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android BLE Peripheral 手机模拟设备发出BLE广播 BluetoothLeAdvertiser

android 从4.3系统开始可以连接BLE设备,这个大家都知道了。iOS是从7.0版本开始支持BLE。

android 进入5.0时代时,开放了一个新功能,手机可以模拟设备发出BLE广播, 这个新功能其实是 对标于 iOS系统的手机模拟iBeacon设备。


先介绍一下BLE的广播, BLE设备之所以能被手机扫描到,是因为 BLE设备一直在每隔 一段时间广播一次,这个广播里面包含很多数据。

手机扫描BLE设备代码如下:

        public void startScan(){
	        bluetoothAdapter.startLeScan(leScanCallback);
        }

	public void stopScan(){
		bluetoothAdapter.stopLeScan(leScanCallback);
	}
	private LeScanCallback leScanCallback=new LeScanCallback() {
		
		@Override
		public void onLeScan(BluetoothDevice bluetoothdeivce, int rssi, byte[] scandata) {
			//把byte数组转成16进制字符串,方便查看
			Log.e("TAG","scandata:"+ CYUtils.Bytes2HexString(scandata));
		}
	};

ok,这段代码大家在做连接BLE设备进行通讯的时候,已经很熟悉了。其中的 byte数组 scandata就是 BLE设备的广播数据。


那么接下来,我们开始使用 手机1 模拟成BLE设备来发送广播,然后用手机2 来进行扫描查看广播数据 scandata

首先获取 BluetoothAdapter, 熟悉的代码:

BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager)getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);

bluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();


进行广播的时候需要用到BluetoothLeAdvertiser,进行实例化:


mBluetoothLeAdvertiser = bluetoothAdapter.getBluetoothLeAdvertiser();
实例化好之后就可以进行广播数据了,开启广播方法是:



BluetoothLeAdvertiser: 
public void startAdvertising(AdvertiseSettings settings,
            AdvertiseData advertiseData, final AdvertiseCallback callback)

其中, AdvertiseSettings 是广播的一些设置,比如,广播间隔,是否可以连接等等; AdvertiseData 就是广播数据了, AdvertiseCallback是广播回调,会告诉你广播成功还是失败。


先给一段完整广播代码如下:


    public void startAction(View v){
        byte[] broadcastData ={0x34,0x56};
        mBluetoothLeAdvertiser.startAdvertising(createAdvSettings(true, 0), createAdvertiseData(broadcastData), mAdvertiseCallback);
    }
    public void stopAction(View v) {
        mBluetoothLeAdvertiser.stopAdvertising(mAdvertiseCallback);
    }

    public AdvertiseSettings createAdvSettings(boolean connectable, int timeoutMillis) {
        AdvertiseSettings.Builder mSettingsbuilder = new AdvertiseSettings.Builder();
        mSettingsbuilder.setAdvertiseMode(AdvertiseSettings.ADVERTISE_MODE_LOW_LATENCY);
        mSettingsbuilder.setConnectable(connectable);
        mSettingsbuilder.setTimeout(timeoutMillis);
        AdvertiseSettings mAdvertiseSettings = mSettingsbuilder.build();
        return mAdvertiseSettings;
    }

    public AdvertiseData createAdvertiseData(byte[] data) {
        AdvertiseData.Builder mDataBuilder = new AdvertiseData.Builder();
        mDataBuilder.addManufacturerData(0x01AC, data);
        AdvertiseData mAdvertiseData = mDataBuilder.build();
        return mAdvertiseData;
    }
    private AdvertiseCallback mAdvertiseCallback = new AdvertiseCallback() {
        @Override
        public void onStartSuccess(AdvertiseSettings settingsInEffect) {
            super.onStartSuccess(settingsInEffect);

            ToastUtils.showToast(MainActivity.this, "开启广播成功", 2000);
        }

        @Override
        public void onStartFailure(int errorCode) {
            super.onStartFailure(errorCode);
            ToastUtils.showToast(MainActivity.this, "开启广播失败 errorCode:" + errorCode, 2000);
        }
    };


其中,广播数据broadcastData 我暂时直接先定死为2个字节 0x3456,同样在createAdvertiseData里面

也有定死的数据 0x01AC . 开启成功之后

我们使用手机2 来扫描看下广播的数据是什么:


E/TAG: scandata:02011A05FFAC0134560000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
log打印出来的scandata 有效数据是 02011A05FFAC013456 .  给大家解释一下这个数据的意思

为了看清楚,我分段如下: 02011A  05  FF AC01 3456   (注,这里的都是16进制数字

02011A这3个字节,02表示后面一段数据长度为2字节,01表示数据类型是flag ,1A就是flag的数据了

05 表示后面的一段数据长度为 5个字节, FF一个字节,AC01 两个字节,3456两个字节,加起来一共5个字节,老铁没毛病

FF,是一个数据类型,这是我们通过代码mDataBuilder.addManufacturerData(0x01AC, data); 添加广播数据时候设置的

ManufacturerData 是指设备厂商自定义数据,FF 就是代表下面的数据实体是厂商数据.

第一个参数0x01AC,是厂商id,id长度为2个字节,不足2个字节系统会补0,可以看到log打印出来的是 AC01,顺序是倒过来的,这点要注意!

如果我代码是这样写的 :


mDataBuilder.addManufacturerData(0xAC, data); //只写了一个字节的id
那么使用手机2 扫描出的scandata是:
 E/TAG: scandata:02011A05FFAC0034560000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
可以看到,AC后面系统自动补了00


广播数据出除了可以添加ManufacturerData,还可以添加ServerUUID, 代码如下:

public AdvertiseData createAdvertiseData(byte[] data) {
        AdvertiseData.Builder mDataBuilder = new AdvertiseData.Builder();
        mDataBuilder.addManufacturerData(0x01AC, data);
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        AdvertiseData mAdvertiseData = mDataBuilder.build();
        return mAdvertiseData;
    }
代码添加了一个 AE8F的 server uuid, 使用手机2 扫描的scandata 如下:


E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345603038FAE00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

直接看03038FAE 这一段,第一个03 表示后面的一段数据长度为3个字节  第二个03 表示这个数据类型是 server uuid类型,uuid的数据就是8FAE,顺序是倒过来的!

有人会问: 如果 我把addServiceUuid代码放在 addManufacturerData 前面,扫描的数据顺序是什么样的呢?

答案 还是:


E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345603038FAE00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
可以添加多个 server uuid吗? 可以,代码如下:
    public AdvertiseData createAdvertiseData(byte[] data) {
        AdvertiseData.Builder mDataBuilder = new AdvertiseData.Builder();
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addManufacturerData(0x01AC, data);
        AdvertiseData mAdvertiseData = mDataBuilder.build();
        return mAdvertiseData;
    }
扫描的结果是:



E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

直接看0503 8FAE E1FF 这一段, 05 表示后面的一段数据长度是5个字节,03表示数据类型是 server uuid, 8FAE是第一个uuid, E1FF是第二个uuid


这个ServerUUID 有什么用呢? 

不知大家在扫描BLE设备的时候,有没有注意到这个方法:

BluetoothAdapter
public boolean startLeScan(final UUID[] serviceUuids, final LeScanCallback callback)



这个方法也可以用来扫描BLE设备,但是多了一个参数, UUID数组, 这个扫描方法是用来过滤BLE设备用的,比如 你公司开发一个 蓝牙防丢器APP,你使用 startLeScan(callback)这个方法扫描的话,你会发现你扫描到周围的所有的BLE设备,同事戴的小米手环可能也被你扫描到,这样让用户来选择设备进行连接的话可能就比较迷糊,startLeScan(serviceUuids,callback) 这个方法在扫描的时候会过滤广播里的数据,只有符合的BLE设备才会被扫描回调。 所以,你们公司的蓝牙防丢器设备可以在广播字段里加入特定的server uuid, app扫描的时候可以过滤其他设备。

我们来实现一下这个功能, 修改 手机2 的扫描代码:


        public void startScan(){
                UUID[] serviceUuids = new UUID[] { UUID	.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb") };
		bluetoothAdapter.startLeScan(serviceUuids, leScanCallback);
	}
	public void stopScan(){
		bluetoothAdapter.stopLeScan(leScanCallback);
	}
	private LeScanCallback leScanCallback=new LeScanCallback() {
		
		@Override
		public void onLeScan(BluetoothDevice bluetoothdeivce, int rssi, byte[] scandata) {
			//把byte数组转成16进制字符串,方便查看
			Log.e("TAG","scandata:"+ CYUtils.Bytes2HexString(scandata));
		}
	};
扫描结果是这样的:



05-23 16:13:30.522 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
05-23 16:13:30.625 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
05-23 16:13:30.735 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
05-23 16:13:30.847 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
05-23 16:13:30.955 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
05-23 16:13:31.061 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
05-23 16:13:31.192 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
05-23 16:13:31.283 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
05-23 16:13:31.369 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
05-23 16:13:31.480 10197-10197/jiqi.blescandemo E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

可以发现,扫描结果里面只会出现拥有  AE8F 这个uuid的 BLE设备,搜索不到其他设备

注意:部分手机使用startLeScan(serviceUuids,callback)这个方法过滤设备 会扫描不到设备,即使这个设备UUID符合过滤条件,我归结为手机/系统问题,如三星手机


这样,我们知道,广播数据可以添加ManufacturerData,还可以添加ServerUUID, 还有吗? 有,代码如下:

    public AdvertiseData createAdvertiseData(byte[] data) {
        AdvertiseData.Builder mDataBuilder = new AdvertiseData.Builder();
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x64,0x12});
        mDataBuilder.addManufacturerData(0x01AC, data);
        AdvertiseData mAdvertiseData = mDataBuilder.build();
        return mAdvertiseData;
    }


扫描结果如下:

E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF05168FAE64120000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

直接看05168FAE6412 这一段,05依然表示下面一段数据长度为5个字节,16表示数据类型为 server data, 8FAE表示这个数据的uuid是AE8F, 6412就是数据本体了.

那么这个 server data能做什么呢?比如有这样一个 产品:温度计,温度计硬件在广播字段里的server data里面加入它测量的温度,这样APP可以不连接温度计设备 只通过扫描就知道温度了,是不是很方便.

以下有几个坑请大家注意一下:

  情况1:

    public AdvertiseData createAdvertiseData(byte[] data) {
        AdvertiseData.Builder mDataBuilder = new AdvertiseData.Builder();
       // mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x64,0x12});
        mDataBuilder.addManufacturerData(0x01AC, data);
        AdvertiseData mAdvertiseData = mDataBuilder.build();
        return mAdvertiseData;
    }


     我注释了一句代码,广播字段里我没有 添加 ae8f这个 uuid,而直接添加了 ae8f的data 为 0x6412,那么扫描结果如何?

     使用startLeScan(serviceUuids,callback)过滤 ae8f这个uuid,没有扫描结果;

     使用startLeScan(callback),扫描结果如下:

E/TAG: scandata:02011A05FFAC0134560303E1FF05168FAE641200000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000


     可以看到是有 ae8f对应的数据 6412,但是server uuid里面是没有 ae8f的.

  情况2:

     代码顺序1:

        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x22,0x44});
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x54,0x12});

//扫描结果
E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF05168FAE54120000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000


    代码顺序2:

        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x54,0x11});
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x22,0x43});

//扫描结果
E/TAG: scandata:02011A05FFAC01345605038FAEE1FF05168FAE54110000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000


    代码顺序3:

           

        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x54,0x1A});
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x22,0x47});

//扫描结果
E/TAG: scandata:02011A05FFAC0134560503E1FF8FAE05168FAE541A0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000


    代码顺序4:

    

        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceUuid( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x22,0x48});
        mDataBuilder.addServiceData( ParcelUuid.fromString("0000ae8f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"),new byte[]{0x54,0x1B});

//扫描结果
E/TAG: scandata:02011A05FFAC0134560503E1FF8FAE05168FAE541B0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000


    情况2总结:从上面4个代码顺序的结果来看,总是扫描到 ae8f这个uuid对应的数据,没有第二个 server data,但是为什么每次都是ae8f?我TM也不知道!!


AdvertiseData介绍完毕,下面再稍微介绍一下 AdvertiseSettings

        AdvertiseSettings.Builder mSettingsbuilder = new AdvertiseSettings.Builder();
        mSettingsbuilder.setAdvertiseMode(AdvertiseSettings.ADVERTISE_MODE_LOW_LATENCY);
        mSettingsbuilder.setConnectable(connectable);
        mSettingsbuilder.setTxPowerLevel(AdvertiseSettings.ADVERTISE_TX_POWER_HIGH);
        mSettingsbuilder.setTimeout(0);
        AdvertiseSettings mAdvertiseSettings = mSettingsbuilder.build();


 setAdvertiseMode(int advertiseMode)
         设置广播的模式,低功耗,平衡和低延迟三种模式;
         对应  AdvertiseSettings.ADVERTISE_MODE_LOW_POWER  ,ADVERTISE_MODE_BALANCED ,ADVERTISE_MODE_LOW_LATENCY
         从左右到右,广播的间隔会越来越短 


 setConnectable(boolean connectable)
          设置是否可以连接。
          广播分为可连接广播和不可连接广播,一般不可连接广播应用在iBeacon设备上,这样APP无法连接上iBeacon设备


 setTimeout(int timeoutMillis)
          设置广播的最长时间,最大值为常量AdvertiseSettings.LIMITED_ADVERTISING_MAX_MILLIS = 180 * 1000;  180秒
          设为0时,代表无时间限制会一直广播
 setTxPowerLevel(int txPowerLevel)
          设置广播的信号强度
          常量有AdvertiseSettings.ADVERTISE_TX_POWER_ULTRA_LOW,ADVERTISE_TX_POWER_LOW,ADVERTISE_TX_POWER_MEDIUM,ADVERTISE_TX_POWER_HIGH 
          从左到右分别表示强度越来越强. 
          举例:当设置为ADVERTISE_TX_POWER_ULTRA_LOW时,
          手机1和手机2放在一起,手机2扫描到的rssi信号强度为-56左右,
          当设置为ADVERTISE_TX_POWER_HIGH  时, 扫描到的信号强度为-33左右,
          信号强度越大,表示手机和设备靠的越近



     好了,关于BluetoothLeAdvertiser 的用法介绍完毕!!!!


可能有人会说,bluetoothAdapter.startLeScan(leScanCallback); 这个方法过时了怎么办,那可以看一下我的另一篇文章

android BLE 扫描BLE设备 BluetoothLeScanner


源码附件:

模拟BLE广播源码:http://pan.baidu.com/s/1bptOQyb

手机2扫描打印的源码就不放出了,很简单。


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