Android平台蓝牙入门

何为蓝牙

蓝牙是一种短距离无线传输技术，使用ISM 2.4GHz频段(2400-2483.5MHz)，为避免此频段的其它设备干扰，采用每秒1600次跳频技术。 目前根据传输距离的远近，分为3类。

• Class1 100米左右 100mW
• Class2 10米左右 2.5mW 键鼠产品
• Class3 1米左右 1mW

蓝牙基本架构

总体上分3层，从上到下分别为应用端、主机和控制器。

• 应用端(Apps)
• 主机(Host)
• 控制器(Controller)
  实现射频相关的模拟和数字部分，完成最基本的数据发送和接收，对外接口是天线，对内接口是HCI(Host Controller Interface).
  包含PHY(Physical Layer)、LL(Linker Layer)、DTM(Direct Test Mode).

协议文档

• Bluetooth Core Specifications

Android平台的实现

权限

AndroidManifest.xml需要添加以下权限

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

蓝牙APIs提供的功能

• 搜索其它蓝牙设备，包括BLE设备
• 查询与本地蓝牙适配器配对的设备
• 建立RFCOMM channels
• 与其它设备建立连接
• 与其它设备传输数据

基本概念

蓝牙设备之间要传输数据，首先要用配对流程(pairing process)建立通信信道。 一个设备必须是discoverable device，另一个设备使用服务发现流程(service discovery process)来发现该设备，然后发起连接请求，可发现设备接受该请求后，两个设备就完成了bonding流程。这一流程会交换安全密钥，设备会将它缓存在本地以便将来使用。当session完成之后，发起配对请求的设备会释放掉之前建立起来的信道。

获取BluetoothAdapter getDefaultAdapter

BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
if (mBluetoothAdapter == null) {
    // 如果返回的Adapter为null，表示设备不支持蓝牙
}

Enable Bluetooth

if (!mBluetoothAdapter.isEnabled()) {
    // 通过以下代码，会弹出一个对话框请求打开蓝牙，“A app wants to turn Bluethooth ON for this device.”
    Intent enableBtIntent = new
        Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
    startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);
}

获取已配对设备 getBondedDevices

Set<BluetoothDevice> pairedDevices = mBluetoothAdapter.getBondedDevices();

if (pairedDevices.size() > 0) {
    // There are paired devices. Get the name and address of each paired device.
    for (BluetoothDevice device : pairedDevices) {
        String deviceName = device.getName();
        String deviceHardwareAddress = device.getAddress();
    }
}

发现其它设备 startDiscovery

该流程是异步的，应用需要注册ACTION_FOUND广播，当发现设备时，系统会发送该广播。 广播的intent会包含EXTRA_DEVICE和EXTRA_CLASS字段，分别表示BluetoothDevice和BluetoothClass。

private final BroadcastReceiver mReceiver = new BroadcastReceiver() {
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        String action = intent.getAction();
        if (BluetoothDevice.ACTION_FOUND.equals(action)) {
            // Discovery has found a device. Get the BluetoothDevice
            // object and its info from the Intent.
            BluetoothDevice device =
                intent.getParcelableExtra(BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE);
            String deviceName = device.getName();
            String deviceHardwareAddress = device.getAddress();
        }
    }
};

让自身可被发现

默认的可发现时间为120秒，也可以通过EXTRA_DISCOVERABLE_DURATION定义不同的时间间隔，最大为3600秒。

Intent discoverableIntent =
        new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_DISCOVERABLE);
discoverableIntent.putExtra(BluetoothAdapter.EXTRA_DISCOVERABLE_DURATION, 300);
startActivity(discoverableIntent);

可注册ACTION_SCAN_MODE_CHANGED，来观察discoverable mode的变化。这个intent里面包含EXTRA_SCAN_MODE和EXTRA_PREVIOUS_SCAN_MODE字段，分别表示新的和之前的扫描模式。

extra字段可能为如下的值:

• SCAN_MODE_CONNECTABLE_DISCOVERABLE
  The device is in discoverable mode.
• SCAN_MODE_CONNECTABLE
  The device is not in discoverable mode but can still receive connections.
• SCAN_MODE_NONE
  The device is not in discoverable mode and cannot receive connections.

基本Profile

• A2DP （Advanced Audi​​o Distribution Profile）
• AVRCP （Audio/Video Remote Control Profile）
• BIP （Basic Imaging Profile）
• HFP （Hands-Free Profile）
• HSP （Headset Profile）
• MAP （Message Access Profile）
• PBAP （Phone Book Access Profile）

Protocol Specification

工具

• 官网：bluetooth.com
• HCI报文分析工具： Frontline Protocol Analysis System
• Android Bluetooth：Android Bluetooth
• Android IVI Bluetooth：IVI Connectivity