Android 藍牙串口調試程序開發

前言：本次項目需要爲智能設備開發一個 App 於是就開始學習 Android 的藍牙串口通信方面的知識，現在 App 已經寫完了，當初學的時候走了不少彎路和嘗試，現作爲一名初學者和大家分享一下經驗，以及總結我該部分的學習。

〇、藍牙串口開發的流程

一、添加需要用到的權限

在 Android 項目中，打開 AndroidManif.xml 文件添加對藍牙操作的權限。

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

二、檢測和打開藍牙設備

1.檢測藍牙設備

如果要通過藍牙進行串口通信，必須得保證藍牙設備正常工作，首先要檢測藍牙設備是否正常。通常情況下這一步也可以省略，或在打開藍牙設備的時候檢測。

//獲取默認藍牙設備
mADAPTER_BLUETOOTH = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
//判斷是否有藍牙設備
if (mADAPTER_BLUETOOTH == null){
	Toast.makeText(MainActivity.this, "未找到藍牙功能", LENGTH_SHORT).show();
}else {
	Toast.makeText(MainActivity.this, "藍牙功能正常", LENGTH_SHORT).show();

通過 BluetoothAdapter 來獲取默認藍牙設備，值爲 null 說明藍牙功能缺失，反之則反。

2.打開藍牙設備

打開藍牙設備的方式一共有兩種，一種是直接通過使能藍牙打開，另一種是彈出對話框讓用戶確認打開。一般不使用第一種，而使用有交互的第二種。因爲如果我們打開藍牙，不打開藍牙可見的話，別人就發現不了我們的設備，對我們的項目沒有任何意義，所以在打開藍牙的同時會打開可見。

直接使能藍牙的方式

mADAPTER_BLUETOOTH = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
mADAPTER_BLUETOOTH.enable();

具有人機交互的方式

構建一個打開藍牙的方法，可以把對藍牙操作的方法，寫在一個類裏面，方便調用。

//打開藍牙的方法
public void TurnOnBlueTooth(){
    //獲取默認藍牙設備
    mADAPTER_BLUETOOTH = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
    //判斷是否有藍牙設備
    if (mADAPTER_BLUETOOTH == null){
        Toast.makeText(MainActivity.this, "未找到藍牙功能", LENGTH_SHORT).show();
    }else {
        Toast.makeText(MainActivity.this, "藍牙功能正常", LENGTH_SHORT).show();
        if (!mADAPTER_BLUETOOTH.isEnabled()){
            //如果藍牙設備正常 藍牙沒打開 請求打開並可見
            Intent TurnOn = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
            startActivityForResult(TurnOn,1);
        }else {
            Toast.makeText(MainActivity.this, "藍牙已打開 請勿重複打開", LENGTH_SHORT).show();
        }
    }
}

藍牙狀態的廣播接收者

通過註冊一個藍牙狀態的廣播接收者，來接收藍牙狀態改變，給用戶提供一個跟友好的人機交互。

註冊廣播接收者

//藍牙狀態改變的廣播 //註冊和綁定廣播接收者和廣播
IntentFilter mBROADCAST_BLUETOOTH_STATE = new IntentFilter(BluetoothAdapter.ACTION_STATE_CHANGED);
registerReceiver(RECEIVER_BLUETOOTH_STATE,mBROADCAST_BLUETOOTH_STATE);

寫藍牙狀態改變的廣播接收者

//藍牙打開狀態的廣播接收
private BroadcastReceiver RECEIVER_BLUETOOTH_STATE = new BroadcastReceiver() {
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        int state = intent.getIntExtra(BluetoothAdapter.EXTRA_STATE,-1);
        switch (state){
            case BluetoothAdapter.STATE_OFF:
                Toast.makeText(MainActivity.this, "藍牙已關閉", LENGTH_SHORT).show();
                break;
            case BluetoothAdapter.STATE_ON:
                Toast.makeText(MainActivity.this, "藍牙已打開", LENGTH_SHORT).show();
                break;
            case BluetoothAdapter.STATE_TURNING_OFF:
                Toast.makeText(MainActivity.this, "藍牙正在關閉", LENGTH_SHORT).show();
                break;
            case BluetoothAdapter.STATE_TURNING_ON:
                Toast.makeText(MainActivity.this, "藍牙正在打開", LENGTH_SHORT).show();
                break;
        }
    }
};

通過接受藍牙狀態改變的廣播，來給用戶相應的提示，形成良好的人機交互。

三、搜索並連接藍牙設備

1.搜索藍牙設備

搜索藍牙設備操作直接調用 BluetoothAdapter 的 startDiscovery 方法即可。同樣的，我們可以寫一個搜索藍牙的方法，把這個方法寫在對藍牙操作的類裏面，方便我們去調用。

public void DiscoveryBlueTooth() {
    //獲取默認的藍牙設備
    mADAPTER_BLUETOOTH = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
    //判斷是否在搜索
    if (mADAPTER_BLUETOOTH.isDiscovering()) {
        mADAPTER_BLUETOOTH.cancelDiscovery();
    }
    //開始搜索
    mADAPTER_BLUETOOTH.startDiscovery();
    Toast.makeText(MainActivity.this, "藍牙設備正在搜索中", LENGTH_SHORT).show();
}

這只是開啓搜索，我們搜索的結果該怎麼反饋給我們呢？我們需要一個容器來存放我們剛剛搜索到的設備。

ListView 和 ListAdapter
我們在佈局文件中，加入一個Listview控件，來顯示我們搜索到的藍牙設備。寫好佈局後，給 Listview 的 item 寫一個佈局樣式。

<TextView
    android:id="@+id/TV_BLUETOOTH_DEVICE"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="50dp"
    android:textSize="13sp"
    android:textColor="@color/colorWhite"
    android:background="@drawable/button_selector"/>

我這裏只用了一個 Textview
寫好了 Listview 我們需要一個東西，把搜索到的設備信息和 Listview 的內容綁定起來。這裏我用的是 ArrayList ，通過 ArrayAdapter 綁定設備信息和 Listview的內容。

//ArrayAdapter聲明
private ArrayAdapter mADAPTER_ARRAY;
//ArrayList定義:存放藍牙名稱和地址
private List<String> BLUETOOTH_DEViCE = new ArrayList<>();

/*
*通過 ArrayAdapter 綁定 ListView控件和ArrayList裏的數據
*/
//通過ArrayAdapter綁定數據
mADAPTER_ARRAY = new ArrayAdapter<String>(this,R.layout.list_view_item,R.id.TV_BLUETOOTH_DEVICE,BLUETOOTH_DEViCE);
//給ListView使用這個 adapter
mLV_DEVICE.setAdapter(mADAPTER_ARRAY);

到這裏，我們的準備工作就完成了，接下來就是把搜索到的設備信息添加進去。

接收搜索結果的廣播
在接受搜索設備的廣播之前，先註冊搜索設備的廣播，將接收者和廣播綁定。

//藍牙狀態改變的廣播 //註冊和綁定廣播接收者和廣播
IntentFilter mBROADCAST_BLUETOOTH_STATE = new IntentFilter(BluetoothAdapter.ACTION_STATE_CHANGED);
registerReceiver(RECEIVER_BLUETOOTH_STATE,mBROADCAST_BLUETOOTH_STATE);

然後寫搜索藍牙設備的廣播接收者

private BroadcastReceiver RECEIVER_BLUETOOTH_FOUND = 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);
                BLUETOOTH_DEViCE.add("  NAME:"+device.getName()+"（待連接）"+"\n"+"  *MAC:"+device.getAddress());
                mADAPTER_ARRAY.notifyDataSetChanged();
            }
        }
    };

將搜索到的設備添加到 ArrayList 裏，然後就會在 Listview 上顯示。

2.連接藍牙設備

在完成了搜索設備之後，我們就需要與藍牙設備進行連接。與單片機上藍牙串口連接，我們需要藍牙串口服務的 UUID 00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB
需要一個 Sokect 來連接藍牙串口。

//設定本機的UUID->通用唯一識別碼 //串口UUID
private final UUID mUUID = UUID.fromString("00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB");
//定義BluetoothSocket
public static BluetoothSocket mBLUETOOTH_SOCKET;

我們給 Listview 的 item 設立一個點擊事件，好讓我們點擊一個設備的時候，可以連接該設備。在點擊事件中，我們通過 ArrayAdapter 的 getItem 方法，來獲取保存在 Array List裏面的設備信息。然後通過 “*” 定位我們需要的地址的起始位置，來獲取地址。通過 BluetoothDevice 的 GetRemoteDevice 方法，獲取該地址的的設備。用我們寫的 ConnectThread 的方法進行連接設備。

//LV_DEVICE 的 item 被點擊：
mLV_DEVICE.setOnItemClickListener(new AdapterView.OnItemClickListener() {
    @Override
    public void onItemClick(AdapterView<?> parent, View view, int position, long id) {
        //BluetoothDevice mBTD =
        //獲取item的內容 //解析出內容裏的地址
        String s = (String) mADAPTER_ARRAY.getItem(position);
        if (mADAPTER_BLUETOOTH.isDiscovering())
        {
            mADAPTER_BLUETOOTH.cancelDiscovery();
        }
        if (s != null){
        //在這裏我們通過*來定位地址的起始字符然後保存在 address裏
            String address = s.substring(s.indexOf("*")+5).trim();
            Toast.makeText(MainActivity.this,"MAC:"+address,Toast.LENGTH_LONG).show();
            BluetoothDevice device = mADAPTER_BLUETOOTH.getRemoteDevice(address);
            ConnectThread(device);
        }


    }
});

ConnectThread 方法
進行連接後，我們就開始數據接收服務

public void ConnectThread(BluetoothDevice device) {
    try {
        mBLUETOOTH_SOCKET = device.createRfcommSocketToServiceRecord(mUUID);
        mADAPTER_BLUETOOTH.cancelDiscovery();
        mBLUETOOTH_SOCKET.connect();
        Toast.makeText(MainActivity.this, "連接成功", Toast.LENGTH_LONG).show();
        // 接收數據進程
        ReceiveData receiveThread = new ReceiveData();
        // 連接成功後開啓接收數據服務
        receiveThread.start();
    } catch (IOException e) {
        Toast.makeText(MainActivity.this, "連接失敗", Toast.LENGTH_SHORT)
                .show();
        try {
            mBLUETOOTH_SOCKET.close();
        } catch (IOException e2) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

既然要連接我們就要有一個取消連接的方法。關閉 Socket 來釋放資源。

    // 取消鏈接的方法
    public void CancelConnect() {
        try {
            mBLUETOOTH_SOCKET.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

在以上過程中，我們可以自己設立一個 Boolean 型的變量，來表示與設備的連接狀態，通過判斷該變量的值來做出相應的人機交互。

四、發送並接受串口數據

到這一步，我們的項目基本成型了，只剩下最後也是最關鍵的與串口藍牙進行通信。我這裏採用的是發送字符數據和接受字符數據進行交互。在發送的時候，會將字符數據轉化成字節流的形式發送。

1.發送數據部分

發送數據數據和接受數據，我們需要輸入流和輸出流。

    //定義輸出流//定義輸入流
    public static OutputStream OS;
    public static InputStream  IS;

然後寫一個 write 的方法來調用 OutputStream 的 write 方法來寫一個字節。

    //發送數據的方法
    public static void write(String str) {
        if (CONNECT_STATUS) {
            try {
                OS = mBLUETOOTH_SOCKET.getOutputStream();
                if (OS != null){
                    OS.write(str.getBytes("UTF-8"));
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

我們可以將 String 來源於 Edit Text 控件的內容，通過一個按鈕來執行發送的操作。

2.接收數據部分

接受數據的服務我們已經在連接那一步打開了，裏面用到的我們寫的一個接收數據的方法 ReceiveData 。並且在調用前，我們開啓了一個新的線程來做這件事情。

    // 讀數據線程
    private class ReceiveData extends Thread {
        InputStream mmInStream;

        private ReceiveData() {
            try {
                mmInStream = mBLUETOOTH_SOCKET.getInputStream();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        @Override
        public void run() {

            int bytes = 0;
            byte[] buffer = new byte[256];
            while (true) {

                // 接收數據
                try {
                    bytes = mmInStream.read(buffer);
                    final String readString = new String(buffer, 0, bytes);

                    runOnUiThread(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            mTV_ACCEPT.append(readString + " ");
                        }
                    });
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

我們可以用一個 Textview 用來顯示我們接收到的數據。

五、總結學習

本次項目的學習主要難點在搜索添加設備和，讀寫數據上，很多內容還需要多家理解，對該部分的知識還不夠深刻，需要系統性的學習一下。

以下是 App 的實際效果。

Android 藍牙串口調試程序開發

Android 藍牙串口調試程序開發

〇、藍牙串口開發的流程

一、添加需要用到的權限

二、檢測和打開藍牙設備

1.檢測藍牙設備

2.打開藍牙設備

三、搜索並連接藍牙設備

1.搜索藍牙設備

2.連接藍牙設備

四、發送並接受串口數據

1.發送數據部分

2.接收數據部分

五、總結學習

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Android 藍牙串口調試程序開發

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