Android BLE的一些基礎(chǔ)知識及相關(guān)操作流程

前言：

本文主要描述Android BLE的一些基礎(chǔ)知識及相關(guān)操作流程，不牽扯具體的業(yè)務實現(xiàn)，其中提供了針對廣播包及響應包的解析思路，希望對正在或即將面臨Android BLE開發(fā)的伙伴們有所引導。
注：其中的單模、雙模、BR、BT、BLE、藍牙3.0、藍牙4.0等概念混在一起可能比較難理解，不知下文描述是否清晰，如果有不理解的地方，歡迎留言交流！

一、相關(guān)介紹 1、概述

藍牙無線技術(shù)是一種全球通用的短距離無線技術(shù)，通過藍牙技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多種電子設(shè)備間的相互連接，特別是在小型無線電、耗電量低、成本低、安全性、穩(wěn)定性、易用性以及特別的聯(lián)網(wǎng)能力等固有的優(yōu)勢上，藍牙無線技術(shù)發(fā)展迅速。

2、分類

藍牙分為三種：Bluetooth Smart Ready、Bluetooth Smart（Smart是低功耗藍牙的標識）、以及標準 Bluetooth。根據(jù) Bluetooth SIG的說法，這樣是為了要分辨裝置間的相容性以及標識各版本的傳輸頻率?；旧蟻碚f，Bluetooth Smart Ready適用于任何雙模藍牙4.0的電子產(chǎn)品,而Bluetooth Smart是應用在心率監(jiān)視器或計步器等使用扭扣式電池并傳輸單一的裝置。Bluetooth Smart Ready的相容性最高，可與Bluetooth Smart及標準藍牙相通。標準藍牙則無法與Bluetooth Smart相通。
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3、BLE介紹

BLE是Bluetooth Low Energy的縮寫，又叫藍牙4.0，區(qū)別于藍牙3.0和之前的技術(shù)。BLE前身是NOKIA開發(fā)的Wibree技術(shù)，主要用于實現(xiàn)移動智能終端與周邊配件之間的持續(xù)連接，是功耗極低的短距離無線通信技術(shù)，并且有效傳輸距離被提升到了100米以上，同時只需要一顆紐扣電池就可以工作數(shù)年之久。BLE是在藍牙技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，既同于藍牙，又區(qū)別于傳統(tǒng)藍牙。BLE設(shè)備分單模和雙模兩種，雙模簡稱BR，商標為Bluetooth Smart Ready，單模簡稱BLE或者LE,商標為Bluetooth Smart。Android是在4.3后才支持BLE，這說明不是所有藍牙手機都支持BLE，而且支持BLE的藍牙手機一般是雙模的。雙模兼容傳統(tǒng)藍牙，可以和傳統(tǒng)藍牙通信，也可以和BLE通信，常用在手機上，android4.3和IOS4.0之后版本都支持BR，也就是雙模設(shè)備。單模只能和BR和單模的設(shè)備通信，不能和傳統(tǒng)藍牙通信，由于功耗低，待機長，所以常用在手環(huán)的智能設(shè)備上。

二、基本概念 1、Generic Access Profile(GAP)

用來控制設(shè)備連接和廣播，GAP使你的設(shè)備被其他設(shè)備可見，并決定了你的設(shè)備是否可以或者怎樣與合同設(shè)備進行交互。

2、Generic Attribute Profile(GATT)

通過BLE連接，讀寫屬性類數(shù)據(jù)的Profile通用規(guī)范，現(xiàn)在所有的BLE應用Profile都是基于GATT的。

3、Attribute Protocol (ATT)

GATT是基于ATTProtocol的，ATT針對BLE設(shè)備做了專門的優(yōu)化，具體就是在傳輸過程中使用盡量少的數(shù)據(jù)，每個屬性都有一個唯一的UUID，屬性將以characteristics and services的形式傳輸。

4、Characteristic

Characteristic可以理解為一個數(shù)據(jù)類型，它包括一個value和0至多個對次value的描述（Descriptor）。

5、Descriptor

對Characteristic的描述，例如范圍、計量單位等。

6、Service

Characteristic的集合。例如一個service叫做“Heart Rate Monitor”，它可能包含多個Characteristics，其中可能包含一個叫做“heart ratemeasurement”的Characteristic。

7、UUID

唯一標示符，每個Service，Characteristic，Descriptor，都是由一個UUID定義。

三、Android BLE API 1、BluetoothGatt

繼承BluetoothProfile，通過BluetoothGatt可以連接設(shè)備（connect）,發(fā)現(xiàn)服務（discoverServices），并把相應地屬性返回到BluetoothGattCallback，可以看成藍牙設(shè)備從連接到斷開的生命周期。

2、BluetoothGattCharacteristic

相當于一個數(shù)據(jù)類型，可以看成一個特征或能力，它包括一個value和0~n個value的描述（BluetoothGattDescriptor）。

3、BluetoothGattDescriptor

描述符，對Characteristic的描述，包括范圍、計量單位等。

4、BluetoothGattService

服務，Characteristic的集合。

5、BluetoothProfile

一個通用的規(guī)范，按照這個規(guī)范來收發(fā)數(shù)據(jù)。

6、BluetoothManager

通過BluetoothManager來獲取BluetoothAdapter。
BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);

7、BluetoothAdapter

代表了移動設(shè)備的本地的藍牙適配器, 通過該藍牙適配器可以對藍牙進行基本操作，一個Android系統(tǒng)只有一個BluetoothAdapter，通過BluetoothManager獲取。
BluetoothAdapter bluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();

8、BluetoothDevice

掃描后發(fā)現(xiàn)可連接的設(shè)備，獲取已經(jīng)連接的設(shè)備。
BluetoothDevice bluetoothDevice = bluetoothAdapter.getRemoteDevice(address);

9、BluetoothGattCallback