關於藍牙通信的開發實踐

關於藍牙通信的開發

權限問題：

需要權限如下：

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

並且需要在代碼中動態進行申請（萬惡的權限限制a)

if (Build.VERSION.SDK_INT >= 23) {    
    if (ContextCompat.checkSelfPermission(this, Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION) 
        != PackageManager.PERMISSION_GRANTED){       
        ActivityCompat.requestPermissions(MainActivity.this,              
                     new String[]{Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION}, 10);    
    }
}

打開藍牙

打開藍牙主要使用Intent進行申請

Toast.makeText(context, "藍牙未打開", Toast.LENGTH_SHORT).show();
Intent intent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);//請求打開藍牙
context.startActivity(intent);

當調用上面申請後，系統會彈出是否打開藍牙。選擇是就可以了。

查找附近已匹配或可用設備

這一步驟分爲兩類：一是已匹配的設備，而是可用設備。

已匹配設備：以前跟當前藍牙設備已經做過了匹配操作，當前藍牙設備記住了其藍牙信息，包括地址MAC、Name等等

/**
 * 獲取已經配對的藍牙信息
 * adapter是藍牙的適配器BluetoothAdapter, 代表本地藍牙適配器（藍牙無線電）。BluetoothAdapter是所有藍牙交互的入口。使用這個你可以發現其他藍牙設備，查詢已配對的設備列表，使用一個已知的MAC地址來實例化一個BluetoothDevice，以及創建一個BluetoothServerSocket來爲監聽與其他設備的通信。
 * 獲取方式爲 BluetoothAdapter.getDefaultAdapter()
 */
public ArrayList<String> getAdaptedBlueTooth() {
    Toast.makeText(context, "開始獲取", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    bluetoothList = new ArrayList<>();
    if (adapter != null) {//是否有藍牙設備
        if (adapter.isEnabled()) {//藍牙設備是否可用
            Set<BluetoothDevice> devices = adapter.getBondedDevices();//獲取到已經匹配的藍牙對象
            if (devices.size() > 0) {
                for (Iterator iterator = devices.iterator(); iterator.hasNext(); ) {
                    BluetoothDevice device = (BluetoothDevice) iterator.next();
                    bluetoothList.add(device.getAddress() + "設備名：" + device.getName());
                }
                return bluetoothList;
            } else {
                Toast.makeText(context, "沒有綁定的藍牙設備", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                searchForAvailableBluetooth();
            }
        } else {
            Toast.makeText(context, "藍牙未打開", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            Intent intent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);//請求打開藍牙
            context.startActivity(intent);
        }
    } else {
        Toast.makeText(context, "沒有發現藍牙", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
    return null;
}

附近可用藍牙設備：發現附近可用藍牙設備，在Android中發現設備是一個過程，通過註冊receiver對響應的信息進行獲取。只有在附近藍牙設備是可被檢測的狀態下才會迴應發現請求，分享出自身的一些屬性值，如：設備名稱，類，MAC地址等

//首先第一步是創建一個接收回應信息的廣播，並且對信息進行相應的處理 
//第二步，註冊廣播，並且開啓掃描，開啓掃描只需要調用startDiscovery()，成功返回true，失敗返回false。
//第三步，記得關閉掃描後，也要把廣播註冊掉
/** 
 * 創建廣播，接收掃描到的藍牙信息
 */
private class BluetoothReceiver extends BroadcastReceiver {

    /**
    * 這個receive每一次掃描到都會被調用
    * @param context
    * @param intent
    */
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        BluetoothDevice device = intent.getParcelableExtra(BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE);
        bluetoothList.add(device.getAddress() + "設備名：" + device.getName());//接收穫取到的藍牙地址信息
        //這裏可以使用handler進行數據的傳遞，更新UI界面
    }
}
/**
* 註冊一個廣播，並且掃描課配對的藍牙信息
*/
public void searchForAvailableBluetooth(){
    //1.註冊一個廣播，用於接收“發現設備”的廣播
	intentFilter = new IntentFilter(BluetoothDevice.ACTION_FOUND);
    receiver = new BluetoothReceiver();
    if(context != null){
        context.registerReceiver(receiver, intentFilter);
        isRegisted = true;
    }
    //2.創建藍牙適配器，並開始掃描
    //注意這裏需要對權限進行動態申請！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
    BluetoothAdapter adapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
    if (Build.VERSION.SDK_INT >= 23) {
        if (ContextCompat.checkSelfPermission(context, Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED)
        {
            ActivityCompat.requestPermissions((Activity)context,
                                              new String[]{Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION}, 10);
        }
    }
    if(adapter.startDiscovery()){
        Toast.makeText(context, "掃描開始",Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }else{
        Toast.makeText(context, "掃描未開始",Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
}
/**
* 關閉掃描過程
*/
public void tryToCancel(){
    //結束掃描過程，並且關閉廣播
    if (adapter.isDiscovering()) {
        adapter.cancelDiscovery();
    }
    if(isRegisted){
        context.unregisterReceiver(receiver);
    }
}

連接設備

概念理解：配對和連接之間有一點是不同的。配對以爲着兩臺設備是知道彼此的存在的，它們有一個共享的鏈接密匙，可以用於授權以及建立一個加密的連接。而連接意味着設備目前共享一個RFCOMM通道，並且可以彼此傳輸數據。目前的安卓藍牙接口要求設備在建立一個RFCOMM連接之前先進行配對。（當你使用藍牙接口初始化一個加密的連接時，配對是自動執行的）。

那麼我們分爲兩步，一是配對，二是連接

配對：使用createBond。

Method createBondMethod = null;
createBondMethod = BluetoothDevice.class.getMethod("createBond");
if((boolean)createBondMethod.invoke(device)){
    Toast.makeText(context, "device 配對成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}

連接：連接需要分爲發起方client以及接受方server，通過上面的發現設備等，能夠獲取到要連接的藍牙設備的相應的信息BluetoothDevice，通過在相同的RFCOMM通道上有一個連接的BluetoothSocket時，就是相互連接上了。

服務端：服務端需要持有一個打開的BluetoothServerSocket來作爲服務器端。該socket的目的是爲了監聽外來的連接請求，當一個請求被接受之後，提供一個連接的BluetoothSocket.

//注意：此處例子使用的Android開發中文api提供的例子，我自己寫的也是基於該例子進行一些相應的邏輯變化。
/**
* 主要步驟如下：
* 1. 通過adapter調用listenUsingRfcommWithServiceRecord(String, UUID)得到一個BluetoothServerSocket。其中，這個String是你的服務的標誌名稱，系統將會把它寫入設備中的一個新的服務發現協議（SDP）數據庫條目中（名字是任意的，並且可以只是你應用的名字）。UUID同樣被包含在SDP條目中，並且將會成爲和客戶端設備連接協議的基礎。也就是說，當客戶端嘗試連接這個設備時，它將會攜帶一個UUID用於唯一指定它想要連接的服務器。這些UUIDs必須匹配以便該連接可以被接受（在下一步中）。 通過調用accept()開始監聽連接請求。
* 2. 通過調用accept()開始監聽請求。這是一個阻塞調用，只有當一個遠程設備使用一個UUID發送了一個連接請求，並且該UUID和正在監聽的服務器socket註冊的UUID相匹配時，一個連接纔會被接受。成功後，accept() 將會返回一個已連接的 BluetoothSocket。（所以這意味着客戶端需要知道服務端的UUID！！！！！！！）(因爲是阻塞的，所以需要卡一個線程進行等待)
* 3. close()
*/
private class AcceptThread extends Thread {
    private final BluetoothServerSocket mmServerSocket;

    public AcceptThread() {
        // Use a temporary object that is later assigned to mmServerSocket,
        // because mmServerSocket is final
        BluetoothServerSocket tmp = null;
        try {
            // MY_UUID is the app's UUID string, also used by the client code
            tmp = mBluetoothAdapter.listenUsingRfcommWithServiceRecord(NAME, MY_UUID);
        } catch (IOException e) { }
        mmServerSocket = tmp;
    }

    public void run() {
        BluetoothSocket socket = null;
        // Keep listening until exception occurs or a socket is returned
        while (true) {
            try {
                socket = mmServerSocket.accept();
            } catch (IOException e) {
                break;
            }
            // If a connection was accepted
            if (socket != null) {
                // Do work to manage the connection (in a separate thread)
                manageConnectedSocket(socket); //這裏就可以對該socket進行操作了，可以獲取到他的相應的一些信息，例如：inputstream、outputstream
                //例如我的操作，直接監聽客戶端發送的信息（這裏已經涉及到了藍牙數據交換了0-0）
                inputStream = socket.getInputStream();
                byte[] buffer = new byte[1024];
                int bytes;

                while(true){
                    outputStream= socket.getOutputStream();//判斷客戶端是否斷開
                    bytes = inputStream.read(buffer);
                    if(bytes == 0 || bytes == -1){
                        ToastString("數據返回爲" + bytes);
                        Message  message = handler.obtainMessage();
                        message.what = MainActivity.CONNECTBREAK;
                        handler.sendMessage(message);
                        break;
                    }//判斷客戶端是否斷開
                    Message  message = handler.obtainMessage();
                    message.what = MainActivity.GETMESSAGE;
                    Bundle bundle = new Bundle();
                    bundle.putString(MainActivity.MESSAGEKEY, new String(buffer,0,bytes));
                    message.setData(bundle);
                    handler.sendMessage(message);
                }
                break;
            }
        }
    }

    /** Will cancel the listening socket, and cause the thread to finish */
    public void cancel() {
        try {
            mmServerSocket.close();
        } catch (IOException e) { }
    }
}

客戶端：客戶端首先是需要一個BluetoothDevice(上面的步驟已經獲取到了)，然後使用它獲取到BluetoothSocket，然後調用connect()即可初始化一個連接。

/**
步驟
1. 使用BluetoothDevice，通過調用createRfcommSocketToServiceRecord(UUID)來得到一個BluetoothSocket.
此處的UUID必須跟服務器使用UUID是相匹配的。
2. 調用connect()初始化一個連接。
執行這個調用時，系統將會在遠程設備上執行一個SDP查找工作，來匹配UUID。如果查找成功，並且遠程設備接受了連接，它將會在連接過程中分享RFCOMM通道，而 connect() 將會返回。這個方法是阻塞的。如果，處於任何原因，該連接失敗了或者connect()超時了（大約12秒以後），那麼它將會拋出一個異常。
因爲connect()是一個阻塞調用，這個連接過程應該總是在一個單獨的線程中執行。
需要注意的是：你應該總是確保在你調用connect()時設備沒有執行設備查找工作。如果正在查找設備，那麼連接嘗試將會很大程度的減緩，並且很有可能會失敗。
*/
private class ConnectThread extends Thread {
    private final BluetoothSocket mmSocket;
    private final BluetoothDevice mmDevice;
 
    public ConnectThread(BluetoothDevice device) {
        // Use a temporary object that is later assigned to mmSocket,
        // because mmSocket is final
        BluetoothSocket tmp = null;
        mmDevice = device;
 
        // Get a BluetoothSocket to connect with the given BluetoothDevice
        try {
            // MY_UUID is the app's UUID string, also used by the server code
            tmp = device.createRfcommSocketToServiceRecord(MY_UUID);
        } catch (IOException e) { }
        mmSocket = tmp;
    }
 
    public void run() {
        // Cancel discovery because it will slow down the connection
        mBluetoothAdapter.cancelDiscovery();
 
        try {
            // Connect the device through the socket. This will block
            // until it succeeds or throws an exception
            mmSocket.connect();
        } catch (IOException connectException) {
            // Unable to connect; close the socket and get out
            try {
                mmSocket.close();
            } catch (IOException closeException) { }
            return;
        }
 
        // Do work to manage the connection (in a separate thread)
        //同樣，此處也是可以獲取到輸入輸出流，並且對其進行操作，不過，由於輸入流是需要等待對方的輸入的，所以是需要在線程中進行，避免阻塞主線程。
        manageConnectedSocket(mmSocket);
        
    }
 
    /** Will cancel an in-progress connection, and close the socket */
    public void cancel() {
        try {
            mmSocket.close();
        } catch (IOException e) { }
    }
}

設備間數據交換

數據交換就很簡單了，分爲兩部分：1.寫入；2.讀取

寫入：寫入操作只需要對上述拿到的socket的OutputStream進行操作，通過write(byte[])方法進行數據的寫入即可：

public void writeMessage(byte[] bytes){
    try {
        output.write(bytes);
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

讀取：讀取操作只需要對上述拿到的socket的InputStream進行操作，通過read(byte[])方法進行讀取即可。需要注意的是，read方法是一個阻塞的方法，所以我們需要在新的線程的循環中進行讀取數據。

//此處只展示讀取代碼，上面寫服務器端的時候有一個比較完整的實例
inputStream = socket.getInputStream();
byte[] buffer = new byte[1024];
int bytes;

while(true){
    outputStream= socket.getOutputStream();//判斷客戶端是否斷開
    bytes = inputStream.read(buffer);
    if(bytes == 0 || bytes == -1){
        ToastString("數據返回爲" + bytes);
        Message  message = handler.obtainMessage();
        message.what = MainActivity.CONNECTBREAK;
        handler.sendMessage(message);
        break;
    }//判斷客戶端是否斷開
    Message  message = handler.obtainMessage();
    message.what = MainActivity.GETMESSAGE;
    Bundle bundle = new Bundle();
    bundle.putString(MainActivity.MESSAGEKEY, new String(buffer,0,bytes));
    message.setData(bundle);
    handler.sendMessage(message);
}

完結！！！

寫藍牙這個小demo，我查了很多文章，但是都感覺暈頭轉向，很多方面都不是很懂，最後還是去看了Android的文檔比較實在！

在這裏附送 Android藍牙文檔，寫的很仔細，我上面的可能是以一個demo的形式進行展現。

查看完整藍牙通信demo的代碼，可以去我GitHub上面看一下：

GitHub的地址：https://github.com/shuhaoLIN/-Bluetooth-socket-

暫時寫的比較粗糙，後面再看看怎麼改善一下！

關於藍牙通信的開發實踐