android蓝牙BLE（一） —— 扫描

时间  2019-11-17
标签 android 蓝牙 ble 扫描 栏目 Android 繁體版
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android BLE系列：

android蓝牙BLE（一） —— 扫描android

android蓝牙BLE（二） —— 通讯bash

android蓝牙BLE（三） —— 广播app

android蓝牙BLE（四） —— 实战ide

前序

    Google在android 4.3（API Level 18）的android版本中引入了低功耗蓝牙BLE核心API。低功耗蓝牙BLE也就是咱们常常说的蓝牙4.0， 该技术拥有极低的运行和待机功耗，使用一粒纽扣电池甚至可连续工做数年之久。先不讲蓝牙协议与蓝牙模块一些类的做用与之间的关系，本章仅仅记录android Ble开发中的扫描模块及其一些细节。
函数

1、声明蓝牙权限和定位权限

<!--蓝牙权限-->
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/>
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>
<!-- LE Beacons位置相关权限-->
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION" />
<!--蓝牙模块 设置为true表示只有支持蓝牙的手机才能安装-->
<uses-feature
    android:name="android.hardware.bluetooth_le"
    android:required="true" />
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    因为蓝牙扫描须要用到模糊定位权限,因此android6.0以后,除了在 AndroidManifest.xml中 申明权限以外,还须要动态申请定位权限,才可进行蓝牙扫描,不然不会扫描到任何Ble设备。post

2、中心设备与外围设备

    Ble开发中,存在着两个角色：中心设备角色和外围设备角色。粗略了解下：测试

  • 外围设备:通常指很是小或者低功耗设备,更强大的中心设备能够链接外围设备为中心设备提供数据。外设会不停的向外广播，让中心设备知道它的存在。 例如小米手环。
  • 中心设备：能够扫描并链接多个外围设备,从外设中获取信息。


    外围设备会设定一个广播间隔，每一个广播间隔中，都会发送本身的广播数据。广播间隔越长，越省电。一个没有被链接的Ble外设会不断发送广播数据，这时能够被多个中心设备发现。一旦外设被链接，则会立刻中止广播。ui


    android 4.3 时引入的Ble核心Api只支持android手机做为中心设备角色,当android 5.0 更新Api后，android手机支持充看成为外设角色和中心角色。即 android 5.0 引入了外设角色的Api，同时也更新了部分中心角色的Api。好比：中心角色中，更新了蓝牙扫描的Api。加密

3、打开蓝牙

//初始化ble设配器
BluetoothManager manager = (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = manager.getAdapter();
//判断蓝牙是否开启，若是关闭则请求打开蓝牙
if (mBluetoothAdapter == null || !mBluetoothAdapter.isEnabled()) {
    //方式一：请求打开蓝牙
    Intent intent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
    startActivityForResult(intent, 1);
    //方式二：半静默打开蓝牙
    //低版本android会静默打开蓝牙，高版本android会请求打开蓝牙
    //mBluetoothAdapter.enable();
}
复制代码

    mBluetoothAdapter.isEnabled()判断当前蓝牙是否打开，若是蓝牙处于打开状态返回true。spa

    同时能够在activity层经过广播监听蓝牙的关闭与开启，进行本身的逻辑处理：

new BroadcastReceiver() {
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        //获取蓝牙广播  本地蓝牙适配器的状态改变时触发
        String action = intent.getAction();
        if (action.equals(BluetoothAdapter.ACTION_STATE_CHANGED)) {
            //获取蓝牙广播中的蓝牙新状态
            int blueNewState = intent.getIntExtra(BluetoothAdapter.EXTRA_STATE, 0);
            //获取蓝牙广播中的蓝牙旧状态
            int blueOldState = intent.getIntExtra(BluetoothAdapter.EXTRA_STATE, 0);
            switch (blueNewState) {
                //正在打开蓝牙
                case BluetoothAdapter.STATE_TURNING_ON:
                    break;
                    //蓝牙已打开
                case BluetoothAdapter.STATE_ON:
                    break;
                    //正在关闭蓝牙
                case BluetoothAdapter.STATE_TURNING_OFF:
                    break;
                    //蓝牙已关闭
                case BluetoothAdapter.STATE_OFF:
                    break;
            }
        }
    }
};
复制代码

4、扫描

android 4.3 扫描

    在android 4.3 和 android 4.4进行蓝牙扫描中，可以使用BluetoothAdapter.startLeScan(BluetoothAdapter.LeScanCallback)进行蓝牙扫描。

//开始扫描
mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);
//中止扫描
mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
复制代码

android 5.0以上 扫描

    在 android 5.0以后的版本（包括 5.0）建议使用新的Api进行蓝牙扫描：

  • BluetoothLeScanner.startScan(ScanCallback)或
  • BluetoothLeScanner.startScan(List, ScanSettings, ScanCallback)。
//获取 5.0 的扫描类实例
mBLEScanner = mBluetoothAdapter.getBluetoothLeScanner();
//开始扫描
//可设置过滤条件，在第一个参数传入，但通常不设置过滤。
mBLEScanner.startScan(null,mScanSettings,mScanCallback);
//中止扫描
mBLEScanner.stopScan(mScanCallback);
复制代码

蓝牙扫描示例：

//若是没打开蓝牙，不进行扫描操做，或请求打开蓝牙。
if(!mBluetoothAdapter.isEnabled()) {
    return;
}
 //处于未扫描的状态  
if (!mScanning){
    //android 5.0后
    if(android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= 21) {
        //标记当前的为扫描状态
        mScanning = true;
        //获取5.0新添的扫描类
        if (mBLEScanner == null){
            //mBLEScanner是5.0新添加的扫描类，经过BluetoothAdapter实例获取。
            mBLEScanner = mBluetoothAdapter.getBluetoothLeScanner();
        }
        //开始扫描 
        //mScanSettings是ScanSettings实例，mScanCallback是ScanCallback实例，后面进行讲解。
        mBLEScanner.startScan(null,mScanSettings,mScanCallback);
    } else {
        //标记当前的为扫描状态
        mScanning = true;
        //5.0如下  开始扫描
        //mLeScanCallback是BluetoothAdapter.LeScanCallback实例
        mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);
    }
    //设置结束扫描
    mHandler.postDelayed(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            //中止扫描设备
            if(android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= 21) {
                //标记当前的为未扫描状态
                mScanning = false;
                mBLEScanner.stopScan(mScanCallback);
            } else {
                //标记当前的为未扫描状态
                mScanning = false;
                //5.0如下  中止扫描
                mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
            }
        }
    },SCAN_TIME);
}
复制代码

    扫描代码如上述所示，当扫描到所须要的设备的时候，就要手动立刻中止蓝牙扫描，由于蓝牙扫描是耗电操做。

注意事项：

  • android 6.0 以上须要获取到定位权限。不然会爆以下运行时异常：

  • android 7.0 后不能在30秒内扫描和中止超过5次。（官网没特地说明，可自行测试，设置扫描时长为3秒，连续扫描10次，稳定复现5次后不能扫描到任何设备。android 蓝牙模块会打印当前应用扫描太频繁的log日志,并在android 5.0 的ScanCallback回调中触发onScanFailed(int）,返回错误码：ScanCallback.SCAN_FAILED_APPLICATION_REGISTRATION_FAILED,表示app没法注册，没法开始扫描）。

5、扫描回调

android 4.3 扫描回调：LeScanCallback

    一、android 4.3 的扫描回调接口BluetoothAdapter.LeScanCallback：

    回调接口中只有一个回调函数onLeScan，扫描到的设备会经过该方法返回。
参数：

  • BluetoothDevice 扫描到的设备实例，可从实例中获取到相应的信息。如：名称，mac地址
  • rssi 可理解成设备的信号值。该数值是一个负数，越大则信号越强。
  • scanRecord 远程设备提供的广播数据的内容。
//5.0如下
mLeScanCallback = new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {
    @Override
    public void onLeScan(BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {
        //对扫描到的设备进行操做。如：获取设备信息。
        
    }
};
复制代码

获取BluetoothDevice中的信息：

    能够从中获取到设备的mac地址，设备名称，绑定状态和设备类型等信息，并做相应的保存。

  • mac可用于再建立BluetoothDevice对象进行gatt链接。

  • 绑定状态：
            BOND_NONE：数值 10
        表示远程设备未绑定，没有共享连接密钥，所以通讯（若是容许的话）将是未经身份验证和未加密的。（扫描到未绑定的小米手环）

    BOND_BONDING：数值 11     表示正在与远程设备进行绑定;

    BOND_BONDED：数值 12     表示远程设备已绑定，远程设备本地存储共享链接的密钥，所以能够对通讯进行身份验证和加密。（扫描到已绑定的小米手环）

  • 设备类型：通常是2，表示LE设备

注：回调函数中尽可能不要作耗时操做！

android 5.0 扫描回调：ScanCallback

mScanCallback = new ScanCallback() {
    //当一个蓝牙ble广播被发现时回调
    @Override
    public void onScanResult(int callbackType, ScanResult result) {
        super.onScanResult(callbackType, result);
        //扫描类型有开始扫描时传入的ScanSettings相关
        //对扫描到的设备进行操做。如：获取设备信息。
        
    }

    //批量返回扫描结果
    //@param results 之前扫描到的扫描结果列表。
    @Override
    public void onBatchScanResults(List<ScanResult> results) {
        super.onBatchScanResults(results);
        
    }

    //当扫描不能开启时回调
    @Override
    public void onScanFailed(int errorCode) {
        super.onScanFailed(errorCode);
        //扫描太频繁会返回ScanCallback.SCAN_FAILED_APPLICATION_REGISTRATION_FAILED，表示app没法注册，没法开始扫描。
    
    }
};
复制代码

    ScanCallback扫描回调存在三个回调函数：

  • onScanResult(int,ScanResult)：
    相似于BluetoothAdapter.LeScanCallback中的onLeScan()，可在ScanResult实例中获取到BluetoothDevice蓝牙设备对象，rssi信号值等信息，通常都是在该函数中回调获取扫描到蓝牙设备和信号值，在本函数中执行onLeScan()中相同的逻辑处理便可。
  • onBatchScanResults(List) 批量返回扫描结果
  • onScanFailed(int) 扫描失败返回错误码

    通常蓝牙设备对象都是经过onScanResult(int,ScanResult)返回，而不会在onBatchScanResults(List)方法中返回，除非手机支持批量扫描模式而且开启了批量扫描模式。批处理的开启请查看ScanSettings。

6、ScanSettings：

        ScanSettings实例对象是经过ScanSettings.Builder构建的。经过Builder对象为ScanSettings实例设置扫描模式、回调类型、匹配模式等参数，用于配置android 5.0 的扫描参数。

//建立ScanSettings的build对象用于设置参数
ScanSettings.Builder builder = new ScanSettings.Builder()
    //设置高功耗模式
    .setScanMode(SCAN_MODE_LOW_LATENCY);
    //android 6.0添加设置回调类型、匹配模式等
    if(android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= 23) {
        //定义回调类型
        builder.setCallbackType(ScanSettings.CALLBACK_TYPE_ALL_MATCHES)
        //设置蓝牙LE扫描滤波器硬件匹配的匹配模式
        builder.setMatchMode(ScanSettings.MATCH_MODE_STICKY);
    }
//芯片组支持批处理芯片上的扫描
if (bluetoothadapter.isOffloadedScanBatchingSupported()) {
    //设置蓝牙LE扫描的报告延迟的时间（以毫秒为单位）
    //设置为0以当即通知结果
    builder.setReportDelay(0L);
}
builder.build();
复制代码

配置描述：

  • setScanMode() 设置扫描模式。可选择模式主要三种：

     ScanSettings.SCAN_MODE_LOW_POWER 低功耗模式

     ScanSettings.SCAN_MODE_BALANCED 平衡模式

     ScanSettings.SCAN_MODE_LOW_LATENCY 高功耗模式

    从上到下，会愈来愈耗电,但扫描间隔愈来愈短，即扫描速度会愈来愈快。

  • setCallbackType() 设置回调类型
    可选择模式主要三种：

    ScanSettings.CALLBACK_TYPE_ALL_MATCHES 数值: 1
        寻找符合过滤条件的蓝牙广播，若是没有设置过滤条件，则返回所有广播包

    ScanSettings.CALLBACK_TYPE_FIRST_MATCH 数值: 2
        仅针对与筛选条件匹配的第一个广播包触发结果回调。

    ScanSettings.CALLBACK_TYPE_MATCH_LOST 数值: 4

    回调类型通常设置ScanSettings.CALLBACK_TYPE_ALL_MATCHES，有过滤条件时过滤，返回符合过滤条件的蓝牙广播。无过滤条件时，返回所有蓝牙广播。

  • setMatchMode() 设置蓝牙LE扫描滤波器硬件匹配的匹配模式
        通常设置ScanSettings.MATCH_MODE_STICKY

  • Bluetoothadapter.isOffloadedScanBatchingSupported()
        判断当前手机蓝牙芯片是否支持批处理扫描。若是支持扫描则使用批处理扫描，可经过ScanSettings.Builder对象调用setReportDelay(Long)方法来设置蓝牙LE扫描的报告延迟的时间（以毫秒为单位）来启动批处理扫描模式。

  • ScanSettings.Builder.setReportDelay(Long);

    当设备蓝牙芯片支持批处理扫描时，用来设置蓝牙LE扫描的报告延迟的时间（以毫秒为单位）。

    该参数默认为 0，若是不修改它的值，则默认只会在onScanResult(int,ScanResult)中返回扫描到的蓝牙设备，不会触发不会触发onBatchScanResults(List)方法。

    设置为0以当即通知结果,不开启批处理扫描模式。即ScanCallback蓝牙回调中，不会触发onBatchScanResults(List)方法，但会触发onScanResult(int,ScanResult)方法，返回扫描到的蓝牙设备。

    当设置的时间大于0L时，则会开启批处理扫描模式。即触发onBatchScanResults(List)方法，返回扫描到的蓝牙设备列表。但不会触发onScanResult(int,ScanResult)方法。

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