Android BlueToothBLE入门（一）——低功耗蓝牙介绍
Android BlueToothBLE入门（一）——低功耗蓝牙介绍
学更好的别人，
做更好的自己。
——《微卡智享》
本文长度为3150字，预计阅读8分钟
前言
距上篇文章发布都一个多月了，先声明，我可不会停更。这么长时间没更新文章，其实原因就三点：
原因一是工作上事确实多，近一个月跑了17个城市，基本不是在客户现场就是去下一个地方的飞机或高铁上。
原因二是上次更完《Android监听消息（二）——电话及短信监听》后，就要开始研究两台设备数据的通信了。本身就是随身设备，所以最好的通讯方式就是蓝牙，以前做PDA和蓝牙打印机倒是做过通讯，不过那个是传统的蓝牙模式，也比较简单，研究了下还是觉得蓝牙BLE不错，但是和传统的蓝牙通讯方式差异很大，所以也是边学习边研究，相对的时间也就长了。
原因三没别的，就是懒。估计是大姨父的周期，不过已经慢慢调整过来了。
这篇文章主要就是先介绍下蓝牙BLE，因为我也是初接触，只是把我自己了解的的先介绍一下。
BlueTooth BLE
微卡智享
简介
BLE全称为Bluetooth Low Energy，低功耗蓝牙技术，它比起传统蓝牙更省电，能够在安卓设备之间进行短距离通信。BLE只有在需要时才会连接，这样有效地减少了能耗。虽然BLE传输速度较低，但它能够实现实时数据传输和双向通信，非常适合传输小量数据。此外，BLE还可以与多种设备相连，而且还可以使用广播模式来发送信息，如心率检测仪，健身设备等。
蓝牙BLE有两个角色，分别是中心设备和外围设备
- 外围设备：指功耗更低的设备，会不断地发出广播，直到与中心设备连接
- 中心设备：可以进行扫描，寻找外设广播，并从广播中拿到数据
广播与连接
上面说到外围设备来发出广播，所以我这就当它为Server了，而中心设备进行扫描连接，那就是Client。
整个连接流程来说，就是外围设备要先添加服务，然后发送广播，中心设备开始进行扫描，扫描到后进行连接，然后数据进行交互。
扫描时有几个重点：
- 我们在系统中设置蓝牙中是无法扫描到广播的，必须要在App中实现。
- 扫描需要申请蓝牙权限，所以这个要记得打开，考虑到 LE 信标通常与位置相关联，还须声明 ACCESS_FINE_LOCATION 权限。没有此权限，扫描将无法返回任何结果。而在Android 10 需要你开启gps，否则蓝牙不可用。
- Google为了防止Android7中的BLE扫描滥用，从而做了一些限制，即不要在30s内对蓝牙扫描 重复开启-关闭超过5次。建议：设置扫描周期>6s, 用户点击扫描后不要重复进行扫描，可以做一个是否正在扫描的标志位，如果 正在扫描就不做重复扫描动作了。
GATT协议
GATT协议中定义了两个角色，一个是Service，一个是Characteristic，每个Service可以包含多个Characteristic，且他们都有特定的UUID，类似于 0000ff00-0000-1000-8000-00805f9b34fb 这样的字符串。每个Service代表提供某种服务的能力，比如跟心率有关的Service；Characteristic代表的是一个键值对，Service就是通过这个一个个的键值对达到传输数据的目的。
当主设备和从设备连接上GATT协议之后，就可以询问从设备可以提供哪些服务，在得到从设备的反馈报文后，就可以通过双方协商好的UUID获取到Service服务，然后再从Service中根据UUID获取到可读的Characteristic和可写的Characteristic，操作Characteristic就可以实现具体的数据通信。
关于UUID
UUID 即为“Universally Unique Identifier”用于标识蓝牙服务以及通讯特征访问属性，不同的蓝牙服务和属性使用不同的访问方法。
蓝牙技术联盟SIG定义UUID共用了一个基本的UUID：
0x0000xxxx-0000-1000-8000-00805F9B34FB。总共128位
为了进一步简化基本UUID，每一个蓝牙技术联盟定义的属性有一个唯一的16位UUID，以代替上面的基本UUID的‘x’部分。使用16位的UUID便于记忆和操作，如SIG定义了“Device Information”的16位UUID为0x180A。
所以我们自己在蓝牙通讯时，可以自行定义上面xxxx部分，用于识别自己的蓝牙方式，并且在扫描蓝牙时可能通过定义好的UUID来过滤掉没有必要的蓝牙广播。
特征及描述符
特征 Characteristic
Characteristic 是Gatt通信最小的逻辑单元，一个 characteristic 包含一个单一 value 变量 和 0-n个用来描述 characteristic 变量的 描述符 Descriptor。与 service 相似，每个 characteristic 用 16bit或者32bit的uuid作为标识，实际的通信中，也是通过 Characteristic 进行读写通信的。
描述符 Descriptor
它的定义就是描述 GattCharacteristic 值已定义的属性，比如指定可读的属性，可接受范围等，比如为写的 特征添加描述符。
后面我的Demo中主要也是连接后通过Characteristic进行数据的通信，
Android BLE中的几个关键类
# | 类名 | 说明 |
|---|---|---|
1 | BluetoothAdapter | 映射了设备的蓝牙模块，通过BluetoothManager来获取，但其最终还是调用BluetoothAdapter.getDefaultAdapter()获取的 |
2 | BluetoothLeScanner | 扫描和停止扫描的类，常用方法startScan和stopScan |
3 | BluetoothDevice | 蓝牙设备（即外围设备），获取方法getRemoteDevice(Mac地址连接)，和上面的蓝牙startScan扫描，connectGatt连接Gatt并返回一个BluetoothGatt，该方法是BLE连接的核心方法 |
4 | BluetoothGatt | 核心类，此对象是对GATT协议的封装，布尔类型参数表示是否断后重连。由于是从远程设备处获取信息，所以蓝牙设备是服务端而手机是客户端。BluetoothGatt对象可对客户端进行相关操作。 |
5 | BluetoothGattCallback | 作为connectGatt方法的参数，实现BluetoothGatt的回调，非常重要 |
6 | BluetoothGattService | 蓝牙Gatt服务，核心类，通过getCharacteristic获取特征，getuuid获取服务UUID |
7 | BluetoothGattCharacteristic | 特征，核心类，通过修改Characteristic特征进行设备间的数据传输 |
8 | BluetoothGattDescriptor | 描述符，核心类，同上 |
- 一个Gatt包含多个服务；一个服务包含多个特征；一个特征包含多个描述符；
- 一个描述符对应一个特征；一个特征对应一个服务；一个服务对应一个Gatt
后记
Android BLE蓝牙这块就简单的介绍完了，了解这些基本的东西，那跑代码时不至于啥也不懂了，下篇就会做着Demo来实现蓝牙的BLE通讯。
现在Demo还在做中，主要是想做Demo也加入点新东西的练手，所以Demo中也直接用MVI来写的，BLE里面相关的通讯，我也尽量都整全到一个公共类中，这样在开发阶段也可以直接复制过来用，结果就是做的时间更长了。
下半年的学计划主要在Android里，主要在多进程架构，Android Framework和Jetpack Compose这几方面，当然如果有感兴趣的东西可能也会串插进来。
完
往期精彩回顾
