Bluetooth LE(低功耗蓝牙) - 第六部分(完)

在本系列前面的文章中我们已经了解了，在我们从一个TI SensorTag中获取温度和湿度数据之前，我们需要经历的各种步骤。在本系列中的最后一篇文章，我们将完成注册并接收SensorTag的通知，并接收温度和湿度数据。

接收数据：

现在，本地的代理组件知道了传感器所提供的服务，我们可以开始使用这些服务了。为了使用它们，我们首先需要获得服务，然后是该服务所包含的特征，最后是特征的描述符。

一个GATT服务表现为一个 BluetoothGattService 对象，我们需要通过适当的UUID从 BluetoothGatt 实例中获得；一个GATT特征表示为一个 BluetoothGattCharacteristic  对象，我们可以通过适当的UUID从 BluetoothGattService 中得到；一个GATT描述符表现为一个 BluetoothGattDescriptor 对象，我们可以通过适当的UUID从BluetoothGattCharacteristic  对象中获得：

private static final UUID UUID_HUMIDITY_SERVICE =
    UUID.fromString("f000aa20-0451-4000-b000-000000000000");
private static final UUID UUID_HUMIDITY_DATA =
    UUID.fromString("f000aa21-0451-4000-b000-000000000000");
private static final UUID UUID_HUMIDITY_CONF =
    UUID.fromString("f000aa22-0451-4000-b000-000000000000");
private static final UUID UUID_CCC =
    UUID.fromString("00002902-0000-1000-8000-00805f9b34fb");
.
.
.
private void subscribe(BluetoothGatt gatt) {
    BluetoothGattService humidityService =
        gatt.getService(UUID_HUMIDITY_SERVICE);
    if(humidityService != null) {
        BluetoothGattCharacteristic humidityCharacteristic =
            humidityService.getCharacteristic(UUID_HUMIDITY_DATA);
        BluetoothGattCharacteristic humidityConf =
            humidityService.getCharacteristic(UUID_HUMIDITY_CONF);
        if(humidityCharacteristic != null && humidityConf != null) {
            BluetoothGattDescriptor config =
                humidityCharacteristic.getDescriptor(UUID_CCC);
            if(config != null) {
            }
        }
    }
}

为了使示例代码清晰，我已经移除了所有的错误信息展示代码，但在实际的应用程序中你应该考虑如何将错误信息通知给用户。

从 UUID_HUMIDITY_DATA  特征中读取数据一件简单的事，只需调用gatt.readCharacteristic(humidityCharacteristic) 方法，并在BluetoothGattCallback  的实现类上复写onReadCharacteristic  方法(再次说明，这是一个异步执行的操作，所以可以在UI线程上调用readCharacteristic() 方法）。这样一次性的操作是没什么问题的，但我们应用程序要不断监测温度和湿度值，并将其报告给用户。相比注册监听特征值的发生，通过调用readCharacteristic() 定期轮询会更有效(译者注：感觉说反了，大家可以看看原文，不知道是不是我翻译错了： Instead we can get notifications whenever the value changes, which is much more efficient that polling and performing a readCharacteristic() periodically.)。

注册监听特征值变化的通知我们要做三件事。首先我们必须把传感器打开，使SensorTag 开始收集适当的数据(实际上如果我们使用readCharacteristic()  方法，同样要打开传感器)。然后我们必须注册传感器以及我们需要通知的本地代理。这一步是特别针对于SensorTag的，其他设备可能不需要这样，或者他们可能需要另一种方法。

为了打开传感器，我们必须写一个 0×01 值到 UUID_HUMIDITY_CONF 特性；为了收到通知，我们首先必须调用BluetoothGatt  实例的setCharacteristicNotification()  方法，然后写一个 {0x00,0x01}（两个字节）的值到 UUID_CCC 描述符。正如我们前面所提到的那样，UUID_CCC描述符不是SensorTag特定的（就像其他所有的UUID一样），这是一个标准关闭或打开通知的UUID。

到目前为止，我们已经极大地受益于BLE的异步性API，因为我们不需要担心从UI线程调用它。不幸的是，它使我们面临一些小问题。我们希望下面的代码会做我们所要求的事，但是运行它不会开始收到通知：

gatt.setCharacteristicNotification(humidityCharacteristic, true);
humidityConf.setValue(ENABLE_SENSOR);
gatt.writeCharacteristic(humidityConf);
config.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);
gatt.writeDescriptor(config);

原因是我们项传感器写入值的操作是异步执行的，那不会起作用，我们必须等待一个写操作完后才可以开始下一个。如果我们不能等待，在第一个值正在写入的过程中尝试写入第二个值，那么第二值就会丢失。要克服他并不困难，我们可以维护一个写队列，当我们收到前一个写操作已经完成的通知后触发下一个写操作：

private static final byte[] ENABLE_SENSOR = {0x01};
private static final Queue<Object> sWriteQueue =
    new ConcurrentLinkedQueue<Object>();
private static boolean sIsWriting = false;

private BluetoothGattCallback mGattCallback = new BluetoothGattCallback() {
    .
    .
    .
    @Override
    public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt,
        BluetoothGattCharacteristic characteristic,
        int status) {
        Log.v(TAG, "onCharacteristicWrite: " + status);
        sIsWriting = false;
        nextWrite();
    }

    @Override
    public void onDescriptorWrite(BluetoothGatt gatt,
        BluetoothGattDescriptor descriptor,
        int status) {
        Log.v(TAG, "onDescriptorWrite: " + status);
        sIsWriting = false;
        nextWrite();
    }
}
.
.
.
private void subscribe(BluetoothGatt gatt) {
    BluetoothGattService humidityService =
        gatt.getService(UUID_HUMIDITY_SERVICE);
    if(humidityService != null) {
        BluetoothGattCharacteristic humidityCharacteristic =
            humidityService.getCharacteristic(UUID_HUMIDITY_DATA);
        BluetoothGattCharacteristic humidityConf =
            humidityService.getCharacteristic(UUID_HUMIDITY_CONF);
        if(humidityCharacteristic != null &&
            humidityConf != null) {
            BluetoothGattDescriptor config =
                humidityCharacteristic.getDescriptor(UUID_CCC);
            if(config != null) {
                gatt.setCharacteristicNotification(
                    humidityCharacteristic, true);
                humidityConf.setValue(ENABLE_SENSOR);
                write(humidityConf);
                config.setValue(
                    BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);
                write(config);
            }
        }
    }
}

private synchronized void write(Object o) {
    if(sWriteQueue.isEmpty() && !sIsWriting) {
        doWrite(o);
    } else {
        sWriteQueue.add(o);
    }
}

private synchronized void nextWrite() {
    if(!sWriteQueue.isEmpty() && !sIsWriting) {
        doWrite(sWriteQueue.poll());
    }
}

private synchronized void doWrite(Object o) {
    if(o instanceof BluetoothGattCharacteristic) {
        sIsWriting = true;
        mGatt.writeCharacteristic(
            (BluetoothGattCharacteristic)o);
    } else if(o instanceof BluetoothGattDescriptor) {
        sIsWriting = true;
        mGatt.writeDescriptor((BluetoothGattDescriptor) o);
    } else {
        nextWrite();
    }
}

所以在加入这个简单的写队列之后，我们只需要在我们的BluetoothGattCallback  实现类中加入相应的回调方法以开启监听通知事件。

private BluetoothGattCallback mGattCallback = new BluetoothGattCallback() {
    .
    .
    .
    @Override
    public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt,
        BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
        Log.v(TAG, "onCharacteristicChanged: " +
            characteristic.getUuid());
        if(characteristic.getUuid().equals(UUID_HUMIDITY_DATA)) {
            int t = shortUnsignedAtOffset(characteristic, 0);
            int h = shortUnsignedAtOffset(characteristic, 2);
            t = t - (t % 4);
            h = h - (h % 4);

            float humidity = (-6f) + 125f * (h / 65535f);
            float temperature = -46.85f +
                175.72f/65536f * (float)t;
            Log.d(TAG, "Value: " + humidity + ":" + temperature);
            Message msg = Message.obtain(null, MSG_DEVICE_DATA);
            msg.arg1 = (int)(temperature * 100);
            msg.arg2 = (int)(humidity * 100);
            sendMessage(msg);
        }
    }
}

private static Integer shortUnsignedAtOffset(
    BluetoothGattCharacteristic characteristic, int offset) {
    Integer lowerByte = characteristic.getIntValue(
        BluetoothGattCharacteristic.FORMAT_UINT8, offset);
    Integer upperByte = characteristic.getIntValue(
        BluetoothGattCharacteristic.FORMAT_UINT8, offset + 1); 

    return (upperByte << 8) + lowerByte;
}

GATT特征中的数据包括温度值(位于第0个字节和第1个字节)和湿度值(位于第2个字节和第3个字节)。然后我们去掉任何不必要的状态位。计算方法直接来自SensorTag 文档。

为了将这些数据展示在界面上，我们使用 Message 的 arg1和arg2 两个成员变量，在将其转换为所需的Int值之前我们先乘100。之后，我们将除以100以返回一个float值。就像以前一样，在此不会展示UI的代码，但在源代码中会有。

如果我们将程序运行起来，我们可以看到显示处理的摄氏温度以及湿度百分比 【视频在youtube 上，需要穿越才能看到哦】：

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