一、ble簡單介紹

BLE: Bluetooth Low Energy,即藍牙低功耗，它是一種技術，從藍牙4.0開始支持。藍牙低功耗芯片有兩種模式：單模和雙模。

單模：只能執行低功耗協議棧，也就是只支持ble。
雙模：支持傳統藍牙以及ble的使用。

較傳統藍牙：傳輸速度更快，覆蓋范圍更廣，安全性更高，延遲更短，耗電低等優點。

關鍵術語和概念：
Gatt：(Generic Attribute Profile)—通用屬性配置文件，用于在ble鏈路上發送和接收被稱為“屬性”的數據塊。目前所有的ble應用都是基于GATT的。一個設備可以實現多個配置文件。

ble交互的橋梁是Service、Characteristic、Desciptor。
Characteristic：可以理解為一個數據類型，它包括一個value和0至多個對此characteristic的描述（Descriptor）。

Descriptor：對Characterisctic的描述，如范圍、單位等。

Service：Characteristic的集合。它可以包含多個Characteristic。

一個ble終端可以包含多個Service，一個Service可以包含多個Characteristic，一個Characteristic包含一個value和多個Descriptor，一個Descriptor包含一個value。其中Characteristic比較重要，用的比較多。
這三部分都由UUID作為唯一標示符，以此區分。
UUID（Universally Unique Identifier），含義是通用唯一識別碼，它是在一定范圍內唯一的機器生成的標識符。標準的UUID格式為：xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx (8-4-4-4-12)。

ble中有四個角色：
廣播者（Braodcaster）：廣播發送者，是不可連接的設備。
觀察者（Observer）：掃描廣播，不能夠啟動連接。
廣播者和觀察者不能建立連接。應用：溫度傳感器和溫度顯示器。
外圍（periphery）：廣播發送者，可連接的設備，在單一鏈路層作為從機。
中央（central）：掃描廣播，啟動連接，在單一或多鏈路層作為主機。

中央和外圍可以進行配對、連接、數據通信。應用：手機和手表。
一個中央可以同時連接多個周邊，但是一個周邊只能連接一個中央(但是我測試，周邊可以連接多個中央設備，并且能正常通信)。

二、Android

注意：Android 4.3（API 18）引入ble相關接口。
相關類
目錄：frameworks/base/core/java/android/bluetooth/
BluetoothGatt：中央使用和處理數據；
BluetoothGattCallback：中央的回調。

BluetoothGattServer：周邊提供數據；

BluetoothGattServerCallback：周邊的回調

BluetoothGattService：Gatt服務

BluetoothGattCharacteristic：Gatt特性

BluetoothGattDescriptor：Gatt描述

2.1 中央設備

搜索ble設備

	
	

		//搜索附近所有的外圍設備
	

	

		mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);
	

	

		//搜索某些uuid的外圍設備。
	

	

		mBluetoothAdapter.startLeScan(uuid[] ,mLeScanCallback);
	

	

		停止掃描
	

	

		mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
	

監聽掃描結果。

	
	

		mLeScanCallback = new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {
	

	

		 public void onLeScan(BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {
	

	

		 }
	

	

		};
	

device 搜索到的ble設備。
rssi 信號強度
scanRecord 遠程設備廣告記錄的內容（藍牙名稱）

發起連接請求，獲得中央。

mBluetoothGatt = device.connectGatt(mContext, false,mGattCallback);
第二個參數：

如果為false，則直接立即連接。
如果為true，則等待遠程設備可用時（在范圍內，。。）連接。并不是斷開后重新連接。

第三個參數：連接回調
private BluetoothGattCallback mGattCallback = new BluetoothGattCallback() {};
BluetoothGattCallback 類中提供了許多回調，包括：連接狀態改變、characteristic的read、write、change，mtu change等。根據需要實現即可。

連接成功后，發送 gatt服務發現請求。mBluetoothGatt.discoverServices().
發現服務成功會失敗都會回調onServicesDiscovered()函數。通過mBluetoothGatt.getServices()獲取連接的ble設備所提供的服務列表，返回值類型為List。

	
	

		//連接狀態改變回調
	

	

		onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState){
	

	

		 if(newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED){
	

	

		 //連接成功后，發送發現服務請求。
	

	

		 mBluetoothGatt.discoverServices();
	

	

		 }
	

	

		}
	

	

		//發現服務回調。
	

	

		public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
	

	

		 if(status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS){
	

	

		 //發現成功后，則可以通過下面方法獲取service 列表。
	

	

		 mBluetoothGatt.getServices();
	

	

		 }
	

	

		}
	

獲得Characteristic和Descriptor。

通過服務列表中的BluetoothGattService，可以獲取到服務所包含的characteristic（getCharacteristics()返回值類型為List）。

通過BluetoothGattCharacteristic可以獲取特征所包含的descriptor（getDescriptors()返回值類型是List）。

BluetoothGattService、BluetoothGattCharacteristic和BluetoothGattDescriptor三個類中都提供了一個方法getUuid()，通過該方法可以獲取其對應的uuid，從而可以判斷是否是自己需要的service、characteristic或者descriptor。

通過獲取的特征值，可以進行下操作：

寫入特性值

讀取特性值

訂閱特性值。

寫入特征值：

characteristic.setValue(data.getBytes());

mBluetoothGatt.writeCharacteristic(characteristic);

要想成功寫入特征值：

首先此characteristic屬性滿足BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_WRITY或BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_WRITY_NO_RESPONSE,如果其property都不包含這兩個，寫特征值writeCharacteristic()函數直接返回false，什么都不做處理（具體可以看BluetoothGatt源碼）。
其次此characteristic權限應滿足BluetoothGattCharacteristic.PERMISSION_WRITE,否則onCharacteristicWrite()回調收到GATT_WRITE_NOT_PERMITTED回應。
寫特征值前可以設置寫的類型setWriteType()，寫類型有三種，如下：

WRITE_TYPE_DEFAULT 默認類型，需要外圍設備的確認，也就是需要外圍設備的回應，這樣才能繼續發送寫。
WRITE_TYPE_NO_RESPONSE 設置該類型不需要外圍設備的回應，可以繼續寫數據。加快傳輸速率。
WRITE_TYPE_SIGNED 寫特征攜帶認證簽名，具體作用不太清楚。

外圍設備收到中央寫特征值的請求，會回調 onCharacteristicWriteRequest
如果此次請求需要回應，則外圍設備回應 mGattServer.sendResponse
中央設備收到響應，回調onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt,
BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status)

讀取特征值：

mBluetoothGatt.readCharacteristic(characteristic);
讀特征值與寫類似，也需要響應的權限和屬性。
該characteristic屬性需包含PROPERTY_READ，否則直接返回false（具體可以看BluetoothGatt源碼）。
該characteristic權限應滿足BluetoothGattCharacteristic.PERMISSION_READ，否則onCharacteristicRead()回調收到GATT_READ_NOT_PERMITTED回應。

外圍設備接收到中央設備的讀特征值請求，則會回調 onCharacteristicReadRequest（）函數，
外圍設備應該回應此請求 sendResponse。
中央設備收到響應回調
onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status)

訂閱：

//第二個參數：true則訂閱該特征，false則取消訂閱。
mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic, true);
當指定Characteristic值發生變化時，是否接收通知。
當設為true，如果Characteristic發生變化時，會回調方法：
onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic)
通過參數characteristic，可獲得getValue獲得其中的內容。
注意：雖然訂閱了該特征，并且該特征屬性也滿足PROPERTY_NOTIFY，但是并沒有收到特征值改變的回調。這是為什么呢？查看sdk中的demo，發現需要寫一下Descriptor。這樣就可以正常監聽特征值的改變了。

	
	

		//CLIENT_CHARACTERISTIC_CONFIG = "00002902-0000-1000-8000-00805f9b34fb"
	

	

		BluetoothGattDescriptor descriptor = characteristic.getDescriptor( UUID.fromString(SampleGattAttributes.CLIENT_CHARACTERISTIC_CONFIG));
	

	

		descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);
	

	

		mBluetoothGatt.writeDescriptor(descriptor);
	

中央設備的其他一些方法
readDescriptor(descriptor) 讀取描述
writeDescriptor(descriptor) 寫描述
readRemoteRssi() 讀取連接設備的rssi。
disconnect(); 斷開bel連接。
close(); 關閉中央設備。（不用時及時關閉，否則有的手機重連連不上。）

2.2 外圍設備

獲取/打開周邊（外圍）

	
	

		mGattServer = mBluetoothManager.openGattServer(mContext, callback);
	

	

		//其中callback是一個MyGattServerCallback（繼承了BluetoothGattServerCallback）對象。
	

初始化描述、特性和服務。

	
	

		//描述: 
	

	

		new BluetoothGattDescriptor(UUID.fromString(DESC_UUID), descPermissions);
	

	

		//特性 :
	

	

		final int properties = BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_READ
	

	

		| BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_WRITE 
	

	

		| BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_NOTIFY; 
	

	

		final int permissions = BluetoothGattCharacteristic.PERMISSION_READ;
	

	

		| BluetoothGattCharacteristic.PERMISSION_WRITE;
	

	

		new BluetoothGattCharacteristic(UUID.fromString(CHAR_UUID), properties, permissions);
	

	

		gattChar.addDescriptor(gattDesc);
	

property 表示屬性。permission 表示權限。這兩個都和權限相關。
如果property未設置PROPERTY_READ，permission設置PERMISSION_READ，則中央設備readCharacteristic主動讀取特征值方法返回false，此操作失敗。
而如果property設置PROPERTY_READ，permission未設置PERMISSION_READ，則中央設備readCharacteristic主動讀取特征值方法返回true，此操作成功，外圍設備發送響應，中央設備收到響應 GATT_READ_NOT_PERMITTED。
所以說如果想要characteristic可讀，則這兩個都要設置。
PROPERTY_WRITE和PERMISSION_WRITE也和上面類似。
PROPERTY_NOTIFY 表示支持notification。

	
	

		//服務：
	

	

		BluetoothGattService bs = new BluetoothGattService( UUID.fromString(SERV_UUID),
	

	

		BluetoothGattService.SERVICE_TYPE_PRIMARY);
	

	

		bs.addCharacteristic(gattChar);
	

第二個參數為service type,
SERVICE_TYPE_PRIMARY 基礎服務、主要服務。
SERVICE_TYPE_SECONDARY 輔助服務（由初級服務包含在內）。
BluetoothGattService 類中方法
addService(bluetoothGattService)，將輔助服務添加到主要服務中。
getIncludeedServices() 獲取包含的服務列表。
getType() 獲取服務的type。
getUuid() 獲取服務的UUID。

添加服務
mGattServer.addService(bs);
設置廣播數據
開始廣播
這在android4.3沒有提供，在android5.0才提供了設置廣播數據，發送廣告包等方法。我們開發是基于android4.3的，按理說我們是不可以作為外圍設備的，不過我們framework以及底層都進行了修改，提供了這些方法，說以我們的android4.3設備可以作為外圍。

mGattServer.startAdvertising();//開始廣播
mGattServer.stopAdvertising();//停止廣播
收到central掃描請求，回應掃描請求。
這個不需要我們管理，此時會廣播之前的設置的廣播數據。

收到central連接請求，建立連接。

連接成功后 外圍可以斷開連接。
mGattServer.cancelConnection(device);
響應central發起的gatt服務發現請求，回應服務信息。
響應central發起的gatt特性發現請求，回應特性信息。
響應central發起的gatt描述發現請求，回應描述信息。
這三個不需要我們去操作，系統底層會處理。

對central的讀寫做響應。
回應特性值
更新特性值。

回應特征值：
MyGattServerCallback extends BluetoothGattServerCallback.
其中有幾個常用的方法：
onConnectionStateChange(BluetoothDevice device, int status, int newState)
監聽設備連接狀態。
??device遠程設備
??newStateble連接狀態，只能為BluetoothProfile.STATE_CONNECTED和BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED。

onCharacteristicReadRequest(BluetoothDevice device, int requestId, int offset,
BluetoothGattCharacteristic characteristic)
監聽中心設備讀Characteristic的請求，
??requestId 請求的標識。
??offset 特性值偏移量。
?Characteristic 要讀的特性。
此方法要求作出響應。
mGattServer.sendResponse(device, requestId,
BluetoothGatt.GATT_SUCCESS, offset, null);
?最后一個參數可以設置傳的數據，byte［］類型的。

onCharacteristicWriteRequest(BluetoothDevice device, int requestId, BluetoothGattCharacteristic characteristic,
boolean preparedWrite, boolean responseNeeded, int offset, byte[] value)
監聽中心設備寫Characteristic的請求，
?preparedWrite true則寫操作必須排隊等待稍后執行。
?responseNeeded 是否需要響應。
?value 寫的數據。
需要響應則必須sendResponse.

更新特征值：
外圍設備向中心設備不能發送數據，必須通過notify 或者indicate的方式，andorid只發現notify接口。
characteristic.setValue(res.getBytes());
mGattServer.notifyCharacteristicChanged(device,
characteristic, false);
最后一個參數表示是否需要客戶端確認。