Android BLE的一些基础知识及相关操作流程

前言：

本文主要描述Android BLE的一些基础知识及相关操作流程，不牵扯具体的业务实现，其中提供了针对广播包及响应包的解析思路，希望对正在或即将面临Android BLE开发的伙伴们有所引导。
注：其中的单模、双模、BR、BT、BLE、蓝牙3.0、蓝牙4.0等概念混在一起可能比较难理解，不知下文描述是否清晰，如果有不理解的地方，欢迎留言交流！

一、相关介绍 1、概述

蓝牙无线技术是一种全球通用的短距离无线技术，通过蓝牙技术能够实现多种电子设备间的相互连接，特别是在小型无线电、耗电量低、成本低、安全性、稳定性、易用性以及特别的联网能力等固有的优势上，蓝牙无线技术发展迅速。

2、分类

蓝牙分为三种：Bluetooth Smart Ready、Bluetooth Smart（Smart是低功耗蓝牙的标识）、以及标准 Bluetooth。根据 Bluetooth SIG的说法，这样是为了要分辨装置间的相容性以及标识各版本的传输频率。基本上来说，Bluetooth Smart Ready适用于任何双模蓝牙4.0的电子产品,而Bluetooth Smart是应用在心率监视器或计步器等使用扭扣式电池并传输单一的装置。Bluetooth Smart Ready的相容性最高，可与Bluetooth Smart及标准蓝牙相通。标准蓝牙则无法与Bluetooth Smart相通。
 

 

3、BLE介绍

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。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，这说明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。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。

二、基本概念 1、Generic Access Profile(GAP)

用来控制设备连接和广播，GAP使你的设备被其他设备可见，并决定了你的设备是否可以或者怎样与合同设备进行交互。

2、Generic Attribute Profile(GATT)

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

3、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。

4、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）。

5、Descriptor

对Characteristic的描述，例如范围、计量单位等。

6、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。

7、UUID

唯一标示符，每个Service，Characteristic，Descriptor，都是由一个UUID定义。

三、Android BLE API 1、BluetoothGatt

继承BluetoothProfile，通过BluetoothGatt可以连接设备（connect）,发现服务（discoverServices），并把相应地属性返回到BluetoothGattCallback，可以看成蓝牙设备从连接到断开的生命周期。

2、BluetoothGattCharacteristic

相当于一个数据类型，可以看成一个特征或能力，它包括一个value和0~n个value的描述（BluetoothGattDescriptor）。

3、BluetoothGattDescriptor

描述符，对Characteristic的描述，包括范围、计量单位等。

4、BluetoothGattService

服务，Characteristic的集合。

5、BluetoothProfile

一个通用的规范，按照这个规范来收发数据。

6、BluetoothManager

通过BluetoothManager来获取BluetoothAdapter。
BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);

7、BluetoothAdapter

代表了移动设备的本地的蓝牙适配器, 通过该蓝牙适配器可以对蓝牙进行基本操作，一个Android系统只有一个BluetoothAdapter，通过BluetoothManager获取。
BluetoothAdapter bluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();

8、BluetoothDevice

扫描后发现可连接的设备，获取已经连接的设备。
BluetoothDevice bluetoothDevice = bluetoothAdapter.getRemoteDevice(address);

9、BluetoothGattCallback