当前位置:   article > 正文

BLE简介和Android BLE编程_bt与ble是区别

bt与ble是区别

转载至http://blog.csdn.net/cnbloger/article/details/41382653?utm_source=tuicool&utm_medium=referral

一.BLE和BT区别

其实我知道许多程序员不太喜欢阅读除了代码以外的文档,因为有时这些过于冗长的文档对编程并没有更多的好处,有了协议,接口,demo差不多很多人就能写出很好质量的代码了。但其实更深入的编程是少了阅读的,阅读文档可以解决很多编程中遇到的困难,比如在大数据大流量情况下,很多正常的程序会表现出不可靠的一面,这已经不是够编程能解决的了,硬件的配置,服务器带宽,使用的数据库,调用的接口都有可能是瓶颈。比如BLE,同样的蓝牙,但却有着本质区别,一个表现就是不是所有蓝牙设备都支持BLE,编程如果不考虑这个问题,程序出错就会迷茫。再比如连接到BLE或者蓝牙上的设备是有数量限制的,如果不知道这个限制,在连接不上时,也会六神无主。

BLE在智家居中和移动设备中的应用方兴未艾,做深入的研究推广到更多的应用上,还是有意义的。

1蓝牙的历史:蓝牙的创始公司是爱立信。1994年爱立信开始对小范围无线通信技术进行研发,在1997年,爱立信的研究激发了其他公司的浓厚兴趣,于是1998年2月,一些跨国大公司包括诺基亚、苹果、三星组成的一个特殊兴趣小组(SIG),他们共同的目标是建立一个全球性的小范围无线通信技术,该项技术就是蓝牙。

 

2.BLE 是Bluetooth Low Energy的缩写,又叫蓝牙4.0,区别于蓝牙3.0和之前的技术。BLE前身是NOKIA开发的Wibree技术,主要用于实现移动智能终端与周边配件之间的持续连接,是功耗极低的短距离无线通信技术,并且有效传输距离被提升到了100米以上,同时只需要一颗纽扣电池就可以工作数年之久。
 
3. BLE是在蓝牙技术的基础上发展起来的,既同于蓝牙,又区别于传统蓝牙。BLE设备分单模和双模两种,双模简称BR,商标为Bluetooth Smart Ready,单模简称BLE或者LE,商标为Bluetooth Smart。Android是在4.3后才支持BLE,这可以解释不是所有蓝牙手机都支持BLE,而且支持BLE的蓝牙手机一般是双模的。
 
4.双模兼容传统蓝牙,可以和传统蓝牙通信,也可以和BLE通信,常用在手机上,android4.3和IOS4.0之后版本都支持BR,也就是双模设备。单模只能和BR和单模的设备通信,不能和传统蓝牙通信,由于功耗低,待机长,所以常用在手环的智能设备上。这可以解释手机上的BLE与手环等设备上的BLE的区别。
 
5不是所有手机都支持BLE,因为BLE不仅仅依靠软件实现,同时需要硬件支持,于是有很多手机不能联接智能手环等设备。Android4.3手机上安装的是双模BR,因此兼容蓝牙3.0之前的技术,既能与BLE设备通信,也能与传统蓝牙通信,比较耗电,能够像传统设备一样高速传输。大部分智能手环使用的单工BLE,不支持传统蓝牙,不能与之联结和通信,低功耗低速率设备。
 

二.BLE(低功耗蓝牙)的用途

应用特点:小包传输,手机扩展,低功耗

☆ 2.4G 蓝牙低功耗系统

☆ 消费类电子产品

☆ 秱劢电话外围扩展设备

☆ 运劢和休闲设备

☆ 健康医疗用品 (血压计,体温计 …)

☆ 汽车电子设备

☆ 人机接口设备 (键盘,鼠标,遥控器 …)

☆ USB Dongle

 

蓝牙的工作原理

蓝牙通信的主从关系

蓝牙技术规定每一对设备之间进行蓝牙通讯时,必须一个为主角色,另一为从角色,才能进行通信,通信时,必须由主端进行查找,发起配对,建链成功后,双方即可收发数据。理论上,一个蓝牙主端设备,可同时与7个蓝牙从端设备进行通讯。一个具备蓝牙通讯功能的设备,可以在两个角色间切换,平时工作在从模式,等待其它主设备来连接,需要时,转换为主模式,向其它设备发起呼叫。一个蓝牙设备以主模式发起呼叫时,需要知道对方的蓝牙地址,配对密码等信息,配对完成后,可直接发起呼叫。这可以解释为什么有时无法连接蓝牙,有可能是连接的蓝牙设备过多。

2蓝牙的呼叫过程

蓝牙主端设备发起呼叫,首先是查找,找出周围处于可被查找的蓝牙设备。主端设备找到从端蓝牙设备后,与从端蓝牙设备进行配对,此时需要输入从端设备的PIN码,也有设备不需要输入PIN码。配对完成后,从端蓝牙设备会记录主端设备的信任信息,此时主端即可向从端设备发起呼叫,已配对的设备在下次呼叫时,不再需要重新配对。已配对的设备,做为从端的蓝牙耳机也可以发起建链请求,但做数据通讯的蓝牙模块一般不发起呼叫。链路建立成功后,主从两端之间即可进行双向的数据或语音通讯。在通信状态下,主端和从端设备都可以发起断链,断开蓝牙链路。

蓝牙一对一的串口数据传输应用

蓝牙数据传输应用中,一对一串口数据通讯是最常见的应用之一,蓝牙设备在出厂前即提前设好两个蓝牙设备之间的配对信息,主端预存有从端设备的PIN码、地址等,两端设备加电即自动建链,透明串口传输,无需外围电路干预。一对一应用中从端设备可以设为两种类型,一是静默状态,即只能与指定的主端通信,不被别的蓝牙设备查找;二是开发状态,既可被指定主端查找,也可以被别的蓝牙设备查找建链。

 

四.Android与BLE

1.关键概念:

Generic Attribute Profile (GATT)

通过BLE连接,读写属性类小数据的Profile通用规范。现在所有的BLE应用Profile都是基于GATT的。

 

Attribute Protocol (ATT)

GATT是基于ATTProtocol的。ATT针对BLE设备做了专门的优化,具体就是在传输过程中使用尽量少的数据。每个属性都有一个唯一的UUID,属性将以characteristics and services的形式传输。

 

Characteristic

Characteristic可以理解为一个数据类型,它包括一个value和0至多个对次value的描述(Descriptor)。

 

Descriptor

对Characteristic的描述,例如范围、计量单位等。

 

Service

Characteristic的集合。例如一个service叫做“Heart Rate Monitor”,它可能包含多个Characteristics,其中可能包含一个叫做“heart ratemeasurement"的Characteristic。一个手环可能

 

2.角色和职责:

Android设备与BLE设备交互有两组角色:

 

中心设备和外围设备(Central vs. peripheral);

GATT server vs. GATT client.

 

Central vs. peripheral:

中心设备和外围设备的概念针对的是BLE连接本身。Central角色负责scan advertisement。而peripheral角色负责make advertisement。

 

GATT server vs. GATT client:

这两种角色取决于BLE连接成功后,两个设备间通信的方式。

 

举例说明:

现 有一个活动追踪的BLE设备和一个支持BLE的Android设备。Android设备支持Central角色,而BLE设备支持peripheral角色。创建一个BLE连接需要这两个角色都存在,都仅支持Central角色或者都仅支持peripheral角色则无法建立连接。

 

当 连接建立后,它们之间就需要传输GATT数据。谁做server,谁做client,则取决于具体数据传输的情况。例如,如果活动追踪的BLE设备需要向 Android设备传输sensor数据,则活动追踪器自然成为了server端;而如果活动追踪器需要从Android设备获取更新信息,则 Android设备作为server端可能更合适。

 

 

3权限及feature:

和经典蓝牙一样,应用使用蓝牙,需要声明BLUETOOTH权限,如果需要扫描设备或者操作蓝牙设置,则还需要BLUETOOTH_ADMIN权限:

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

 

除了蓝牙权限外,如果需要BLE feature则还需要声明uses-feature:

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

 

按时required为true时,则应用只能在支持BLE的Android设备上安装运行;required为false时,Android设备均可正常安装运行,需要在代码运行时判断设备是否支持BLE feature:

 

// 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、启动蓝牙:

在使用蓝牙BLE之前,需要确认Android设备是否支持BLE feature(required为false时),另外要需要确认蓝牙是否打开。 

如果发现不支持BLE,则不能使用BLE相关的功能。如果支持BLE,但是蓝牙没打开,则需要打开蓝牙。

 

打开蓝牙的步骤:

 

1、获取BluetoothAdapter

 

BluetoothAdapter是Android系统中所有蓝牙操作都需要的,它对应本地Android设备的蓝牙模块,在整个系统中BluetoothAdapter是单例的。当你获取到它的示例之后,就能进行相关的蓝牙操作了。

 

获取BluetoothAdapter代码示例如下:

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

 

注:这里通过getSystemService获取BluetoothManager,再通过BluetoothManager获取BluetoothAdapter。BluetoothManager在Android4.3以上支持(API level 18)。

 

2、判断是否支持蓝牙,并打开蓝牙

 

获取到BluetoothAdapter之后,还需要判断是否支持蓝牙,以及蓝牙是否打开。

如果没打开,需要让用户打开蓝牙:

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设备:

通过调用BluetoothAdapter的startLeScan()搜索BLE设备。调用此方法时需要传入 BluetoothAdapter.LeScanCallback参数。

因此你需要实现 BluetoothAdapter.LeScanCallback接口,BLE设备的搜索结果将通过这个callback返回。

 

由于搜索需要尽量减少功耗,因此在实际使用时需要注意:

 

1、当找到对应的设备后,立即停止扫描;

2、不要循环搜索设备,为每次搜索设置适合的时间限制。避免设备不在可用范围的时候持续不停扫描,消耗电量。


搜索的示例代码如下:

[java]  view plain  copy
  在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
  1. /** 
  2.  * Activity for scanning and displaying available BLE devices. 
  3.  */  
  4. public class DeviceScanActivity extends ListActivity {  
  5.   
  6.     private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;  
  7.     private boolean mScanning;  
  8.     private Handler mHandler;  
  9.   
  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的外设,你可以调用 startLeScan(UUID[], BluetoothAdapter.LeScanCallback)方法。

其中UUID数组指定你的应用程序所支持的GATT Services的UUID。

 

 

BluetoothAdapter.LeScanCallback的实现示例如下:

[java]  view plain  copy
  在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
  1. private LeDeviceListAdapter mLeDeviceListAdapter;  
  2. ...  
  3. // Device scan callback.  
  4. private BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback =  
  5.         new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {  
  6.     @Override  
  7.     public void onLeScan(final BluetoothDevice device, int rssi,  
  8.             byte[] scanRecord) {  
  9.         runOnUiThread(new Runnable() {  
  10.            @Override  
  11.            public void run() {  
  12.                mLeDeviceListAdapter.addDevice(device);  
  13.                mLeDeviceListAdapter.notifyDataSetChanged();  
  14.            }  
  15.        });  
  16.    }  
  17. };  

注意:搜索时,你只能搜索传统蓝牙设备或者BLE设备,两者完全独立,不可同时被搜索。

 

 

6、连接GATTServer:

两个设备通过BLE通信,首先需要建立GATT连接。这里我们讲的是Android设备作为client端,连接GATT Server。

连接GATT Server,你需要调用BluetoothDevice的connectGatt()方法。此函数带三个参数:Context、autoConnect(boolean)和BluetoothGattCallback对象。调用示例:

 

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

 

函数成功,返回BluetoothGatt对象,它是GATT profile的封装。通过这个对象,我们就能进行GATT Client端的相关操作。BluetoothGattCallback用于传递一些连接状态及结果。

 

BluetoothGatt常规用到的几个操作示例:

 

connect() :连接远程设备。

discoverServices() : 搜索连接设备所支持的service。

disconnect():断开与远程设备的GATT连接。

close():关闭GATTClient端。

readCharacteristic(characteristic) :读取指定的characteristic。

setCharacteristicNotification(characteristic, enabled):设置当指定characteristic值变化时,发出通知。

getServices() :获取远程设备所支持的services。

 

等等。

 

注:

1、某些函数调用之间存在先后关系。例如首先需要connect上才能discoverServices。

2、 一些函数调用是异步的,需要得到的值不会立即返回,而会在BluetoothGattCallback的回调函数中返回。例如 discoverServices与onServicesDiscovered回调,readCharacteristic与 onCharacteristicRead回调,setCharacteristicNotification与onCharacteristicChanged回调等。

 

 

 

 

 

http://www.blogjava.net/zh-weir/archive/2013/12/09/407373.html

http://blog.csdn.NET/mov2012/article/details/16368441

百度文档:

BLE入门教程.pdf

BLE_和经典蓝牙Android编程说明.pdf


声明:本文内容由网友自发贡献,不代表【wpsshop博客】立场,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有侵权的内容,请联系我们。转载请注明出处:https://www.wpsshop.cn/w/AllinToyou/article/detail/192400
推荐阅读
相关标签
  

闽ICP备14008679号