文章目錄前言Mesh組網(wǎng)基本理解掃描設(shè)備組網(wǎng)meshAddress添加與重連UUID連接登錄修改信息控制與接收設(shè)備數(shù)據(jù)總結(jié)

前言

上面的幾篇文章都是在說Android網(wǎng)絡(luò)編程方面的內(nèi)容，我本來就有打算做成一個系列。但最近因為工作的原因，一直在研究藍牙m(xù)esh組網(wǎng)對藍牙設(shè)備進行控制，研究了近兩個星期，總算有了點自己的理解。先對藍牙Mesh 組網(wǎng)做一個總結(jié)，下面的文章會繼續(xù)寫Android 網(wǎng)絡(luò)編程方面的內(nèi)容。網(wǎng)上關(guān)于Mesh 組網(wǎng)的理論解釋倒是很多，但是很少有關(guān)于Android 代碼具體實現(xiàn)的，這篇文章將基于Android Mesh 組網(wǎng)的代碼實現(xiàn)進行講解，希望能帶給大家一些幫助。

Mesh組網(wǎng)基本理解

藍牙技術(shù)聯(lián)盟寫了解密藍牙m(xù)esh系列，一共10篇文章 講述了藍牙m(xù)esh理論內(nèi)容以及整個流程 ，想要詳細了解的可以點擊查看。下面我們簡單介紹下Mesh組網(wǎng)到底是什么：

MESH是一種新型的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，藍牙Mesh組網(wǎng)內(nèi)每臺設(shè)備均通過低功耗藍牙無線連接進行通信，而這些設(shè)備被稱之為節(jié)點。每個節(jié)點都能發(fā)送和接收消息，消息能夠在節(jié)點之間被中繼，從而讓消息傳輸至比無線電波正常傳輸距離更遠的位置。歸結(jié)成一句話：藍牙Mesh組網(wǎng) 就是一種在同一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意藍牙設(shè)備都進行數(shù)據(jù)交互的技術(shù)。這樣的話，APP 只要能發(fā)現(xiàn)組網(wǎng)內(nèi)的任何一臺設(shè)備，就能由設(shè)備發(fā)現(xiàn)組網(wǎng)內(nèi)的其他Mesh設(shè)備，并和任何一臺設(shè)備建立連接并控制。

其實，我對藍牙Mesh 的組網(wǎng)也僅僅限于上面的理解。作為一個Android 開發(fā)人員，我更關(guān)注的是Android 代碼到底如何去實現(xiàn)藍牙設(shè)備的組網(wǎng)。在網(wǎng)上也找到了一些項目和代碼，仔細研究了下也是很迷茫。后來找到了泰凌微提供的藍牙Mesh燈項目以及開放的Mesh 組網(wǎng)流程的源碼，才真正的算是實現(xiàn)了Android 組網(wǎng)。我將這個資料上傳到了百度網(wǎng)盤 ，提取碼是6i57。也上傳到了資源，點擊即可下載，里面有一個Android Mesh組網(wǎng)的項目及具體源碼、SDK開發(fā)手冊以及加密手冊。當(dāng)然，這個項目的知識產(chǎn)權(quán)還是歸泰凌微所有，如果有任何侵權(quán)行為聯(lián)系本人，本人將立即下架這兩個項目，發(fā)布的原因還是想給大家普及一下Android 如何實現(xiàn)Mesh 組網(wǎng)的，沒有任何盈利行為。

掃描設(shè)備

因為下面的分析是基于上面項目的代碼去分析的，所以需要你們下載下來項目跑起來。

無論是連接已經(jīng)完成組網(wǎng)設(shè)備還是將一個待組網(wǎng)設(shè)備進行組網(wǎng)，APP 做的第一步永遠是掃描，掃描到所有的藍牙設(shè)備，然后拿到指定的Mesh組網(wǎng)的設(shè)備進行組網(wǎng)操作。下面是代碼分析：

在掃描界面執(zhí)行: startScan(params) 啟動掃描,然后會執(zhí)行一個循環(huán)任務(wù)EventLoopTask,在循環(huán)任務(wù)中每200毫秒查詢一次狀態(tài),然后 startLeScan() 方法中判斷設(shè)備是否正在掃描,如果沒有,則在LeBluetooth類中開啟掃描startScan()。

在注冊TelinkLightService的時候,會創(chuàng)建一個LightAdapter并啟動,會設(shè)置設(shè)備的掃描結(jié)果回調(diào)setLeScanCallback(LeScanCallback callback),然后當(dāng)上面的掃描開啟后,會將掃描得到的設(shè)備返回的這個回調(diào)中的onLeScan()方法中.在這個方法中,會先對設(shè)備本身返回的信息進行處理和判斷,符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備返回到在掃描界面設(shè)置監(jiān)聽的performed方法中的,然后執(zhí)行onLeScan(),掃描這一步就完成了。

掃描完拿到三個信息 device rssi 以及scanRecord 。藍牙設(shè)備的地址可以根據(jù)device.getAddress()直接獲取 比如說我拿到的燈設(shè)備 scanRecord 的數(shù)據(jù)如下：

02:01:05:05:09:4D:65:73:68:09:FF:11:02:11:02:35:43:68:38:1E:FF:11:02:11:02:35:43:68:38:21:43:01:35:00:10:19:44:45:4C:20:68:73:65:4D:20:47:53:54:42:4A:00:00:00:00:00:00:00:00:00:00:00:00

? 在DefaultAdvertiseDataFilter類中可以看到 有meshName，meshAddress，meshUUID，productUUID等數(shù)據(jù)。很明顯我們可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)分析當(dāng)前設(shè)備在哪個mesh 下，地址又是什么。

總結(jié)：執(zhí)行SDK提供的開始掃描接口startScan()的時候，可以從設(shè)備發(fā)現(xiàn)的回調(diào)中拿到具體的藍牙設(shè)備和廣播。mac 地址和設(shè)備名稱等信息可以從設(shè)備中拿到，而設(shè)備所屬的Mesh 組網(wǎng)名稱、設(shè)備的MeshAddress(設(shè)備在組網(wǎng)內(nèi)的唯一標(biāo)識，通訊地址)等信息可以在廣播中獲取到。其中productUUID是指的產(chǎn)品類型，可以在設(shè)備中自定義這個類型。而meshUUID則是廠商默認設(shè)置的值,至于status 這個值是廠商的預(yù)留值,也是可以在設(shè)備中自定義的信息，總的來說，在這個APP 的代碼中，并沒有實際用到這三個參數(shù)。

組網(wǎng)

meshAddress

在onLeScan() 方法里，會調(diào)用一個mesh.getDeviceAddress() 的方法，這個方法很重要，這里面拿到的meshAddress就是后面要修改新加入組網(wǎng)設(shè)備的meshAddress，他在后面會被設(shè)為newMeshAddress然后保存下來。因為在藍牙m(xù)esh組網(wǎng)下，meshAddress是用來確定設(shè)備的，他在這個組網(wǎng)內(nèi)是唯一固定的。那這個方法實現(xiàn)的邏輯是怎樣的呢？比如說要加入一個新設(shè)備要加入當(dāng)前的組網(wǎng)，不管他原先的meshAddress是多少 ，只看我當(dāng)前組網(wǎng)下的meshAddress。比如說有兩個設(shè)備，地址分別是 1、3，在這個方法里，會遍歷1-254的值，然后就會返回一個2 ，這個2就是要設(shè)置的新meshAddress。meshAddress的范圍就是1-254，當(dāng)然了你也可以修改這個范圍。

添加與重連

組網(wǎng)的時候,SDK提供了兩個接口,一個是添加新的設(shè)備進行組網(wǎng),調(diào)用的是TelinkLightService.Instance().updateMesh(params);更新接口,這個接口能夠更改設(shè)備本身出廠時的參數(shù)meshName、password、ltk三個信息,這三個信息修改成功， 就標(biāo)志著設(shè)備已經(jīng)組?網(wǎng)成功，將設(shè)備成功加入到新的組網(wǎng)下。另一個是如果當(dāng)前設(shè)備的meshName,password是你要組?網(wǎng)的名稱,可以執(zhí)?**TelinkLightService.Instance().autoConnect(connectParams);**自動重連接口，直接把APP 跟設(shè)備連接起來。

UUID

在組網(wǎng)之前，我們需要知道UUID。UUID是根據(jù)一定算法，計算得到的一長串?dāng)?shù)字，這個數(shù)字的產(chǎn)生使用了多種元素，所以使得這串?dāng)?shù)字不會重復(fù)，每次生成都會產(chǎn)生不一樣的序列，所以可以用來作為唯一標(biāo)識。

在藍牙協(xié)議中，UUID被用來標(biāo)識藍牙設(shè)備所提供的服務(wù)，并非是標(biāo)識藍牙設(shè)備本身哦，一個藍牙設(shè)備可以提供多種服務(wù)，比如A2DP(藍牙音頻傳輸)、HEADFREE(免提)、PBAP(電話本)、SPP(串口通信)等等，每種服務(wù)都對應(yīng)一個UUID，其中在藍牙協(xié)議棧里，這些默認提供的profile是都有對應(yīng)的UUID的，也就是默認的UUID，比如SPP，00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB就是一個非常 well-known的UUID，基本上所有的藍牙板不修改的話都是這個值。但是，不同的設(shè)備也不同的UUID，如果是與一個藍牙開發(fā)板進行通信，需要APP 和 藍牙設(shè)備的UUID 保持一致。而APP代碼中的UuidInformation類里面就可以設(shè)置你要控制的低功耗藍牙設(shè)備的UUID。一般都要修改服務(wù)、狀態(tài)通知、控制、OTA、加密這五個UUID。下面進行的登錄，修改參數(shù)、控制設(shè)備等等操作都需要UUID 的驗證。

下面我們主要講一下更新接口的實現(xiàn)，其實自動重連接口就是比更新接口少了修改設(shè)備信息這一步。

連接

發(fā)現(xiàn)設(shè)備后，拿到要組網(wǎng)的設(shè)備的本身的信息，然后就開始進行連接了。其實就是走的低功耗藍牙設(shè)備的connectGatt(this, false, mGattCallback); 連接方法。

更新參數(shù)執(zhí)行updateMesh()?法來更新設(shè)備的meshName、password、ltk,也還是會執(zhí)?行一個循環(huán)任務(wù) EventLoopTask,在循環(huán)任務(wù)中每200毫秒查詢一次狀態(tài),然后update()方法中進行connect(),然后在LightController類中執(zhí)行connect(),最終會執(zhí)行Peripheral類的connect()?法,然后通過此BluetoothDevice的connectGatt(this, false, mGattCallback)方法獲取設(shè)備連接。?論當(dāng)連接上設(shè)備或者失去連接時會回調(diào)onConnectionStateChange(),當(dāng)連接成功后調(diào)用discoverServices函數(shù)嘗試發(fā)現(xiàn)服務(wù),當(dāng)設(shè)備是否找到服務(wù)時，會回調(diào)onServicesDiscovered()函數(shù),然后會在LightPeripheral類中的onServicesDiscovered()回調(diào)給LightController,最后發(fā)給 LightAdapter類CONNECT_SUCCESS. 連接成功后會執(zhí)行登錄的?法。

登錄

登錄的過程是一個比較復(fù)雜的過程，涉及到多次的加密驗證。這個驗證之間的過程就會用到我們上面說的服務(wù)特征值UUID以及加密特征值UUID。

在LightAdapter類執(zhí)行登錄login的方法，最終的實現(xiàn)是在LightController類中的login方法.參考了BLE_LIGHT加密流程簡介V1.9.pdf文檔，登錄校驗的具體實現(xiàn)如下：

根據(jù) meshName、password、randm 這 3 個參數(shù)生成一個 sk，然 后把 randm 和生成的 sk 的低 8 個 byte(校驗用)一起發(fā)送給設(shè)備

設(shè)備獲取到發(fā)過來的 randm 并和 BLE Light 本身存儲的 meshname 和 password 進行加密獲取一個 sk,將生成的 sk 的低 8Byte 和 Master 發(fā)過來的 sk 進行比較，如果正確，則表示認證成功。

設(shè)備也會隨機生成8Byte的 rands、以及本地存儲的 mesh name、password 這 3 個參數(shù)加密生成一個 sk，會把sk 和 rands 傳給APP,然后在本地會根據(jù) randm、rands、meshname、password 共同生成一個新的sk，后續(xù)的加密和解密都將使用剛剛生成的 sk。

APP 拿到設(shè)備發(fā)過來的sk后會進行校驗，校驗成功后獲取8Byte的 rands，并根據(jù)該 rands 和randm、mesh name、password共同生成一個 sk，此時，APP 和 設(shè)備 兩邊的 sk 都是一樣的，也就可以進行正常的加密和解密，同時的，登錄的過程也就完成了。

修改信息

我上面說過，加新設(shè)備進行組網(wǎng)的過程就是修改meshName、password、ltk，這三個參數(shù)的過程。其實這么說也并不是特別準(zhǔn)確，其實在修改這三個參數(shù)之前還需要對比meshAddress(就是掃描設(shè)備拿到的meshAddress)與上面保存的newMeshAddress 要不要修改,因為我們上面說過，因為在藍牙m(xù)esh組網(wǎng)下，meshAddress是用來確定設(shè)備的，他在這個組網(wǎng)內(nèi)是唯一固定的。修改成功后才能進行下面三個參數(shù)的修改，這三個參數(shù)修改完成就標(biāo)志這新設(shè)備已經(jīng)成功組網(wǎng)。

上面我說到LTK，可能有的朋友不知道這個是什么東西，meshName、password都很好理解，是mesh 組網(wǎng)的名稱和密碼，而LTK 是節(jié)點之間的通信秘鑰，只要LTK一致，同一個組網(wǎng)間的設(shè)備就能正常通信。但是在代碼中updateMesh(params)方法中，我們并沒有給LTK賦值，所以當(dāng)我們設(shè)置的時候?qū)⑹褂脧S商默認LTK值。如果要修改自定義的LTK,可以調(diào)用params.setLtk() 方法進行賦值。

下面是代碼分析：

登錄的sk校驗會出現(xiàn)在LightController類的LoginCommandCallback里面，然后在LightAdapter里面的ConnectionListener() 返回一個登錄成功或者失敗的回調(diào)。登錄成功后要修改meshName, password, ltk這三個信息，這三個信息就是組網(wǎng)的標(biāo)志。修改的過程發(fā)生在LightController類的reset方法，會先判斷設(shè)備的meshAddress要不要修改,如果要修改的話就先修改meshAddress,然后在onDeviceAddressNotify()方法里繼續(xù)執(zhí)行reset方法。通過加密的方法將這三個參數(shù)發(fā)送給設(shè)備，具體的加密過程也可以參照上面的BLE_LIGHT加密流程簡介V1.9.pdf 文檔去解析下，最后發(fā)發(fā)送了一個重新檢查的命令，等待設(shè)備解密并修改完成發(fā)出的確認信息就完成了信息的修改。修改命令的回調(diào)都在ResetCommandCallback里，收到最后的TAG_RESET_MESH_CHECK的確認后，繼續(xù)往下執(zhí)行，會發(fā)出一個RESET_MESH_SUCCESS事件 ，然后在ResetMeshListener的回調(diào)里設(shè)置STATUS_UPDATE_MESH_COMPLETED，表明已完成信息更新，掃描到的這個設(shè)備組網(wǎng)完成，最后在掃描界面onDeviceStatusChanged的方法里面繼續(xù)執(zhí)行加燈操作，直到掃不到設(shè)備。

控制與接收設(shè)備數(shù)據(jù)

控制與接收設(shè)備數(shù)據(jù)這里的代碼就比較簡單了，都有特定的方法去實現(xiàn)，唯一需要注意的一點就是發(fā)送數(shù)據(jù)的協(xié)議，一定要是當(dāng)前設(shè)備的協(xié)議，否則無法進行控制。具體的實現(xiàn)可以參照下面的流程：

總結(jié)

以上就是藍牙Mesh 組網(wǎng)的整個流程了，下面引用一張我們ios 同事畫的流程圖理解一下：

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的android ble mesh,Android 蓝牙Mesh组网代码详解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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