Bluetooth Low Energy

Android offre il supporto integrato della piattaforma per Bluetooth Low Energy (BLE) nel ruolo centrale e fornisce API che le app possono utilizzare per rilevare dispositivi, richiedere servizi e trasmettere informazioni.

I casi d'uso comuni includono:

• Trasferimento di piccole quantità di dati tra dispositivi nelle vicinanze.
• Interazione con i sensori di prossimità per offrire agli utenti un'esperienza personalizzata in base alla loro posizione attuale.

A differenza del Bluetooth classico, il BLE è progettato per un consumo energetico notevolmente inferiore. In questo modo le app possono comunicare con dispositivi BLE che hanno requisiti di alimentazione più rigidi, come sensori di prossimità, cardiofrequenzimetri e dispositivi per il fitness.

Nozioni di base

Affinché i dispositivi compatibili con BLE trasmettano dati tra loro, devono prima formare un canale di comunicazione. L'utilizzo delle API Bluetooth LE richiede di dichiarare diverse autorizzazioni nel file manifest. Una volta che l'app dispone dell'autorizzazione per utilizzare il Bluetooth, l'app deve accedere a BluetoothAdapter e determinare se il Bluetooth è disponibile sul dispositivo Se il Bluetooth è disponibile, il dispositivo eseguirà una scansione per rilevare i dispositivi BLE nelle vicinanze. Una volta trovato un dispositivo, le funzionalità del dispositivo BLE vengono rilevate connettendosi al server GATT sul dispositivo BLE. Una volta stabilita la connessione, i dati possono essere trasferiti con il dispositivo collegato in base ai servizi e alle caratteristiche disponibili.

Termini e concetti chiave

Di seguito è riportato un riepilogo dei termini e dei concetti chiave di BLE:

• Profilo attributi generico (GATT)

  Il profilo GATT è una specifica generale per l'invio e la ricezione di brevi frammenti di dati noti come "attributi" tramite un link BLE. Tutti i profili di applicazione BLE attuali si basano su GATT. Per saperne di più, consulta l'esempio Android BluetoothLeGatt su GitHub.

• Profili

  Il Bluetooth SIG definisce molti profili per i dispositivi BLE. Un profilo è una specifica del funzionamento di un dispositivo in una determinata applicazione. Tieni presente che un dispositivo può implementare più di un profilo. Ad esempio, un dispositivo potrebbe contenere un cardiofrequenzimetro e un rilevatore del livello della batteria.

• Attribute Protocol (ATT)

  GATT è basato sul protocollo Attribute (ATT). Questo processo è noto anche come GATT/ATT. ATT è ottimizzato per l'esecuzione su dispositivi BLE. A questo scopo, utilizza il minor numero possibile di byte. Ogni attributo è identificato in modo univoco da un identificatore universale univoco (UUID), ovvero un formato standardizzato a 128 bit per un ID stringa utilizzato per identificare in modo univoco le informazioni. Gli attributi trasportati da ATT sono formattati come caratteristiche e servizi.

• Caratteristica

  Una caratteristica contiene un singolo valore e da 0 a n descrittori che descrivono il valore della caratteristica. Una caratteristica può essere considerata un tipo, analogo a una classe.

• Descrittore

  I descrittori sono attributi definiti che descrivono un valore caratteristico. Ad esempio, un descrittore potrebbe specificare una descrizione leggibile, un intervallo accettabile per il valore di una caratteristica o una unità di misura specifica per il valore di una caratteristica.

• Servizio

  Un servizio è un insieme di caratteristiche. Ad esempio, potresti avere un servizio denominato "Monitoraggio della frequenza cardiaca" che include caratteristiche come "misurazione della frequenza cardiaca". Puoi trovare un elenco di profili e servizi basati su GATT esistenti su bluetooth.org.

Ruoli e responsabilità

Quando un dispositivo interagisce con un dispositivo BLE, i ruoli e le responsabilità sono suddivisi in due modi diversi:

• Centrale e periferico. Questo vale per la connessione BLE stessa: il dispositivo nel ruolo centrale esegue la scansione alla ricerca di annunci e il dispositivo nel ruolo periferico li pubblicizza. Due dispositivi che supportano solo il ruolo di periferica non possono comunicare tra loro, così come due dispositivi che supportano solo il ruolo di dispositivo centrale.

• Server GATT e client GATT. Questo determina la modalità di comunicazione tra i due dispositivi dopo aver stabilito la connessione. Il dispositivo nel ruolo client invia richieste di dati e il dispositivo nel ruolo server le soddisfa.

Per comprendere la differenza tra le suddivisioni dei ruoli centrali-periferici e server-client, prendiamo ad esempio uno smartphone Android e un tracker per attività abilitato al BLE che riporta i dati del sensore allo smartphone.

• Lo smartphone, il dispositivo centrale, cerca attivamente i dispositivi BLE. Il tracker di attività, ovvero il dispositivo periferico, si annuncia e attende di ricevere una richiesta di connessione.

• Dopo che lo smartphone e il tracker per attività hanno stabilito una connessione, inizieranno a trasferirsi tra loro i metadati GATT. In questo caso, l'app in esecuzione sullo smartphone invia richieste di dati, quindi agisce come client GATT. Il tracker per attività soddisfa queste richieste, quindi funge da server GATT.

Un design alternativo dell'app potrebbe prevedere invece che lo smartphone svolga il ruolo di server GATT. Per maggiori informazioni, consulta BluetoothGattServer.