انتقال داده های BLE

هنگامی که به یک سرور BLE GATT متصل شدید، می‌توانید از اتصال برای اطلاع از خدمات موجود در دستگاه، جستجوی داده‌ها از دستگاه و درخواست اعلان‌ها هنگام تغییر مشخصه گات استفاده کنید.

خدمات را کشف کنید

اولین کاری که باید پس از اتصال به سرور GATT در دستگاه BLE انجام دهید، کشف سرویس است. این اطلاعات در مورد خدمات موجود در دستگاه راه دور و همچنین ویژگی های سرویس و توصیفگرهای آنها را ارائه می دهد. در مثال زیر، هنگامی که سرویس با موفقیت به دستگاه متصل شد (که با فراخوانی مناسب به تابع onConnectionStateChange() BluetoothGattCallback نشان داده شده است)، تابع discoverServices() اطلاعات را از دستگاه BLE جستجو می کند.

این سرویس باید تابع onServicesDiscovered() را در BluetoothGattCallback لغو کند. این عملکرد زمانی فراخوانی می شود که دستگاه از خدمات موجود خود گزارش می دهد.

class BluetoothLeService : Service() {

...

private val bluetoothGattCallback = object : BluetoothGattCallback() {
    override fun onConnectionStateChange(gatt: BluetoothGatt?, status: Int, newState: Int) {
        if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
            // successfully connected to the GATT Server
            broadcastUpdate(ACTION_GATT_CONNECTED)
            connectionState = STATE_CONNECTED
            // Attempts to discover services after successful connection.
            bluetoothGatt?.discoverServices()
        } else if (newState == BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED) {
            // disconnected from the GATT Server
            broadcastUpdate(ACTION_GATT_DISCONNECTED)
            connectionState = STATE_DISCONNECTED
        }
    }

    override fun onServicesDiscovered(gatt: BluetoothGatt?, status: Int) {
        if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
            broadcastUpdate(ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED)
        } else {
            Log.w(BluetoothLeService.TAG, "onServicesDiscovered received: $status")
        }
    }
}

...

companion object {
  const val ACTION_GATT_CONNECTED = "com.example.bluetooth.le.ACTION_GATT_CONNECTED"
  const val ACTION_GATT_DISCONNECTED =
              "com.example.bluetooth.le.ACTION_GATT_DISCONNECTED"
  const val ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED =
              "com.example.bluetooth.le.ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED"

  private const val STATE_DISCONNECTED = 0
  private const val STATE_CONNECTED = 2
}

class BluetoothLeService extends Service {

    public final static String ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED =
            "com.example.bluetooth.le.ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED";

    ...

    private final BluetoothGattCallback bluetoothGattCallback = new BluetoothGattCallback() {
        @Override
        public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState) {
            if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
                // successfully connected to the GATT Server
                connectionState = STATE_CONNECTED;
                broadcastUpdate(ACTION_GATT_CONNECTED);
                // Attempts to discover services after successful connection.
                bluetoothGatt.discoverServices();
            } else if (newState == BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED) {
                // disconnected from the GATT Server
                connectionState = STATE_DISCONNECTED;
                broadcastUpdate(ACTION_GATT_DISCONNECTED);
            }
        }

        @Override
        public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
            if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
                broadcastUpdate(ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED);
            } else {
                Log.w(TAG, "onServicesDiscovered received: " + status);
            }
        }
    };
}

این سرویس از پخش برای اطلاع رسانی فعالیت استفاده می کند. هنگامی که سرویس ها کشف شدند، سرویس می تواند getServices() برای دریافت داده های گزارش شده فراخوانی کند.

class BluetoothLeService : Service() {

...

  fun getSupportedGattServices(): List<BluetoothGattService?>? {
      return bluetoothGatt?.services
  }
}

class BluetoothLeService extends Service {

...

    public List<BluetoothGattService> getSupportedGattServices() {
        if (bluetoothGatt == null) return null;
        return bluetoothGatt.getServices();
    }
}

سپس اکتیویتی می تواند این تابع را هنگامی که هدف پخش را دریافت می کند فراخوانی کند، که نشان می دهد کشف سرویس به پایان رسیده است.

class DeviceControlActivity : AppCompatActivity() {

...

    private val gattUpdateReceiver: BroadcastReceiver = object : BroadcastReceiver() {
        override fun onReceive(context: Context, intent: Intent) {
            when (intent.action) {
                BluetoothLeService.ACTION_GATT_CONNECTED -> {
                    connected = true
                    updateConnectionState(R.string.connected)
                }
                BluetoothLeService.ACTION_GATT_DISCONNECTED -> {
                    connected = false
                    updateConnectionState(R.string.disconnected)
                        }
                BluetoothLeService.ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED -> {
                    // Show all the supported services and characteristics on the user interface.
                    displayGattServices(bluetoothService?.getSupportedGattServices())
                }
            }
        }
    }
}

class DeviceControlsActivity extends AppCompatActivity {

...

    private final BroadcastReceiver gattUpdateReceiver = new BroadcastReceiver() {
        @Override
        public void onReceive(Context context, Intent intent) {
            final String action = intent.getAction();
            if (BluetoothLeService.ACTION_GATT_CONNECTED.equals(action)) {
                connected = true;
                updateConnectionState(R.string.connected);
            } else if (BluetoothLeService.ACTION_GATT_DISCONNECTED.equals(action)) {
                connected = false;
                updateConnectionState(R.string.disconnected);
            } else if (BluetoothLeService.ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED.equals(action)) {
                // Show all the supported services and characteristics on the user interface.
                displayGattServices(bluetoothService.getSupportedGattServices());
            }
        }
    };
}

ویژگی های BLE را بخوانید

هنگامی که برنامه شما به سرور GATT متصل شد و خدماتی را پیدا کرد، می‌تواند ویژگی‌ها را بخواند و بنویسد، در صورت پشتیبانی. به عنوان مثال، قطعه زیر از طریق سرویس‌ها و ویژگی‌های سرور تکرار می‌شود و آنها را در UI نمایش می‌دهد:

class DeviceControlActivity : Activity() {

    // Demonstrates how to iterate through the supported GATT
    // Services/Characteristics.
    // In this sample, we populate the data structure that is bound to the
    // ExpandableListView on the UI.
    private fun displayGattServices(gattServices: List<BluetoothGattService>?) {
        if (gattServices == null) return
        var uuid: String?
        val unknownServiceString: String = resources.getString(R.string.unknown_service)
        val unknownCharaString: String = resources.getString(R.string.unknown_characteristic)
        val gattServiceData: MutableList<HashMap<String, String>> = mutableListOf()
        val gattCharacteristicData: MutableList<ArrayList<HashMap<String, String>>> =
                mutableListOf()
        mGattCharacteristics = mutableListOf()

        // Loops through available GATT Services.
        gattServices.forEach { gattService ->
            val currentServiceData = HashMap<String, String>()
            uuid = gattService.uuid.toString()
            currentServiceData[LIST_NAME] = SampleGattAttributes.lookup(uuid, unknownServiceString)
            currentServiceData[LIST_UUID] = uuid
            gattServiceData += currentServiceData

            val gattCharacteristicGroupData: ArrayList<HashMap<String, String>> = arrayListOf()
            val gattCharacteristics = gattService.characteristics
            val charas: MutableList<BluetoothGattCharacteristic> = mutableListOf()

            // Loops through available Characteristics.
            gattCharacteristics.forEach { gattCharacteristic ->
                charas += gattCharacteristic
                val currentCharaData: HashMap<String, String> = hashMapOf()
                uuid = gattCharacteristic.uuid.toString()
                currentCharaData[LIST_NAME] = SampleGattAttributes.lookup(uuid, unknownCharaString)
                currentCharaData[LIST_UUID] = uuid
                gattCharacteristicGroupData += currentCharaData
            }
            mGattCharacteristics += charas
            gattCharacteristicData += gattCharacteristicGroupData
        }
    }
}

public class DeviceControlActivity extends Activity {
    ...
    // Demonstrates how to iterate through the supported GATT
    // Services/Characteristics.
    // In this sample, we populate the data structure that is bound to the
    // ExpandableListView on the UI.
    private void displayGattServices(List<BluetoothGattService> gattServices) {
        if (gattServices == null) return;
        String uuid = null;
        String unknownServiceString = getResources().
                getString(R.string.unknown_service);
        String unknownCharaString = getResources().
                getString(R.string.unknown_characteristic);
        ArrayList<HashMap<String, String>> gattServiceData =
                new ArrayList<HashMap<String, String>>();
        ArrayList<ArrayList<HashMap<String, String>>> gattCharacteristicData
                = new ArrayList<ArrayList<HashMap<String, String>>>();
        mGattCharacteristics =
                new ArrayList<ArrayList<BluetoothGattCharacteristic>>();

        // Loops through available GATT Services.
        for (BluetoothGattService gattService : gattServices) {
            HashMap<String, String> currentServiceData =
                    new HashMap<String, String>();
            uuid = gattService.getUuid().toString();
            currentServiceData.put(
                    LIST_NAME, SampleGattAttributes.
                            lookup(uuid, unknownServiceString));
            currentServiceData.put(LIST_UUID, uuid);
            gattServiceData.add(currentServiceData);

            ArrayList<HashMap<String, String>> gattCharacteristicGroupData =
                    new ArrayList<HashMap<String, String>>();
            List<BluetoothGattCharacteristic> gattCharacteristics =
                    gattService.getCharacteristics();
            ArrayList<BluetoothGattCharacteristic> charas =
                    new ArrayList<BluetoothGattCharacteristic>();
           // Loops through available Characteristics.
            for (BluetoothGattCharacteristic gattCharacteristic :
                    gattCharacteristics) {
                charas.add(gattCharacteristic);
                HashMap<String, String> currentCharaData =
                        new HashMap<String, String>();
                uuid = gattCharacteristic.getUuid().toString();
                currentCharaData.put(
                        LIST_NAME, SampleGattAttributes.lookup(uuid,
                                unknownCharaString));
                currentCharaData.put(LIST_UUID, uuid);
                gattCharacteristicGroupData.add(currentCharaData);
            }
            mGattCharacteristics.add(charas);
            gattCharacteristicData.add(gattCharacteristicGroupData);
         }
    ...
    }
...
}

سرویس GATT لیستی از ویژگی هایی را ارائه می دهد که می توانید از دستگاه بخوانید. به منظور پرس و جو کردن داده ها، تابع readCharacteristic() را در BluetoothGatt فراخوانی کنید، و با عبور از BluetoothGattCharacteristic که می خواهید بخوانید.

class BluetoothLeService : Service() {

...

    fun readCharacteristic(characteristic: BluetoothGattCharacteristic) {
        bluetoothGatt?.let { gatt ->
            gatt.readCharacteristic(characteristic)
        } ?: run {
            Log.w(TAG, "BluetoothGatt not initialized")
            Return
        }
    }
}

class BluetoothLeService extends Service {

...

    public void readCharacteristic(BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
        if (bluetoothGatt == null) {
            Log.w(TAG, "BluetoothGatt not initialized");
            return;
        }
        bluetoothGatt.readCharacteristic(characteristic);
    }
}

در این مثال، این سرویس تابعی را برای فراخوانی readCharacteristic() پیاده سازی می کند. این یک تماس ناهمزمان است. نتایج به تابع BluetoothGattCallback onCharacteristicRead() ارسال می شود.

class BluetoothLeService : Service() {

...

    private val bluetoothGattCallback = object : BluetoothGattCallback() {

        ...

        override fun onCharacteristicRead(
            gatt: BluetoothGatt,
            characteristic: BluetoothGattCharacteristic,
            status: Int
            ) {
                if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
                broadcastUpdate(BluetoothLeService.ACTION_DATA_AVAILABLE, characteristic)
            }
        }
    }
}

class BluetoothLeService extends Service {

...

    private final BluetoothGattCallback bluetoothGattCallback = new BluetoothGattCallback() {

    ...

        @Override
        public void onCharacteristicRead(
        BluetoothGatt gatt,
        BluetoothGattCharacteristic characteristic,
        int status
        ) {
            if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
                broadcastUpdate(ACTION_DATA_AVAILABLE, characteristic);
            }
        }
    };
}

هنگامی که یک callback خاص راه اندازی می شود، متد helper مربوط به broadcastUpdate() را فراخوانی می کند و آن را یک عمل ارسال می کند. توجه داشته باشید که تجزیه داده ها در این بخش مطابق با مشخصات پروفایل اندازه گیری ضربان قلب بلوتوث انجام می شود.

private fun broadcastUpdate(action: String, characteristic: BluetoothGattCharacteristic) {
    val intent = Intent(action)

    // This is special handling for the Heart Rate Measurement profile. Data
    // parsing is carried out as per profile specifications.
    when (characteristic.uuid) {
        UUID_HEART_RATE_MEASUREMENT -> {
            val flag = characteristic.properties
            val format = when (flag and 0x01) {
                0x01 -> {
                    Log.d(TAG, "Heart rate format UINT16.")
                    BluetoothGattCharacteristic.FORMAT_UINT16
                }
                else -> {
                    Log.d(TAG, "Heart rate format UINT8.")
                    BluetoothGattCharacteristic.FORMAT_UINT8
                }
            }
            val heartRate = characteristic.getIntValue(format, 1)
            Log.d(TAG, String.format("Received heart rate: %d", heartRate))
            intent.putExtra(EXTRA_DATA, (heartRate).toString())
        }
        else -> {
            // For all other profiles, writes the data formatted in HEX.
            val data: ByteArray? = characteristic.value
            if (data?.isNotEmpty() == true) {
                val hexString: String = data.joinToString(separator = " ") {
                    String.format("%02X", it)
                }
                intent.putExtra(EXTRA_DATA, "$data\n$hexString")
            }
        }
    }
    sendBroadcast(intent)
}

private void broadcastUpdate(final String action,
                             final BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
    final Intent intent = new Intent(action);

    // This is special handling for the Heart Rate Measurement profile. Data
    // parsing is carried out as per profile specifications.
    if (UUID_HEART_RATE_MEASUREMENT.equals(characteristic.getUuid())) {
        int flag = characteristic.getProperties();
        int format = -1;
        if ((flag & 0x01) != 0) {
            format = BluetoothGattCharacteristic.FORMAT_UINT16;
            Log.d(TAG, "Heart rate format UINT16.");
        } else {
            format = BluetoothGattCharacteristic.FORMAT_UINT8;
            Log.d(TAG, "Heart rate format UINT8.");
        }
        final int heartRate = characteristic.getIntValue(format, 1);
        Log.d(TAG, String.format("Received heart rate: %d", heartRate));
        intent.putExtra(EXTRA_DATA, String.valueOf(heartRate));
    } else {
        // For all other profiles, writes the data formatted in HEX.
        final byte[] data = characteristic.getValue();
        if (data != null && data.length > 0) {
            final StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(data.length);
            for(byte byteChar : data)
                stringBuilder.append(String.format("%02X ", byteChar));
            intent.putExtra(EXTRA_DATA, new String(data) + "\n" +
                    stringBuilder.toString());
        }
    }
    sendBroadcast(intent);
}

اعلان‌های گات را دریافت کنید

معمولاً برنامه‌های BLE درخواست می‌کنند که وقتی مشخصه خاصی در دستگاه تغییر می‌کند مطلع شوند. در مثال زیر، این سرویس تابعی را برای فراخوانی متد setCharacteristicNotification() پیاده‌سازی می‌کند:

class BluetoothLeService : Service() {

...

    fun setCharacteristicNotification(
    characteristic: BluetoothGattCharacteristic,
    enabled: Boolean
    ) {
        bluetoothGatt?.let { gatt ->
        gatt.setCharacteristicNotification(characteristic, enabled)

        // This is specific to Heart Rate Measurement.
        if (BluetoothLeService.UUID_HEART_RATE_MEASUREMENT == characteristic.uuid) {
            val descriptor = characteristic.getDescriptor(UUID.fromString(SampleGattAttributes.CLIENT_CHARACTERISTIC_CONFIG))
            descriptor.value = BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE
            gatt.writeDescriptor(descriptor)
        }
        } ?: run {
            Log.w(BluetoothLeService.TAG, "BluetoothGatt not initialized")
        }
    }
}

class BluetoothLeService extends Service {

...

    public void setCharacteristicNotification(BluetoothGattCharacteristic characteristic,boolean enabled) {
        if (bluetoothGatt == null) {
            Log.w(TAG, "BluetoothGatt not initialized");
            Return;
        }
        bluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic, enabled);

        // This is specific to Heart Rate Measurement.
        if (UUID_HEART_RATE_MEASUREMENT.equals(characteristic.getUuid())) {
            BluetoothGattDescriptor descriptor = characteristic.getDescriptor(UUID.fromString(SampleGattAttributes.CLIENT_CHARACTERISTIC_CONFIG));
            descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);
            bluetoothGatt.writeDescriptor(descriptor);
        }
    }
}

هنگامی که اعلان‌ها برای یک مشخصه فعال می‌شوند، در صورتی که مشخصه در دستگاه راه دور تغییر کند، یک فراخوانی onCharacteristicChanged() فعال می‌شود:

class BluetoothLeService : Service() {

...

    private val bluetoothGattCallback = object : BluetoothGattCallback() {
        ...

        override fun onCharacteristicChanged(
        gatt: BluetoothGatt,
        characteristic: BluetoothGattCharacteristic
        ) {
            broadcastUpdate(ACTION_DATA_AVAILABLE, characteristic)
        }
    }
}

class BluetoothLeService extends Service {

...

    private final BluetoothGattCallback bluetoothGattCallback = new BluetoothGattCallback() {
    ...

        @Override
        public void onCharacteristicChanged(
        BluetoothGatt gatt,
        BluetoothGattCharacteristic characteristic
        ) {
            broadcastUpdate(ACTION_DATA_AVAILABLE, characteristic);
        }
    };
}