，则需要打开蓝牙。打开蓝牙的步骤：

     1、获取BluetoothAdapter

        BluetoothAdapter是Android系统中所有蓝牙操作都需要的，它对应本地Android设备的蓝牙模块，在整个系统中BluetoothAdapter是单例的。当你获取到它的示例之后，就能进行相关的蓝牙操作了。获取BluetoothAdapter代码示例如下：

// Initializes Bluetooth adapter.
final BluetoothManager bluetoothManager =
        (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
mBluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();

注：这里通过getSystemService获取BluetoothManager，再通过BluetoothManager获取BluetoothAdapter。BluetoothManager在Android4.3以上支持(API level 18)。

     2、判断是否支持蓝牙，并打开蓝牙

      获取到BluetoothAdapter之后，还需要判断是否支持蓝牙，以及蓝牙是否打开。如果没打开，需要让用户打开蓝牙：

private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;
...
// 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);
}

（3）搜索BLE设备

      通过调用BluetoothAdapter的startLeScan()搜索BLE设备。调用此方法时需要传入 BluetoothAdapter.LeScanCallback参数。因此你需要实现  BluetoothAdapter. LeScanCallback接口，BLE设备的搜索结果将通过这个callback返回。搜索的示例代码如下：

/**
 * Activity for scanning and displaying available BLE devices.
 */
public class DeviceScanActivity extends ListActivity {
 
    private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;
    private boolean mScanning;
    private Handler mHandler;
 
    // 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 = false;
                    mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
                }
            }, SCAN_PERIOD);
 
            mScanning = true;
            mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);
        } else {
            mScanning = false;
            mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
        }
        ...
    }
    // 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：（1）由于搜索需要尽量减少功耗，因此在实际使用时需要注意：

             1、当找到对应的设备后，立即停止扫描；

              2、不要循环搜索设备，为每次搜索设置适合的时间限制。避免设备不在可用范围的时候持续不停扫描，消耗电量。

     （2）如果你只需要搜索指定UUID的外设，你可以调用 startLeScan(UUID[], BluetoothAdapter.LeScanCallback)方法。其中UUID数组指定你的应用程序所支持的GATT Services的UUID；

     （3）