Android藍(lán)牙的開啟和搜索設(shè)備功能怎么開發(fā)

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概覽

Android 平臺包含藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)堆棧支持，此支持能讓設(shè)備以無線方式與其他藍(lán)牙設(shè)備交換數(shù)據(jù)。應(yīng)用框架提供通過 Android Bluetooth API 訪問藍(lán)牙功能的權(quán)限。這些 API 允許應(yīng)用以無線方式連接到其他藍(lán)牙設(shè)備，從而實現(xiàn)點到點和多點無線功能。

Android 應(yīng)用可通過 Bluetooth API 執(zhí)行以下操作：

• 掃描其他藍(lán)牙設(shè)備

• 查詢本地藍(lán)牙適配器的配對藍(lán)牙設(shè)備

• 建立 RFCOMM 通道

• 通過服務(wù)發(fā)現(xiàn)連接到其他設(shè)備

• 與其他設(shè)備進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸

• 管理多個連接

本文重點介紹傳統(tǒng)藍(lán)牙。傳統(tǒng)藍(lán)牙適用于較為耗電的操作，其中包括 Android 設(shè)備之間的流式傳輸和通信等。針對具有低功耗要求的藍(lán)牙設(shè)備，Android 4.3（API 級別 18）中引入了面向低功耗藍(lán)牙的 API 支持。

為了讓支持藍(lán)牙的設(shè)備能夠在彼此之間傳輸數(shù)據(jù)，它們必須先通過配對過程形成通信通道。其中一臺設(shè)備（可檢測到的設(shè)備）需將自身設(shè)置為可接收傳入的連接請求。另一臺設(shè)備會使用服務(wù)發(fā)現(xiàn)過程找到此可檢測到的設(shè)備。在可檢測到的設(shè)備接受配對請求后，這兩臺設(shè)備會完成綁定過程，并在此期間交換安全密鑰。二者會緩存這些密鑰，以供日后使用。完成配對和綁定過程后，兩臺設(shè)備會交換信息。當(dāng)會話完成時，發(fā)起配對請求的設(shè)備會發(fā)布已將其鏈接到可檢測設(shè)備的通道。但是，這兩臺設(shè)備仍保持綁定狀態(tài)，因此在未來的會話期間，只要二者在彼此的范圍內(nèi)且均未移除綁定，便可自動重新連接。

設(shè)置藍(lán)牙

藍(lán)牙權(quán)限

如要在應(yīng)用中使用藍(lán)牙功能，必須聲明兩個權(quán)限。第一個是 BLUETOOTH。需要此權(quán)限才能執(zhí)行任何藍(lán)牙通信，例如請求連接、接受連接和傳輸數(shù)據(jù)等。

第二個必須聲明的權(quán)限是 ACCESS_FINE_LOCATION。應(yīng)用需要此權(quán)限，因為藍(lán)牙掃描可用于收集用戶的位置信息。此類信息可能來自用戶自己的設(shè)備，以及在商店和交通設(shè)施等位置使用的藍(lán)牙信標(biāo)。

注意：如果應(yīng)用適配 Android 9（API 級別 28）或更低版本，則可以聲明 ACCESS_COARSE_LOCATION 權(quán)限而非 ACCESS_FINE_LOCATION 權(quán)限。

如果想讓應(yīng)用啟動設(shè)備發(fā)現(xiàn)或操縱藍(lán)牙設(shè)置，則除了 BLUETOOTH 權(quán)限以外，還必須聲明 BLUETOOTH_ADMIN 權(quán)限。大多數(shù)應(yīng)用只是需利用此權(quán)限發(fā)現(xiàn)本地藍(lán)牙設(shè)備。除非應(yīng)用是根據(jù)用戶請求修改藍(lán)牙設(shè)置的“超級管理員”，否則不應(yīng)使用此權(quán)限所授予的其他功能。

在應(yīng)用清單文件中聲明藍(lán)牙權(quán)限。例如：

<manifest ... >
  <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />
  <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" />
  <!-- If your app targets Android 9 or lower, you can declare
       ACCESS_COARSE_LOCATION instead. -->
  <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" />
  ...
</manifest>

設(shè)置藍(lán)牙

需驗證設(shè)備支持藍(lán)牙，確保在此情況下啟用該功能，這樣你的應(yīng)用才能通過藍(lán)牙進(jìn)行通信。

如果設(shè)備不支持藍(lán)牙，則應(yīng)正常停用任何藍(lán)牙功能。如果設(shè)備支持藍(lán)牙但已停用此功能，則可以請求用戶在不離開應(yīng)用的同時啟用藍(lán)牙。借助 BluetoothAdapter，可以分兩步完成此設(shè)置：

獲取 BluetoothAdapter

所有藍(lán)牙 Activity 都需要 BluetoothAdapter。如要獲取 BluetoothAdapter，請調(diào)用靜態(tài)的 getDefaultAdapter() 方法。此方法會返回一個 BluetoothAdapter 對象，表示設(shè)備自身的藍(lán)牙適配器（藍(lán)牙無線裝置）。整個系統(tǒng)只有一個藍(lán)牙適配器，并且應(yīng)用可使用此對象與之進(jìn)行交互。如果 getDefaultAdapter() 返回 null，則表示設(shè)備不支持藍(lán)牙。例如：

BluetoothAdapter bluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
if (bluetoothAdapter == null) {
    // Device doesn't support Bluetooth
}

啟用藍(lán)牙下一步，需要確保已啟用藍(lán)牙。調(diào)用 isEnabled()，以檢查當(dāng)前是否已啟用藍(lán)牙。如果此方法返回 false，則表示藍(lán)牙處于停用狀態(tài)。如要請求啟用藍(lán)牙，請調(diào)用 startActivityForResult()，從而傳入一個 ACTION_REQUEST_ENABLE Intent 操作。此調(diào)用會發(fā)出通過系統(tǒng)設(shè)置啟用藍(lán)牙的請求（無需停止應(yīng)用）。例如：

private static final int REQUEST_ENABLE_BT = 10;
if (!bluetoothAdapter.isEnabled()) {
    Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
    startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);
}
@Override
protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, @Nullable Intent data) {
    super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
    if (requestCode == REQUEST_ENABLE_BT && resultCode == RESULT_OK) {
        Log.e(TAG, "onActivityResult: enable bluetooth!!!!!!");
    }
}

如圖所示，系統(tǒng)將顯示對話框，請求用戶允許啟用藍(lán)牙。如果用戶響應(yīng)“Yes”，系統(tǒng)會開始啟用藍(lán)牙，并在該進(jìn)程完成（或失敗）后將焦點返回應(yīng)用。

傳遞給 startActivityForResult() 的 REQUEST_ENABLE_BT 常量為局部定義的整型數(shù)（必須大于 0）。系統(tǒng)會以 onActivityResult() 實現(xiàn)中的 requestCode 參數(shù)形式，傳回該常量。

如果成功啟用藍(lán)牙，Activity 會在 onActivityResult() 回調(diào)中收到 RESULT_OK 結(jié)果代碼。如果由于某個錯誤（或用戶響應(yīng)“No”）未成功啟用藍(lán)牙，則結(jié)果代碼為 RESULT_CANCELED。

你的應(yīng)用還可選擇偵聽 ACTION_STATE_CHANGED 廣播 Intent，每當(dāng)藍(lán)牙狀態(tài)發(fā)生變化時，系統(tǒng)都會廣播此 Intent。此廣播包含額外字段 EXTRA_STATE 和 EXTRA_PREVIOUS_STATE，二者分別包含新的和舊的藍(lán)牙狀態(tài)。這些額外字段可能為以下值：STATE_TURNING_ON、STATE_ON、STATE_TURNING_OFF 和 STATE_OFF。如果你的應(yīng)用需檢測對藍(lán)牙狀態(tài)所做的運(yùn)行時更改，請偵聽此廣播。

注意：啟用可檢測性即可自動啟用藍(lán)牙。如果你計劃在執(zhí)行藍(lán)牙 Activity 之前一直啟用設(shè)備的可檢測性。

查找設(shè)備

利用 BluetoothAdapter，你可以通過設(shè)備發(fā)現(xiàn)或查詢配對設(shè)備的列表來查找遠(yuǎn)程藍(lán)牙設(shè)備。

設(shè)備發(fā)現(xiàn)是一個掃描過程，它會搜索局部區(qū)域內(nèi)已啟用藍(lán)牙功能的設(shè)備，并請求與每臺設(shè)備相關(guān)的某些信息。此過程有時也被稱為發(fā)現(xiàn)、查詢或掃描。但是，只有在當(dāng)下接受信息請求時，附近區(qū)域的藍(lán)牙設(shè)備才會通過啟用可檢測性響應(yīng)發(fā)現(xiàn)請求。如果設(shè)備已啟用可檢測性，它會通過共享一些信息（例如設(shè)備的名稱、類及其唯一的 MAC 地址）來響應(yīng)發(fā)現(xiàn)請求。借助此類信息，執(zhí)行發(fā)現(xiàn)過程的設(shè)備可選擇發(fā)起對已檢測到設(shè)備的連接。

在首次與遠(yuǎn)程設(shè)備建立連接后，系統(tǒng)會自動向用戶顯示配對請求。當(dāng)設(shè)備完成配對后，系統(tǒng)會保存關(guān)于該設(shè)備的基本信息（例如設(shè)備的名稱、類和 MAC 地址），并且可使用 Bluetooth API 讀取這些信息。借助遠(yuǎn)程設(shè)備的已知 MAC 地址，你可以隨時向其發(fā)起連接，而無需執(zhí)行發(fā)現(xiàn)操作（假定該設(shè)備仍處于有效范圍內(nèi)）。

請注意，被配對與被連接之間存在區(qū)別：

被配對是指兩臺設(shè)備知曉彼此的存在，具有可用于身份驗證的共享鏈路密鑰，并且能夠與彼此建立加密連接。被連接是指設(shè)備當(dāng)前共享一個 RFCOMM 通道，并且能夠向彼此傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)前的 Android Bluetooth API 要求規(guī)定，只有先對設(shè)備進(jìn)行配對，然后才能建立 RFCOMM 連接。在使用 Bluetooth API 發(fā)起加密連接時，系統(tǒng)會自動執(zhí)行配對。

以下部分介紹如何查找已配對的設(shè)備，或使用設(shè)備發(fā)現(xiàn)功能來發(fā)現(xiàn)新設(shè)備。

注意：Android 設(shè)備默認(rèn)處于不可檢測到狀態(tài)。用戶可通過系統(tǒng)設(shè)置將設(shè)備設(shè)為在有限的時間內(nèi)處于可檢測到狀態(tài)，或者，應(yīng)用可請求用戶在不離開應(yīng)用的同時啟用可檢測性。

查詢已配對設(shè)備

在執(zhí)行設(shè)備發(fā)現(xiàn)之前，必須查詢已配對的設(shè)備集，以了解所需的設(shè)備是否處于已檢測到狀態(tài)。為此，請調(diào)用 getBondedDevices()。此方法會返回一組表示已配對設(shè)備的 BluetoothDevice 對象。例如，可以查詢所有已配對設(shè)備，并獲取每臺設(shè)備的名稱和 MAC 地址，如以下代碼段所示：

Set<BluetoothDevice> pairedDevices = bluetoothAdapter.getBondedDevices();
if (pairedDevices.size() > 0) {
    // There are paired devices. Get the name and address of each paired device.
    for (BluetoothDevice device : pairedDevices) {
        String deviceName = device.getName();
        String deviceHardwareAddress = device.getAddress(); // MAC address
    }
}

注意：執(zhí)行設(shè)備發(fā)現(xiàn)將消耗藍(lán)牙適配器的大量資源。在找到要連接的設(shè)備后，請務(wù)必使用 cancelDiscovery() 停止發(fā)現(xiàn)，然后再嘗試連接。此外，不應(yīng)在連接到設(shè)備的情況下執(zhí)行設(shè)備發(fā)現(xiàn)，因為發(fā)現(xiàn)過程會大幅減少可供任何現(xiàn)有連接使用的帶寬。

發(fā)現(xiàn)設(shè)備

如要開始發(fā)現(xiàn)設(shè)備，只需調(diào)用 startDiscovery()。該進(jìn)程為異步操作，并且會返回一個布爾值，指示發(fā)現(xiàn)進(jìn)程是否已成功啟動。發(fā)現(xiàn)進(jìn)程通常包含約 12 秒鐘的查詢掃描，隨后會對發(fā)現(xiàn)的每臺設(shè)備進(jìn)行頁面掃描，以檢索其藍(lán)牙名稱。

應(yīng)用必須針對 ACTION_FOUND Intent 注冊一個 BroadcastReceiver，以便接收每臺發(fā)現(xiàn)的設(shè)備的相關(guān)信息。系統(tǒng)會為每臺設(shè)備廣播此 Intent。Intent 包含額外字段 EXTRA_DEVICE 和 EXTRA_CLASS，二者又分別包含 BluetoothDevice 和 BluetoothClass。以下代碼段展示如何在發(fā)現(xiàn)設(shè)備時通過注冊來處理廣播：

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    ...
    // Register for broadcasts when a device is discovered.
    IntentFilter filter = new IntentFilter(BluetoothDevice.ACTION_FOUND);
    registerReceiver(receiver, filter);
	Button btnSearch = findViewById(R.id.btn_search);
    btnSearch.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
        @Override
        public void onClick(View v) {
            //開始搜索
        	bluetoothAdapter.startDiscovery();
        }
    });
}
// Create a BroadcastReceiver for ACTION_FOUND.
private final BroadcastReceiver receiver = new BroadcastReceiver() {
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        String action = intent.getAction();
        if (BluetoothDevice.ACTION_FOUND.equals(action)) {
            // Discovery has found a device. Get the BluetoothDevice
            // object and its info from the Intent.
            BluetoothDevice device = intent.getParcelableExtra(BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE);
            String deviceName = device.getName();
            String deviceHardwareAddress = device.getAddress(); // MAC address
        }
    }
};
@Override
protected void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    ...
    // Don't forget to unregister the ACTION_FOUND receiver.
    unregisterReceiver(receiver);
}

啟用可檢測性

如果希望將本地設(shè)備設(shè)為可被其他設(shè)備檢測到，請使用 ACTION_REQUEST_DISCOVERABLE Intent 調(diào)用 startActivityForResult(Intent, int)。這樣便可發(fā)出啟用系統(tǒng)可檢測到模式的請求，從而無需導(dǎo)航至設(shè)置應(yīng)用，避免暫停使用你的應(yīng)用。默認(rèn)情況下，設(shè)備處于可檢測到模式的時間為 120 秒（2 分鐘）。通過添加 EXTRA_DISCOVERABLE_DURATION Extra 屬性，你可以定義不同的持續(xù)時間，最高可達(dá) 3600 秒（1 小時）。

以下代碼段將設(shè)備處于可檢測到模式的時間設(shè)置為 5 分鐘（300 秒）：

Intent discoverableIntent =
        new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_DISCOVERABLE);
discoverableIntent.putExtra(BluetoothAdapter.EXTRA_DISCOVERABLE_DURATION, 300);
startActivity(discoverableIntent);

如圖所示，系統(tǒng)將顯示對話框，請求用戶允許將設(shè)備設(shè)為可檢測到模式。如果用戶響應(yīng)“Yes”，則設(shè)備會變?yōu)榭蓹z測到模式，并在指定時間內(nèi)保持該模式。然后，你的 Activity 將會收到對 onActivityResult() 回調(diào)的調(diào)用，其結(jié)果代碼等于設(shè)備可檢測到的持續(xù)時間。如果用戶響應(yīng)“No”或出現(xiàn)錯誤，則結(jié)果代碼為 RESULT_CANCELED。

注意：如果尚未在設(shè)備上啟用藍(lán)牙，則啟用設(shè)備可檢測性會自動啟用藍(lán)牙。

設(shè)備將在分配的時間內(nèi)以靜默方式保持可檢測到模式。如果希望在可檢測到模式發(fā)生變化時收到通知，則可以為 ACTION_SCAN_MODE_CHANGED Intent 注冊 BroadcastReceiver。此 Intent 將包含額外字段 EXTRA_SCAN_MODE 和 EXTRA_PREVIOUS_SCAN_MODE，二者分別提供新的和舊的掃描模式。每個 Extra 屬性可能擁有以下值：

• SCAN_MODE_CONNECTABLE_DISCOVERABLE：設(shè)備處于可檢測到模式。

• SCAN_MODE_CONNECTABLE：設(shè)備未處于可檢測到模式，但仍能收到連接。

• SCAN_MODE_NONE：設(shè)備未處于可檢測到模式，且無法收到連接。

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