Android蓝牙开发深入解析

本篇文章旨在为读者提供与Android蓝牙开发相关的深入解析。文章包括了如下内容：

• 蓝牙基础知识
• 蓝牙开发流程
• 实现蓝牙连接
• 数据传输
• 示例说明

蓝牙基础知识

蓝牙协议栈

Android蓝牙协议栈分为两个层次：

• Bluetooth Manager Service层：该层提供了上层应用程序与底层硬件之间的接口，使用BluetoothAdapter类作为与硬件连接的主要方式。
• Bluetooth Stack层：该层由四层协议组成，包括物理层、射频层、协议层和应用层。

蓝牙设备分类

根据使用场合，蓝牙设备可以分为以下三种类型：

• Classic Bluetooth设备：包括手机、耳机、音箱、电视等已有蓝牙设备。
• Low Energy Bluetooth设备：这是最新的一种蓝牙协议，用于小型低功耗设备，如传感器、体重秤、健身手环等。
• Dual-mode Bluetooth设备：大多数现代设备都支持Classic Bluetooth和Low Energy Bluetooth协议。

蓝牙技术优势

• 无需网络连接
• 可支持广泛的设备类型
• 低功耗
• 远距离通信

蓝牙开发流程

Android蓝牙开发大致可以分为以下几个步骤：

1.检查蓝牙设备状态并请求授权
2.搜寻设备并完成配对
3.建立蓝牙连接
4.数据传输

实现蓝牙连接

检查蓝牙设备状态并请求授权

要使用蓝牙功能，首先需要检查蓝牙是否可用。可以使用getSystemService方法获取 BluetoothManager实例并检查蓝牙是否打开：

BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(BLUETOOTH_SERVICE);
BluetoothAdapter bluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();
if (bluetoothAdapter == null || !bluetoothAdapter.isEnabled()) {
    Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
    startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);
}

其中 startActivityForResult()方法是请求用户授权打开蓝牙的。

搜寻设备并完成配对

使用startDiscovery()方法可以搜寻周围可用的蓝牙设备，此外也可以使用createBond()方法与其它设备进行配对

// 搜寻设备
bluetoothAdapter.startDiscovery();

// 完成配对
BluetoothDevice device = bluetoothAdapter.getRemoteDevice(address);
DevicePairerController.createBond(device);

建立蓝牙连接

在完成配对后，使用createRfcommSocketToServiceRecord()方法可以通过RFCOMM协议建立与蓝牙设备的连接。

BluetoothDevice device = bluetoothAdapter.getRemoteDevice(address);
BluetoothSocket socket = device.createRfcommSocketToServiceRecord(mUUID);
socket.connect();

数据传输

使用推荐的API，可以完成数据的传输和相关的操作。下面是一些示例：

BluetoothSocket socket = ...;
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();

// 读取数据
byte[] buffer = new byte[1024];
int len = inputStream.read(buffer);
String data = new String(buffer, 0, len);

// 写入数据
outputStream.write(data.getBytes());

示例说明

以下是两个使用蓝牙的示例：

示例1：控制小车移动

假设现在有一个使用蓝牙控制的小车，你需要向小车发送指令以控制其运动。

首先需要打开蓝牙并连接小车：

BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(BLUETOOTH_SERVICE);
BluetoothAdapter bluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();

// 请求打开蓝牙
if (bluetoothAdapter == null || !bluetoothAdapter.isEnabled()) {
    Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
    startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);
}

// 连接小车
BluetoothDevice device = bluetoothAdapter.getRemoteDevice(address);
BluetoothSocket socket = device.createRfcommSocketToServiceRecord(mUUID);
socket.connect();
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();

然后可以根据实际情况拟定指令格式并通过蓝牙发送指令：

// 向小车发送指令
String instructions = "forward,20";
outputStream.write(instructions.getBytes());

示例1仅仅是一个简单的控制小车的例子，实际情况下涉及到更多的流程和指令协议。

示例2：蓝牙聊天室

蓝牙聊天室是另外一个涉及到蓝牙的示例。在聊天室中，用户可以通过蓝牙连接与其它用户进行通信。

假如这里有两个用户，我们可以通过蓝牙建立连接：

public class ChatRoomActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {

    private BluetoothAdapter bluetoothAdapter;
    private BluetoothSocket socket;
    private OutputStream outputStream;
    private InputStream inputStream;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_chat_room);

        BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(BLUETOOTH_SERVICE);
        bluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();

        // 请求打开蓝牙
        if (bluetoothAdapter == null || !bluetoothAdapter.isEnabled()) {
            Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
            startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);
        }

        // 连接另外的用户
        BluetoothDevice device = bluetoothAdapter.getRemoteDevice(address);
        socket = device.createRfcommSocketToServiceRecord(mUUID);
        socket.connect();
        outputStream = socket.getOutputStream();
        inputStream = socket.getInputStream();
    }
}

接下来需要实现发送和读取消息的方法：

// 发送消息
private void sendMessage(String message) {
    if (outputStream == null) {
        return;
    }

    try {
        outputStream.write(message.getBytes());
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

// 读取消息
private void readMessage() {
    try {
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len = inputStream.read(buffer);
        String data = new String(buffer, 0, len);
        Log.i(TAG, "readMessage: " + data);
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

接下来可以启动计时器以定时读取消息并更新UI：

Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new TimerTask() {
    @Override
    public void run() {
        readMessage();
    }
}, 0, 1000);

至此，我们已经得到一个蓝牙聊天室的完整代码示例。

结论

本文围绕了Android蓝牙开发相关的知识展开了深入的介绍。通过本文，读者可以对蓝牙协议栈、蓝牙设备分类、蓝牙开发流程和蓝牙连接建立以及数据传输等方面有全面的了解。

同时，本文也提供了两个具体的应用示例为读者参考。读者可以根据自己的需求，参考本文中的示例代码，进行蓝牙开发并实现自己的应用程序。