http://www.aiuxian.com/article/p-1752155.html

一．BLE和BT區別

其實我知道許多程序員不太喜歡閱讀除了代碼以外的文檔，因為有時這些過于冗長的文檔對編程并沒有更多的好處，有了協議，接口，demo差不多很多人就能寫出很好質量的代碼了。但其實更深入的編程是少了閱讀的，閱讀文檔可以解決很多編程中遇到的困難，比如在大數據大流量情況下，很多正常的程序會表現出不可靠的一面，這已經不是夠編程能解決的了，硬件的配置，服務器帶寬，使用的數據庫，調用的接口都有可能是瓶頸。比如BLE，同樣的藍牙，但卻有著本質區別，一個表現就是不是所有藍牙設備都支持BLE，編程如果不考慮這個問題，程序出錯就會迷茫。再比如連接到BLE或者藍牙上的設備是有數量限制的，如果不知道這個限制，在連接不上時，也會六神無主。

BLE在智家居中和移動設備中的應用方興未艾，做深入的研究推廣到更多的應用上，還是有意義的。

1藍牙的歷史：藍牙的創始公司是愛立信。1994年愛立信開始對小范圍無線通信技術進行研發，在1997年，愛立信的研究激發了其他公司的濃厚興趣，于是1998年2月，一些跨國大公司包括諾基亞、蘋果、三星組成的一個特殊興趣小組（SIG），他們共同的目標是建立一個全球性的小范圍無線通信技術，該項技術就是藍牙。

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２.BLE 是Bluetooth Low Energy的縮寫，又叫藍牙4.0，區別于藍牙3.0和之前的技術。BLE前身是NOKIA開發的Wibree技術，主要用于實現移動智能終端與周邊配件之間的持續連接，是功耗極低的短距離無線通信技術，并且有效傳輸距離被提升到了100米以上，同時只需要一顆紐扣電池就可以工作數年之久。 ? 3. BLE是在藍牙技術的基礎上發展起來的，既同于藍牙，又區別于傳統藍牙。BLE設備分單模和雙模兩種，雙模簡稱BR，商標為Bluetooth Smart Ready，單模簡稱BLE或者LE,商標為Bluetooth Smart。Android是在4.3后才支持BLE，這可以解釋不是所有藍牙手機都支持BLE，而且支持BLE的藍牙手機一般是雙模的。 ? 4.雙模兼容傳統藍牙，可以和傳統藍牙通信，也可以和BLE通信，常用在手機上，android4.3和IOS4.0之后版本都支持BR，也就是雙模設備。單模只能和BR和單模的設備通信，不能和傳統藍牙通信，由于功耗低，待機長，所以常用在手環的智能設備上。這可以解釋手機上的BLE與手環等設備上的BLE的區別。 ? 5不是所有手機都支持BLE，因為BLE不僅僅依靠軟件實現，同時需要硬件支持，于是有很多手機不能聯接智能手環等設備。Android4.3手機上安裝的是雙模BR，因此兼容藍牙3.0之前的技術，既能與BLE設備通信，也能與傳統藍牙通信，比較耗電，能夠像傳統設備一樣高速傳輸。大部分智能手環使用的單工BLE，不支持傳統藍牙，不能與之聯結和通信，低功耗低速率設備。 ?

二．BLE（低功耗藍牙）的用途

應用特點：小包傳輸，手機擴展，低功耗

☆ 2.4G 藍牙低功耗系統

☆ 消費類電子產品

☆ 秱勱電話外圍擴展設備

☆ 運勱和休閑設備

☆ 健康醫療用品 (血壓計，體溫計 …)

☆ 汽車電子設備

☆ 人機接口設備 (鍵盤，鼠標，遙控器 …)

☆ USB Dongle

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三藍牙的工作原理

1?藍牙通信的主從關系

藍牙技術規定每一對設備之間進行藍牙通訊時，必須一個為主角色，另一為從角色，才能進行通信，通信時，必須由主端進行查找，發起配對，建鏈成功后，雙方即可收發數據。理論上，一個藍牙主端設備，可同時與7個藍牙從端設備進行通訊。一個具備藍牙通訊功能的設備，可以在兩個角色間切換，平時工作在從模式，等待其它主設備來連接，需要時，轉換為主模式，向其它設備發起呼叫。一個藍牙設備以主模式發起呼叫時，需要知道對方的藍牙地址，配對密碼等信息，配對完成后，可直接發起呼叫。這可以解釋為什么有時無法連接藍牙，有可能是連接的藍牙設備過多。

2藍牙的呼叫過程

藍牙主端設備發起呼叫，首先是查找，找出周圍處于可被查找的藍牙設備。主端設備找到從端藍牙設備后，與從端藍牙設備進行配對，此時需要輸入從端設備的PIN碼，也有設備不需要輸入PIN碼。配對完成后，從端藍牙設備會記錄主端設備的信任信息，此時主端即可向從端設備發起呼叫，已配對的設備在下次呼叫時，不再需要重新配對。已配對的設備，做為從端的藍牙耳機也可以發起建鏈請求，但做數據通訊的藍牙模塊一般不發起呼叫。鏈路建立成功后，主從兩端之間即可進行雙向的數據或語音通訊。在通信狀態下，主端和從端設備都可以發起斷鏈，斷開藍牙鏈路。

3?藍牙一對一的串口數據傳輸應用

藍牙數據傳輸應用中，一對一串口數據通訊是最常見的應用之一，藍牙設備在出廠前即提前設好兩個藍牙設備之間的配對信息，主端預存有從端設備的PIN碼、地址等，兩端設備加電即自動建鏈，透明串口傳輸，無需外圍電路干預。一對一應用中從端設備可以設為兩種類型，一是靜默狀態，即只能與指定的主端通信，不被別的藍牙設備查找；二是開發狀態，既可被指定主端查找，也可以被別的藍牙設備查找建鏈。

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四．Android與BLE

1.關鍵概念：

Generic Attribute Profile (GATT)

通過BLE連接，讀寫屬性類小數據的Profile通用規范。現在所有的BLE應用Profile都是基于GATT的。

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Attribute Protocol (ATT)

GATT是基于ATTProtocol的。ATT針對BLE設備做了專門的優化，具體就是在傳輸過程中使用盡量少的數據。每個屬性都有一個唯一的UUID，屬性將以characteristics?and?services的形式傳輸。

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Characteristic

Characteristic可以理解為一個數據類型，它包括一個value和0至多個對次value的描述（Descriptor）。

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Descriptor

對Characteristic的描述，例如范圍、計量單位等。

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Service

Characteristic的集合。例如一個service叫做“Heart Rate Monitor”，它可能包含多個Characteristics，其中可能包含一個叫做“heart ratemeasurement"的Characteristic。一個手環可能

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2.角色和職責：

Android設備與BLE設備交互有兩組角色：

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中心設備和外圍設備（Central vs. peripheral）；

GATT server vs. GATT client.

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Central vs. peripheral:

中心設備和外圍設備的概念針對的是BLE連接本身。Central角色負責scan advertisement。而peripheral角色負責make advertisement。

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GATT server vs. GATT client:

這兩種角色取決于BLE連接成功后，兩個設備間通信的方式。

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舉例說明：

現 有一個活動追蹤的BLE設備和一個支持BLE的Android設備。Android設備支持Central角色，而BLE設備支持peripheral角色。創建一個BLE連接需要這兩個角色都存在，都僅支持Central角色或者都僅支持peripheral角色則無法建立連接。

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當 連接建立后，它們之間就需要傳輸GATT數據。誰做server，誰做client，則取決于具體數據傳輸的情況。例如，如果活動追蹤的BLE設備需要向 Android設備傳輸sensor數據，則活動追蹤器自然成為了server端；而如果活動追蹤器需要從Android設備獲取更新信息，則 Android設備作為server端可能更合適。

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3權限及feature：

和經典藍牙一樣，應用使用藍牙，需要聲明BLUETOOTH權限，如果需要掃描設備或者操作藍牙設置，則還需要BLUETOOTH_ADMIN權限：

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

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除了藍牙權限外，如果需要BLE feature則還需要聲明uses-feature：

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

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按時required為true時，則應用只能在支持BLE的Android設備上安裝運行；required為false時，Android設備均可正常安裝運行，需要在代碼運行時判斷設備是否支持BLE feature：

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// Use this check to determine whether BLE is supportedon the device. Then
// you can selectively disable BLE-related features.
if (!getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_BLUETOOTH_LE)){
? ? Toast.makeText(this, R.string.ble_not_supported,Toast.LENGTH_SHORT).show();
? ? finish();
}

4、啟動藍牙：

在使用藍牙BLE之前，需要確認Android設備是否支持BLE feature(required為false時)，另外要需要確認藍牙是否打開。?

如果發現不支持BLE，則不能使用BLE相關的功能。如果支持BLE，但是藍牙沒打開，則需要打開藍牙。

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打開藍牙的步驟：

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1、獲取BluetoothAdapter

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BluetoothAdapter是Android系統中所有藍牙操作都需要的，它對應本地Android設備的藍牙模塊，在整個系統中BluetoothAdapter是單例的。當你獲取到它的示例之后，就能進行相關的藍牙操作了。

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獲取BluetoothAdapter代碼示例如下：

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

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注：這里通過getSystemService獲取BluetoothManager，再通過BluetoothManager獲取BluetoothAdapter。BluetoothManager在Android4.3以上支持(API level 18)。

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2、判斷是否支持藍牙，并打開藍牙

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獲取到BluetoothAdapter之后，還需要判斷是否支持藍牙，以及藍牙是否打開。

如果沒打開，需要讓用戶打開藍牙：

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 = newIntent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
? ? startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);
}

?

?

5、搜索BLE設備：

通過調用BluetoothAdapter的startLeScan()搜索BLE設備。調用此方法時需要傳入?BluetoothAdapter.LeScanCallback參數。

因此你需要實現?BluetoothAdapter.LeScanCallback接口，BLE設備的搜索結果將通過這個callback返回。

?

由于搜索需要盡量減少功耗，因此在實際使用時需要注意：

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1、當找到對應的設備后，立即停止掃描；

2、不要循環搜索設備，為每次搜索設置適合的時間限制。避免設備不在可用范圍的時候持續不停掃描，消耗電量。

搜索的示例代碼如下：

01

/**

02	?* Activity for scanning and displaying available BLE devices.

03

?*/

04	public?class?DeviceScanActivity?extends?ListActivity {

05

?

06	????private?BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;

07	????private?boolean?mScanning;

08	????private?Handler mHandler;

09

?

10	????// Stops scanning after 10 seconds.

11	????private?static?final?long?SCAN_PERIOD =?10000;

12

????...

13	????private?void?scanLeDevice(final?boolean?enable) {

14	????????if?(enable) {

15	????????????// Stops scanning after a pre-defined scan period.

16	????????????mHandler.postDelayed(new?Runnable() {

17	????????????????@Override

18	????????????????public?void?run() {

19	????????????????????mScanning =?false;

20	????????????????????mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);

21	????????????????}

22	????????????}, SCAN_PERIOD);

23

?

24	????????????mScanning =?true;

25	????????????mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);

26	????????}?else?{

27	????????????mScanning =?false;

28	????????????mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);

29

????????}

30

?????????

31

????}

32

?

33

}

如果你只需要搜索指定UUID的外設，你可以調用?startLeScan(UUID[], BluetoothAdapter.LeScanCallback)方法。

其中UUID數組指定你的應用程序所支持的GATT Services的UUID。

?

?

BluetoothAdapter.LeScanCallback的實現示例如下：

01	private?LeDeviceListAdapter mLeDeviceListAdapter;

02

...

03	// Device scan callback.

04	private?BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback =

05	????????new?BluetoothAdapter.LeScanCallback() {

06	????@Override

07	????public?void?onLeScan(final?BluetoothDevice device,?int?rssi,

08	????????????byte[] scanRecord) {

09	????????runOnUiThread(new?Runnable() {

10	???????????@Override

11	???????????public?void?run() {

12	???????????????mLeDeviceListAdapter.addDevice(device);

13	???????????????mLeDeviceListAdapter.notifyDataSetChanged();

14	???????????}

15	???????});

16

???}

17

};

注意：搜索時，你只能搜索傳統藍牙設備或者BLE設備，兩者完全獨立，不可同時被搜索。

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6、連接GATTServer：

兩個設備通過BLE通信，首先需要建立GATT連接。這里我們講的是Android設備作為client端，連接GATT Server。

連接GATT Server，你需要調用BluetoothDevice的connectGatt()方法。此函數帶三個參數：Context、autoConnect(boolean)和BluetoothGattCallback對象。調用示例：

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mBluetoothGatt = device.connectGatt(this, false,mGattCallback);

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函數成功，返回BluetoothGatt對象，它是GATT profile的封裝。通過這個對象，我們就能進行GATT Client端的相關操作。BluetoothGattCallback用于傳遞一些連接狀態及結果。

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BluetoothGatt常規用到的幾個操作示例:

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connect() ：連接遠程設備。

discoverServices() : 搜索連接設備所支持的service。

disconnect()：斷開與遠程設備的GATT連接。

close()：關閉GATTClient端。

readCharacteristic(characteristic) ：讀取指定的characteristic。

setCharacteristicNotification(characteristic,?enabled)：設置當指定characteristic值變化時，發出通知。

getServices()?：獲取遠程設備所支持的services。

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等等。

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注：

1、某些函數調用之間存在先后關系。例如首先需要connect上才能discoverServices。

2、 一些函數調用是異步的，需要得到的值不會立即返回，而會在BluetoothGattCallback的回調函數中返回。例如 discoverServices與onServicesDiscovered回調，readCharacteristic與 onCharacteristicRead回調，setCharacteristicNotification與onCharacteristicChanged回調等。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的BLE简介和Android BLE编程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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