【Android App】低功耗蓝牙中扫描BLE设备的讲解及实战（附源码和演示超详细）

青旅半醒 2023-09-30 17:26 29阅读 0赞

> **需要源码请点赞关注收藏后评论区留言私信~~~**

## 一、扫描BLE设备 ##

传统蓝牙虽然历史悠久，但它的缺陷也很明显，包括但不限于下列几点：

（1）需要两部设备配对之后才能继续连接，而且连接速度也慢；

（2）连接之后就一直保持传输链路，很消耗电能；

（3）数据传输的有效距离不到10米，导致使用场景受限；

为解决传统蓝牙的上述痛点，蓝牙技术联盟制定了低功耗蓝牙技术（BLE），因为BLE采取非常快速的连接方式，所以平时处于非连接的状态，此时链路两端仅仅只是知晓对方，只有在必要时才开启链路，完成传输后会尽快关闭链路，BLE技术与之前版本的蓝牙标准相比，主要有三个方面的改进，更省电，连接速度更快以及传输距离更远

### 低功耗蓝牙所有BLE设备遵循统一的通用属性规范（GATT）： ###

（1）BLE从机，又称服务端，它接受GATT指令，并根据指令调整自身行为。

（2）BLE主机，又称客户端，它向服务端发送GATT指令，令其遵照指令行事。

（3）特征值（characteristic），BLE通过参数来传输数据，这种参数被称作特征值。

（4）服务（service），一个设备可拥有多个服务，每个服务也可包含多个特征值，每个特征值又存在多种属性（properties）。

GATT规范的内容框架如下

![da9a49a5a9da40c380de868aa0c58abd.png][]

### 扫描与连接BLE设备 ###

调用蓝牙适配器的getBluetoothLeScanner方法，获得BluetoothLeScanner扫描器对象。 扫描器的主要方法说明如下：

startScan方法表示开始扫描BLE设备，

stopScan方法表示停止扫描BLE设备。 调用设备对象的connectGatt方法，连接GATT服务器并获得客户端的GATT对象。

### BLE连接之后的回调 ###

BluetoothGattCallback接口定义了许多方法，常用方法主要有：

onConnectionStateChange：BLE连接的状态发生变化时回调。此时判断如果连接成功，就调用GATT对象的discoverServices方法查找BLE服务。

onServicesDiscovered：发现BLE服务端的服务列表及其特征值时回调。 onCharacteristicChanged：收到BLE服务端的数据变更时回调。该方法会收到服务端送来的消息。

onCharacteristicWrite：收到BLE服务端的数据写入时回调。此时判断执行成功的话，表示服务端已经收到了客户端发给它的消息。

运行测试App效果如下 系统会自动扫描附近的低功耗蓝牙设备

![8e018fc90fbb489b87eed38720adc625.png][]

代码如下

package com.example.iot;
    
    import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
    
    import android.bluetooth.BluetoothAdapter;
    import android.bluetooth.BluetoothDevice;
    import android.bluetooth.BluetoothGatt;
    import android.bluetooth.BluetoothGattCharacteristic;
    import android.bluetooth.BluetoothGattServer;
    import android.bluetooth.BluetoothGattServerCallback;
    import android.bluetooth.BluetoothGattService;
    import android.bluetooth.BluetoothManager;
    import android.bluetooth.BluetoothProfile;
    import android.bluetooth.le.AdvertiseCallback;
    import android.bluetooth.le.AdvertiseData;
    import android.bluetooth.le.AdvertiseSettings;
    import android.bluetooth.le.BluetoothLeAdvertiser;
    import android.content.Context;
    import android.content.pm.PackageManager;
    import android.os.Bundle;
    import android.os.Handler;
    import android.os.Looper;
    import android.text.TextUtils;
    import android.util.Log;
    import android.view.View;
    import android.view.WindowManager;
    import android.widget.EditText;
    import android.widget.LinearLayout;
    import android.widget.ScrollView;
    import android.widget.TextView;
    import android.widget.Toast;
    
    import com.example.iot.constant.BleConstant;
    import com.example.iot.util.BluetoothUtil;
    import com.example.iot.util.ChatUtil;
    import com.example.iot.util.DateUtil;
    import com.example.iot.util.Utils;
    import com.example.iot.util.ViewUtil;
    
    import java.util.List;
    
    public class BleServerActivity extends AppCompatActivity {
        private static final String TAG = "BleServerActivity";
        private TextView tv_hint; // 声明一个文本视图对象
        private ScrollView sv_chat; // 声明一个滚动视图对象
        private LinearLayout ll_show; // 声明一个线性视图对象
        private LinearLayout ll_input; // 声明一个线性视图对象
        private EditText et_input; // 声明一个编辑框对象
        private Handler mHandler = new Handler(Looper.myLooper()); // 声明一个处理器对象
        private int dip_margin; // 每条聊天记录的四周空白距离
        private String mMinute = "00:00";
    
        private BluetoothManager mBluetoothManager; // 声明一个蓝牙管理器对象
        private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter; // 声明一个蓝牙适配器对象
        private BluetoothDevice mRemoteDevice; // 声明一个蓝牙设备对象
        private BluetoothGattServer mGattServer; // 声明一个蓝牙GATT服务器对象
        private BluetoothGattCharacteristic mReadChara; // 客户端读取数据的特征值
    
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_ble_server);
            getWindow().addFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_KEEP_SCREEN_ON); // 保持屏幕常亮
            initView(); // 初始化视图
            initBluetooth(); // 初始化蓝牙适配器
            mHandler.postDelayed(mAdvertise, 200); // 延迟200毫秒开启低功耗蓝牙广播任务
        }
    
        // 初始化视图
        private void initView() {
            dip_margin = Utils.dip2px(this, 5);
            tv_hint = findViewById(R.id.tv_hint);
            sv_chat = findViewById(R.id.sv_chat);
            ll_show = findViewById(R.id.ll_show);
            ll_input = findViewById(R.id.ll_input);
            et_input = findViewById(R.id.et_input);
            findViewById(R.id.btn_send).setOnClickListener(v -> sendMesssage());
        }
    
        // 初始化蓝牙适配器
        private void initBluetooth() {
            if (!getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_BLUETOOTH_LE)) {
                Toast.makeText(this, "当前设备不支持低功耗蓝牙", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                finish(); // 关闭当前页面
            }
            // 获取蓝牙管理器，并从中得到蓝牙适配器
            mBluetoothManager =(BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
            mBluetoothAdapter = mBluetoothManager.getAdapter(); // 获取蓝牙适配器
            if (!BluetoothUtil.getBlueToothStatus()) { // 还未打开蓝牙
                BluetoothUtil.setBlueToothStatus(true); // 开启蓝牙功能
            }
        }
    
        // 创建一个低功耗蓝牙广播任务
        private Runnable mAdvertise = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                if (BluetoothUtil.getBlueToothStatus()) { // 已经打开蓝牙
                    stopAdvertise(); // 停止低功耗蓝牙广播
                    String server_name = getIntent().getStringExtra("server_name");
                    startAdvertise(server_name); // 开始低功耗蓝牙广播
                    tv_hint.setText("“"+server_name+"”服务端正在广播，请等候客户端连接");
                } else {
                    mHandler.postDelayed(this, 2000);
                }
            }
        };
    
        // 开始低功耗蓝牙广播
        private void startAdvertise(String ble_name) {
            // 设置广播参数
            AdvertiseSettings settings = new AdvertiseSettings.Builder()
                    .setConnectable(true) // 是否允许连接
                    .setTimeout(0) // 设置超时时间
                    .setTxPowerLevel(AdvertiseSettings.ADVERTISE_TX_POWER_HIGH)
                    .setAdvertiseMode(AdvertiseSettings.ADVERTISE_MODE_LOW_LATENCY)
                    .build();
            // 设置广播内容
            AdvertiseData advertiseData = new AdvertiseData.Builder()
                    .setIncludeDeviceName(true) // 是否把设备名称也广播出去
                    .setIncludeTxPowerLevel(true) // 是否把功率电平也广播出去
                    .build();
            mBluetoothAdapter.setName(ble_name); // 设置BLE服务端的名称
            // 获取BLE广播器
            BluetoothLeAdvertiser advertiser = mBluetoothAdapter.getBluetoothLeAdvertiser();
            // BLE服务端开始广播，好让别人发现自己
            advertiser.startAdvertising(settings, advertiseData, mAdvertiseCallback);
        }
    
        // 停止低功耗蓝牙广播
        private void stopAdvertise() {
            if (mBluetoothAdapter != null) {
                // 获取BLE广播器
                BluetoothLeAdvertiser advertiser = mBluetoothAdapter.getBluetoothLeAdvertiser();
                if (advertiser != null) {
                    advertiser.stopAdvertising(mAdvertiseCallback); // 停止低功耗蓝牙广播
                }
            }
        }
    
        // 创建一个低功耗蓝牙广播回调对象
        private AdvertiseCallback mAdvertiseCallback = new AdvertiseCallback() {
            @Override
            public void onStartSuccess(AdvertiseSettings settings) {
                Log.d(TAG, "低功耗蓝牙广播成功："+settings.toString());
                addService(); // 添加读写服务UUID，特征值等
            }
    
            @Override
            public void onStartFailure(int errorCode) {
                Log.d(TAG, "低功耗蓝牙广播失败，错误代码为"+errorCode);
            }
        };
    
        // 添加读写服务UUID，特征值等
        private void addService() {
            BluetoothGattService gattService = new BluetoothGattService(
                    BleConstant.UUID_SERVER, BluetoothGattService.SERVICE_TYPE_PRIMARY);
            // 只读的特征值
            mReadChara = new BluetoothGattCharacteristic(BleConstant.UUID_CHAR_READ,
                    BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_READ | BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_NOTIFY,
                    BluetoothGattCharacteristic.PERMISSION_READ);
            // 只写的特征值
            BluetoothGattCharacteristic charaWrite = new BluetoothGattCharacteristic(BleConstant.UUID_CHAR_WRITE,
                    BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_WRITE | BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_NOTIFY,
                    BluetoothGattCharacteristic.PERMISSION_WRITE);
            gattService.addCharacteristic(mReadChara); // 将特征值添加到服务里面
            gattService.addCharacteristic(charaWrite); // 将特征值添加到服务里面
            // 开启GATT服务器等待客户端连接
            mGattServer = mBluetoothManager.openGattServer(this, mGattCallback);
            mGattServer.addService(gattService); // 向GATT服务器添加指定服务
        }
    
        private BluetoothGattServerCallback mGattCallback = new BluetoothGattServerCallback() {
            // BLE连接的状态发生变化时回调
            @Override
            public void onConnectionStateChange(BluetoothDevice device, int status, int newState) {
                super.onConnectionStateChange(device, status, newState);
                Log.d(TAG, "onConnectionStateChange device=" + device.toString() + " status=" + status + " newState=" + newState);
                if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
                    mRemoteDevice = device;
                    runOnUiThread(() -> {
                        String desc = String.format("已连接BLE客户端，对方名称为“%s”，MAC地址为%s",
                                device.getName(), device.getAddress());
                        tv_hint.setText(desc);
                        ll_input.setVisibility(View.VISIBLE);
                    });
                }
            }
    
            // 收到BLE客户端写入请求时回调
            @Override
            public void onCharacteristicWriteRequest(BluetoothDevice device, int requestId, BluetoothGattCharacteristic chara, boolean preparedWrite, boolean responseNeeded, int offset, byte[] value) {
                super.onCharacteristicWriteRequest(device, requestId, chara, preparedWrite, responseNeeded, offset, value);
                String message = new String(value); // 把客户端发来的数据转成字符串
                Log.d(TAG, "收到了客户端发过来的数据 " + message);
                // 向GATT客户端发送应答，告诉它成功收到了要写入的数据
                mGattServer.sendResponse(device, requestId, BluetoothGatt.GATT_SUCCESS, offset, chara.getValue());
                runOnUiThread(() -> appendChatMsg(message, false)); // 往聊天窗口添加聊天消息
            }
        };
    
        @Override
        protected void onDestroy() {
            super.onDestroy();
            stopAdvertise(); // 停止低功耗蓝牙广播
            if (mGattServer != null) {
                mGattServer.close(); // 关闭GATT服务器
            }
        }
    
        // 发送聊天消息
        private void sendMesssage() {
            String message = et_input.getText().toString();
            if (TextUtils.isEmpty(message)) {
                Toast.makeText(this, "请先输入聊天消息", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                return;
            }
            et_input.setText("");
            ViewUtil.hideOneInputMethod(this, et_input); // 隐藏软键盘
            List<String> msgList = ChatUtil.splitString(message, 20); // 按照20字节切片
            for (String msg : msgList) {
                mReadChara.setValue(msg); // 设置读特征值
                // 发送本地特征值已更新的通知
                mGattServer.notifyCharacteristicChanged(mRemoteDevice, mReadChara, false);
            }
            appendChatMsg(message, true); // 往聊天窗口添加聊天消息
        }
    
        // 往聊天窗口添加聊天消息
        private void appendChatMsg(String content, boolean isSelf) {
            appendNowMinute(); // 往聊天窗口添加当前时间
            // 把单条消息的线性布局添加到聊天窗口上
            ll_show.addView(ChatUtil.getChatView(this, content, isSelf));
            // 延迟100毫秒后启动聊天窗口的滚动任务
            new Handler(Looper.myLooper()).postDelayed(() -> {
                sv_chat.fullScroll(ScrollView.FOCUS_DOWN); // 滚动到底部
            }, 100);
        }
    
        // 往聊天窗口添加当前时间
        private void appendNowMinute() {
            String nowMinute = DateUtil.getNowMinute();
            if (!mMinute.substring(0, 4).equals(nowMinute.substring(0, 4))) {
                mMinute = nowMinute;
                ll_show.addView(ChatUtil.getHintView(this, nowMinute, dip_margin));
            }
        }
    
    }

**创作不易 觉得有帮助请点赞关注收藏~~~**

[da9a49a5a9da40c380de868aa0c58abd.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/da9a49a5a9da40c380de868aa0c58abd.png
[8e018fc90fbb489b87eed38720adc625.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/8e018fc90fbb489b87eed38720adc625.png