Android 蓝牙编程基础

在移动设备上，联网的方式很多，也存在了很大的差异，包括速度，有效范围等等因素都会对网络有不同的要求，本文我们就先分析一下Ophone平台上如何通过蓝牙进行网络连接，进而使用蓝牙来开发一些小的游戏或者应用，这里我们先从最基础的开始，首先学习蓝牙编程，我在查看了android sdk之后，发现蓝牙聊天这个示例基本上已经包含了所有的蓝牙基础知识，但是学习实例之前，我们有必要介绍一下蓝牙的基础知识，我大概浏览了一下，没有看到过多介绍蓝牙开发包的使用的文章，因此我们这里会对Ophone平台中蓝牙开发包进行一个详细的介绍，后面则会通过一个蓝牙聊天程序来进行实际开发。

蓝牙API
　　在OPhone平台中，蓝牙api主要存在于"android.bluetooth"包中，它提供了皆如扫描设备、连接设备以及对设备间的数据传输进行管理的类，这些类对蓝牙设备进行功能性管理，蓝牙模块API提供的应用包括一下几个方面：
 扫描其它蓝牙设备
 通过查询本地蓝牙适配器来匹配蓝牙设备
 建立RFCOMM（无线射频通信协议）的通道/端口
 从其他的蓝牙设备中连接到指定的端口
 传输数据到其他设备，或者从其他设备中接收数据
如需运用这些API来执行蓝牙通信，应用程序必须声明BLUETOOTH许可。对于皆如寻找设备请求等的一些附加功能，也同样需要BLUETOOTH_ADMIN许可。比如本文所介绍的蓝牙聊天程序就包含了一下两个权限许可：

<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" />
　　<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />

在蓝牙包（android.bluetooth）中有存在了以下几个类和接口，下面我们看一下他们分别具有什么样的功能，如下表所示。

 

类\接口	功能描述
BluetoothAdapter	本地的蓝牙适配器设备
BluetoothClass	描述了设备通用特性和功能的蓝牙类
BluetoothClass.Device	定义了所有设备类的常量
BluetoothClass.Device.Major	定义了所有主要设备类的常量
BluetoothClass.Service	定义了所有服务类的常量
BluetoothDevice	代表一个远程的蓝牙设备
BluetoothServerSocket	监听蓝牙服务的端口
BluetoothSocket	一个双向连接的蓝牙端口socket

　　BluetoothAdapter
　　本地的蓝牙适配器。该类主要用来操作蓝牙的基本服务。比如：初始化设备的可见，查询可匹配的设备集，使用一个已知的MAC地址来初始化一个BluetoothDevice类，创建一个BluetoothServerSocket类以监听其它设备对本机的连接请求等。
如果要获得本地蓝牙适配器，只有一个唯一的方式就是调用getDefaultAdapter()函数，同时也只有获得了蓝牙适配器之后才能进一步的操作！下面我们将本地蓝牙适配器的api整理成以下一个表格。

 

　　那么上面的表中所列出的都是一些常用的操作，我们在稍后实现蓝牙聊天程序时，都会介绍如何详细的使用这些api。通常我们在使用一下代码请求使用蓝牙时，会弹出一个权限对话框，如图14-1所示。

Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
　　startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);

图14-1 请求使用蓝牙的权限

当我们在使用ACTION_REQUEST_DISCOVERABLE来请求蓝牙可见状态时，也会弹出一个对话框来让用户确认，如图14-2所示。请求蓝牙可见代码如下：

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

图14-2 请求蓝牙可见

最后，当我们的蓝牙首次在配对时，同样会出现如图14-3所示的确认对话框。

 

　　图14-3 请求配对

BluetoothClass
　　该类用来描述设备通用特性和功能的蓝牙类。比如，一个蓝牙类会指定比如电话、计算机或耳机的通用设备类型，可以提供比如音频或者电话的服务。每个蓝牙类都是有0个或更多的服务类，以及一个设备类组成。设备类将被分解成主要和较小的设备类部分。BluetoothClass 用作一个能大致描述一个设备（比如关闭用户界面上一个图标的设备）的特性，但当蓝牙服务事实上是被一个设备所支撑的时候，BluetoothClass的描述则不一定很准确。精确的服务搜寻通过SDP请求来完成。当运用createRfcommSocketToServiceRecord(UUID) 和listenUsingRfcommWithServiceRecord(String, UUID)来创建RFCOMM端口的时候，SDP请求就会自动执行。我们可以使用getBluetoothClass()方法来获取为远程设备所提供的类。
同样，我们还是将该类的常用api列一个表，如下所示。

 

内部类
class	BluetoothClass.Device	定义所有设备类的常量。
class	BluetoothClass.Service	定义所有服务类的常量。
常用方法
boolean	equals(Object o)	判断相等操作。
int	getDeviceClass()	返回BluetoothClass.中的设备类部分。
int	getMajorDeviceClass()	返回BluetoothClass.中设备类的主要部分。
boolean	hasService(int service)	如果该指定服务类被BluetoothClass.所支持，则返回true。
int	hashCode()	返回这个对象的整型哈希码。
String	toString()	返回这个对象的字符串。

这里，有几个方法需要说明一下，首先getDeviceClass()返回BluetoothClass.中的设备类部分，从函数中返回的值可以和在BluetoothClass.Device中的公共常量做比较，从而确定哪个设备类在这个蓝牙类中是被编码的；其次，getMajorDeviceClass()返回BluetoothClass.中设备类的主要部分，从函数中返回的值可以和在BluetoothClass.Device.Major中的公共常量做比较，从而确定哪个主要类在这个蓝牙类中是被编码的。
BluetoothClass.Device
BluetoothClass.Device.Major
BluetoothClass.Service
　　这三个类比较简单，主要是包含了一推常量，其中BluetoothClass.Device中的常量代表主要和较小的设备类部分（完整的设备类）的组合。BluetoothClass.Device.Major的常量只能代表主要设备类。而BluetoothClass.Service定义了所有服务类的常量。由于这些常量的数量比较多，这里我们就不一一列举了，详细信息大家可以参考sdk文档中:

docs/reference/android/bluetooth/BluetoothClass.Device.html

　　docs/reference/android/bluetooth/BluetoothClass.Device.Major.html
　　docs/reference/android/bluetooth/BluetoothClass.Service.html

BluetoothDevice
　　该类是一个远程蓝牙设备。我们可以创建一个带有各自设备的BluetoothDevice或者查询其皆如名称、地址、类和连接状态等信息。对于蓝牙硬件地址而言，这个类仅仅是一个包装器。这个类的对象是不可改变的。这个类上的操作会使用这个用来创建BluetoothDevice类的BluetoothAdapter类执行在远程蓝牙硬件上。为了获得BluetoothDevice类，我们可以使用BluetoothAdapter.getRemoteDevice(String)方法去创建一个指定MAC地址的设备（用户可以通过带有BluetoothAdapter类来完成对设备的查找）或者从一个通过BluetoothAdapter.getBondedDevices()得到返回值的有联系的设备集合来得到该设备。注意：使用该类需要加入BLUETOOTH权限。该类主要包含一下api可供我们使用。

常量
String	ACTION_ACL_CONNECTED	广播活动：指明一个与远程设备建立的低级别（ACL）连接。
String	ACTION_ACL_DISCONNECTED	广播活动：指明一个来自于远程设备的低级别（ACL）连接的断开。
String	ACTION_ACL_DISCONNECT_REQUESTED	广播活动：指明一个为远程设备提出的低级别（ACL）的断开连接请求，并即将断开连接。
String	ACTION_BOND_STATE_CHANGED	广播活动：指明一个远程设备的连接状态的改变。
String	ACTION_CLASS_CHANGED	广播活动：一个已经改变的远程设备的蓝牙类。
String	ACTION_FOUND	广播活动：发现远程设备。
String	ACTION_NAME_CHANGED	广播活动：指明一个远程设备的名称第一次找到，或者自从最后一次找到该名称开始已经改变。
int	BOND_BONDED	表明远程设备已经匹配。
int	BOND_BONDING	表明和远程设备的匹配正在进行中。
int	BOND_NONE	表明远程设备并未匹配。
int	ERROR	错误信息。
String	EXTRA_BOND_STATE	作为一个ACTION_BOND_STATE_CHANGED的整型附加域。
String	EXTRA_CLASS	作为一个ACTION_FOUND and和ACTION_CLASS_CHANGED的Parcelabe BluetoothClass附加域。
String	EXTRA_DEVICE	每次通过该类进行广播时，作为Parcelable BluetoothDevice的附加域。
String	EXTRA_NAME	作为ACTION_NAME_CHANGED和ACTION_FOUND的字符串附加域。
String	EXTRA_PREVIOUS_BOND_STATE	作为ACTION_BOND_STATE_CHANGED的整型附加域。
String	EXTRA_RSSI	作为ACTION_FOUND的可选短整型附加域。
常用方法
BluetoothSocket	createRfcommSocketToServiceRecord(UUID uuid)	创建一个RFCOMM 以准备开始一个对使用uuid的SDP查找的远程设备进行安全而连接。
int	describeContents()	描述了包含在Parcelable's marshalled representation中的特殊对象的种类。
String	getAddress()	返回该蓝牙设备的硬件地址。
BluetoothClass	getBluetoothClass()	获得远程设备的蓝牙类。
int	getBondState()	获得远程设备的连接状态。
String	getName()	获得远程蓝牙设备的名称。

 

　　下面有几个需要说明的，ACL连接通过Android蓝牙栈自动进行管理，需要BLUETOOTH去获取。该类中常量所对应需要的常量值如下：

注意：toSting()函数会返回该蓝牙设备的字符串表达式。当我们在取得蓝牙地址时，一般会得到一个类似于"00:11:22:AA:BB:CC" 的字符串，如果用户明确需要蓝牙硬件地址以防以后toString()表达式会改变的话，用户总是需要使用getAddress()方法来获取蓝牙的地址。getName()函数也只获取远程蓝牙设备的名称，当执行设备扫描的时候，本地适配器将自动寻找远程名称。该方法只返回来自存储器中该设备的名称。该类中大多数方法的使用都需要获得BLUETOOTH权限。

BluetoothServerSocket
　　该类用于实现一个蓝牙的监听端口，蓝牙端口的监听接口和TCP端口类似：Socket和ServerSocket类。在服务器端，使用BluetoothServerSocket类来创建一个监听服务端口。当一个连接被BluetoothServerSocket所接受，它会返回一个新的BluetoothSocket来管理该连接。在客户端，使用一个单独的BluetoothSocket类去初始化一个外接连接和管理该连接。最通常使用的蓝牙端口是RFCOMM，它是被Android API支持的类型。RFCOMM是一个面向连接，通过蓝牙模块进行的数据流传输方式，它也被称为串行端口规范（Serial Port Profile，SPP）。为了创建一个对准备好的新来的连接去进行监听BluetoothServerSocket类，使用BluetoothAdapter.listenUsingRfcommWithServiceRecord()方法。然后调用accept()方法去监听该链接的请求。在连接建立之前，该调用会被阻断，也就是说，它将返回一个BluetoothSocket类去管理该连接。每次获得该类之后，如果不再需要接受连接，最好调用在BluetoothServerSocket类下的close()方法。关闭BluetoothServerSocket类不会关闭这个已经返回的BluetoothSocket类
BluetoothSocket类线程安全。特别的，close()方法总会马上放弃外界操作并关闭服务器端口。如果使用需要BLUETOOTH权限的许可。我们后面将要介绍的蓝牙聊天服务则整需要使用该功能。
该类提供了一下一些常用操作方法。

accept()函数将在一个成功建立的连接上返回一个已连接的BluetoothSocket类。每当该调用返回的时候，它可以在此调用去接收以后新来的连接。close()方法可以用来放弃从另一线程来的调用。close()将马上关闭端口，并释放所有相关的资源。在其他线程的该端口中引起阻塞，从而使系统马上抛出一个IO异常。关闭BluetoothServerSocket不会关闭接受自accept()的任意BluetoothSocket。

BluetoothSocket
　　上面说过蓝牙端口监听接口和TCP端口类似：Socket和ServerSocket类。在服务器端，使用BluetoothServerSocket类来创建一个监听服务端口。当一个连接被BluetoothServerSocket所接受，它会返回一个新的BluetoothSocket来管理该连接。在客户端，使用一个单独的BluetoothSocket类去初始化一个外接连接和管理该连接。最通常使用的蓝牙端口是RFCOMM，它是被Android API支持的类型。RFCOMM是一个面向连接，通过蓝牙模块进行的数据流传输方式，它也被称为串行端口规范（Serial Port Profile，SPP）。为了创建一个BluetoothSocket去连接到一个已知设备，使用方法BluetoothDevice.createRfcommSocketToServiceRecord()。然后调用connect()方法去尝试一个面向远程设备的连接。这个调用将被阻塞指导一个连接已经建立或者该链接失效。为了创建一个BluetoothSocket作为服务端（或者"主机"），查看BluetoothServerSocket文档。每当该端口连接成功，无论它初始化为客户端，或者被接受作为服务器端，通过getInputStream()和getOutputStream()来打开IO流，从而获得各自的InputStream和OutputStream对象BluetoothSocket类线程安全。特别的，close()方法总会马上放弃外界操作并关闭服务器端口。如果使用需要BLUETOOTH权限的许可。该类也就以下几个方法需要大家掌握。

connect()函数链接到远程设备时，该方法将阻塞，指导一个连接建立或者失效。如果该方法没有返回异常值，则该端口现在已经建立。当设备查找正在进行的时候，创建对远程蓝牙设备的新连接不可被尝试。在蓝牙适配器上，设备查找是一个重量级过程，并且肯定会降低一个设备的连接。使用cancelDiscovery()方法去取消一个外界的查询。查询并不由活动所管理，而作为一个系统服务来运行，所以即使它不能直接请求一个查询，应用程序也总会调用cancelDiscovery()方法。close()方法可以用来放弃从另一线程而来的调用。getInputStream()函数通过连接的端口获得输入数据流，即使该端口未连接，该输入数据流也会返回。不过在该数据流上的操作将抛出异常，直到相关的连接已经建立,当然在聊天实例中，也是我们用来读取晓得数据流。而getOutputStream ()函数通过连接的端口获得输出数据流，即使该端口未连接，该输出数据流也会返回。不过在该数据流上的操作将抛出异常，直到相关的连接已经建立，同样用于聊天实例上的发送消息操作。

总结
　　本文主要分析了Ophone平台中蓝牙开发包中的各个类接口的功能和用途，同时也说明了蓝牙编程并不苦难，掌握其通行机制，熟悉其API就能轻松的完成，当然了本文也还没有涉及到具体的实例操作，但是这也是大家必须需要先掌握的基础知识，大家对这些api有一个认识之后，下一篇文章我们就开始动手来做一个蓝牙聊天程序。