Android 蓝牙技术 实现终端间数据传输

蓝牙技术在智能硬件方面有很多用武之地，今天我就为大家分享一下蓝牙技术在Android系统下的使用方法技巧。蓝牙是一种短距离的无线通信技术标准，蓝牙协议分为4层，即核心协议层、电缆替代协议层、电话控制协议层和采纳的其它协议层。这4种协议中最重要的是核心协议。蓝牙的核心协议包括基带、链路管理、逻辑链路控制和适应协议四部分。其中链路管理（LMP）负责蓝牙组件间连接的建立。逻辑链路控制与适应协议（L2CAP）位于基带协议层上，属于数据链路层，是一个为高层传输和应用层协议屏蔽基带协议的适配协议。

Android 支持的蓝牙协议栈有：

蓝牙协议栈	说明
Bluz	Linux官方蓝牙协议栈，最成熟的开源蓝牙协议栈，灵活高效。
BlueDroid	从Android 4.2开始，Google在Android中推出了它和博通公司一起开发的BlueDroid以替代BlueZ，框架结构变得更为简洁和清晰。
BLE	低功耗蓝牙协议栈，传输距离远，速率快。

1.Android系统蓝牙本地操作

Android 系统本地蓝牙代表本地的蓝牙适配器，也是所有蓝牙交互的入口点，可以对本地或者其他终端设备进行操作。其中 BluetoothAdapter 是重要的类，代表本地蓝牙适配器。

1.判断本地蓝牙是否打开

BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter(); // null:表示不支持蓝牙
boolean enabled = mBluetoothAdapter.isEnabled(); // true:处于打开状态, false:处于关闭状态

2.调用系统对话框启动本地蓝牙

// 添加蓝牙权限，不需要动态授权
// <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />
// <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" />
startActivityForResult(new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE), 1);

3.静默开启本地蓝牙 不会有对话框

在AndroidManifest文件中添加需要的权限：

<!-- 适配Android6.0/7.0 -->
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION" />
<uses-feature
    android:name="android.hardware.bluetooth_le"
    android:required="true" />

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由于蓝牙所需要的权限包含Dangerous Permissions，所以我们需要在Java代码中进行动态授权处理：

if (ContextCompat.checkSelfPermission(context,
        Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
    ActivityCompat.requestPermissions(context,
            new String[]{Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION}, 1);
}

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接下来我们就可以静默开启和关闭本地蓝牙了：

mBluetoothAdapter.enable(); // 开启
//mBluetoothAdapter.disable(); // 关闭

4.本地蓝牙主动搜索周边蓝牙

搜索分为主动搜索和被动搜索。我们开始进行主动搜索：

1.创建 BluetoothAdapter 对象，首先获取已经配对的蓝牙设备：

BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
Set<BluetoothDevice> bondedDevices = mBluetoothAdapter.getBondedDevices(); // 获取已经配对的蓝牙设备

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2.下面我们定义广播接收器

// 设置广播信息过滤
IntentFilter filter = new IntentFilter();
filter.addAction(BluetoothDevice.ACTION_FOUND);//每搜索到一个设备就会发送一个该广播
filter.addAction(BluetoothAdapter.ACTION_DISCOVERY_FINISHED);//当全部搜索完后发送该广播
filter.setPriority(Integer.MAX_VALUE);//设置优先级
// 注册蓝牙搜索广播接收者，接收并处理搜索结果
this.registerReceiver(receiver, filter);

3.开始搜索周边蓝牙：

//如果当前在搜索，就先取消搜索
if (mBluetoothAdapter.isDiscovering()) {
    mBluetoothAdapter.cancelDiscovery();
}
//开启搜索
mBluetoothAdapter.startDiscovery();

2.Android系统蓝牙远程操作

1.蓝牙的UUID

两个蓝牙设备进行连接时需要使用同一个UUID。但很多读者可能发现，有很多型号的手机（可能是非Android系统的手机）之间使用了不同的程序也可以使用蓝牙进行通讯。从表面上看，它们之间几乎不可能使用同一个UUID。

UUID的格式如下：

xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx

UUID的格式被分成5段，其中中间3段的字符数相同，都是4，第1段是8个字符，最后一段是12个字符。所以UUID实际上是一个8-4-4-4-12的字符串。

实际上，UUID和TCP的端口一样，也有一些默认的值。例如，将蓝牙模拟成串口的服务就使用了一个标准的UUID：

00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB

除此之外，还有很多标准的UUID，如下面就是两个标准的UUID：

信息同步服务：00001104-0000-1000-8000-00805F9B34FB
文件传输服务：00001106-0000-1000-8000-00805F9B34FB

2.本地蓝牙与周边蓝牙间数据传输

通过蓝牙传输数据与Socket类似。在网络中使用Socket和ServerSocket控制客户端和服务端的数据读写。而蓝牙通讯也由客户端和服务端Socket来完成。蓝牙客户端Socket是BluetoothSocket，蓝牙服务端Socket是BluetoothServerSocket。这两个类都在android.bluetooth包中。

无论是BluetoothSocket，还是BluetoothServerSocket，都需要一个UUID（全局唯一标识符,Universally Unique Identifier），UUID相当于Socket的端口，而蓝牙地址相当于Socket的IP。

我们开始进行模拟一个蓝牙数据的传输：

首先来看客户端：

（1）定义全局常量变量

private ListView lvDevices;
private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;
private List<String> bluetoothDevices = new ArrayList<String>();
private ArrayAdapter<String> arrayAdapter;
private final UUID MY_UUID = UUID
        .fromString("abcd1234-ab12-ab12-ab12-abcdef123456");//随便定义一个
private BluetoothSocket clientSocket;
private BluetoothDevice device;
private OutputStream os;//输出流

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（2）在onCreate方法中做初始化操作

mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();

lvDevices = (ListView) findViewById(R.id.lv_devices);
//获取已经配对的蓝牙设备
Set<BluetoothDevice> pairedDevices = mBluetoothAdapter.getBondedDevices();
if (pairedDevices.size() > 0) {
    for (BluetoothDevice device : pairedDevices) {
        bluetoothDevices.add(device.getName() + ":"+ device.getAddress());
    }
}
arrayAdapter = new ArrayAdapter<String>(this,
        android.R.layout.simple_list_item_1, android.R.id.text1,bluetoothDevices);
lvDevices.setAdapter(arrayAdapter);
lvDevices.setOnItemClickListener(this);//Activity实现OnItemClickListener接口

//每搜索到一个设备就会发送一个该广播
IntentFilter filter = new IntentFilter(BluetoothDevice.ACTION_FOUND);
this.registerReceiver(receiver, filter);
//当全部搜索完后发送该广播
filter = new IntentFilter(BluetoothAdapter.ACTION_DISCOVERY_FINISHED);
this.registerReceiver(receiver, filter);

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蓝牙设备的广播接收器如下：

/**
 * 定义广播接收器
 */
private final BroadcastReceiver receiver = new BroadcastReceiver() {
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        String action = intent.getAction();
        if (BluetoothDevice.ACTION_FOUND.equals(action)) {
            BluetoothDevice device = intent.getParcelableExtra(BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE);
            if (device.getBondState() != BluetoothDevice.BOND_BONDED) {
                bluetoothDevices.add(device.getName() + ":" + device.getAddress());
                arrayAdapter.notifyDataSetChanged();//更新适配器
            }

        } else if (BluetoothAdapter.ACTION_DISCOVERY_FINISHED.equals(action)) {
            //已搜素完成
        }
    }
};

（4）我们创建一个Button按钮，当点击Button时进行搜索，Button点击事件如下：

//如果当前在搜索，就先取消搜索
if (mBluetoothAdapter.isDiscovering()) {
    mBluetoothAdapter.cancelDiscovery();
}
//开启搜索
mBluetoothAdapter.startDiscovery();

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（5）接下来我们设置列表的点击事件：

@Override
public void onItemClick(AdapterView<?> parent, View view, int position, long id) {
    String s = arrayAdapter.getItem(position);
    String address = s.substring(s.indexOf(":") + 1).trim();//把地址解析出来
    //主动连接蓝牙服务端
    try {
        //判断当前是否正在搜索
        if (mBluetoothAdapter.isDiscovering()) {
            mBluetoothAdapter.cancelDiscovery();
        }
        try {
            if (device == null) {
                //获得远程设备
                device = mBluetoothAdapter.getRemoteDevice(address);
            }
            if (clientSocket == null) {
                //创建客户端蓝牙Socket
                clientSocket = device.createRfcommSocketToServiceRecord(MY_UUID);
                //开始连接蓝牙，如果没有配对则弹出对话框提示我们进行配对
                clientSocket.connect();
                //获得输出流（客户端指向服务端输出文本）
                os = clientSocket.getOutputStream();
            }
        } catch (Exception e) {
        }
        if (os != null) {
            //往服务端写信息
            os.write("蓝牙信息来了".getBytes("utf-8"));
        }
    } catch (Exception e) {
    }
}

（2）定义服务端线程类：

private Handler handler = new Handler() {
    public void handleMessage(Message msg) {
        Toast.makeText(getApplicationContext(), String.valueOf(msg.obj),
                Toast.LENGTH_LONG).show();
        super.handleMessage(msg);
    }
};

//服务端监听客户端的线程类
private class AcceptThread extends Thread {
    public AcceptThread() {
        try {
            serverSocket = mBluetoothAdapter.listenUsingRfcommWithServiceRecord(NAME, MY_UUID);
        } catch (Exception e) {
        }
    }
    public void run() {
        try {
            socket = serverSocket.accept();
            is = socket.getInputStream();
            while(true) {
                byte[] buffer =new byte[1024];
                int count = is.read(buffer);
                Message msg = new Message();
                msg.obj = new String(buffer, 0, count, "utf-8");
                handler.sendMessage(msg);
            }
        }
        catch (Exception e) {
        }
    }
}

（3）在onCreate方法中初始化线程类并开启

mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
acceptThread = new AcceptThread();
acceptThread.start();

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我们运行程序看一下效果图：

点击“搜索蓝牙设备”按钮，就会搜索到另一台手机的蓝牙信息，我们点击条目，另一台手机会出现如下变化：

弹出Toast，此时证明我们的蓝牙数据已经传输过来了。