Android 低功耗蓝牙开发（数据交互） 前言正文一、BluetoothGattCallback1. onPhyUpdate2. onPhyRead3. onServicesDiscovered4. onCharacteristicRead5. onCharacteristicWrite6. onCharacteristicChanged7. onDescriptorRead8. onDescriptorWrite9. onReliableWriteCompleted10. onReadRemoteRssi11. onMtuChanged 二、使用1. 连接设备2. 获取MTU Size3. 发现服务4. 打开通知5. 写入数据6. 收到数据7. Phy值读取和改变8. 读取特性、描述符、RSSI 三、源码 前言
??在上一篇低功耗蓝牙开发文章中，我讲述了扫描和连接，本篇文章讲述数据的交互。当了解了数据交互后就可以开始进行低功耗蓝牙硬件和手机App软件相结合的项目，例如蓝牙音箱、蓝牙灯、蓝牙锁等等。
正文??因为本篇文章会接着上一篇文章进行一个续写，上一篇文章 Android 低功耗蓝牙开发（扫描、连接），没看过的可以先看看，这样可以平稳过度，当然如果对扫描和连接都没有问题的可以直接从本篇文章开始看。
一、BluetoothGattCallback??在进行编码之前首先要了解一个很重要的东西，那就是BluetoothGattCallback，这个类非常重要，可以说你能不能进行低功耗蓝牙的数据交互全看它了。
之前在进行低功耗蓝牙连接的时候使用的是Gatt连接，不知道你是否还记得。回顾一下： 可以看到通过连接gatt，使用了抽象类BluetoothGattCallback，重写了里面的一个onConnectionStateChange方法，进行设备连接状态的回调。这个类里面还有一些方法，可以用于针对开发中的使用进行调用。下面来介绍一下：
这里光有一个表好像是没有啥用，在介绍详细的API方法及里面的属性值之前先做好准备工作。
BluetoothGattCallback是一个抽象类，那么自然需要一个实现类，在之前的文章中我是通过匿名实现里面的onConnectionStateChange方法对低功耗蓝牙设备进行连接和断开的监听的。
不过在实际开发中这样的做法并不可取，因为一个蓝牙项目里面不可能只有一个地方需要使用这个监听，那么此时就需要封装一个类去单独实现BluetoothGattCallback中的方法，然后再根据需要取使用。
下面在com.llw.bledemo下新建一个callback包，包里面新建一个BleCallback类，然后继承BluetoothGattCallback，重写里面的onConnectionStateChange方法，代码如下：
public class BleCallback extends BluetoothGattCallback { private static final String TAG = BleCallback.class.getSimpleName(); /** * 连接状态改变回调 * * @param gatt gatt * @param status gatt连接状态 * @param newState 新状态 */ @Override public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState) { if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) { switch (newState) { case BluetoothProfile.STATE_CONNECTED://连接成功 Log.d(TAG, "连接成功"); break; case BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED://断开连接 Log.e(TAG, "断开连接"); break; default: break; } } else { Log.e(TAG, "onConnectionStateChange: " + status); } } }为了区别于上一篇文章，我这里会新建一个DataExchangeActivity来做数据的交互，不会影响到上一篇文章的内容。然后在MainActivity，点击列表item时调用的connectDevice方法中跳转到DataExchangeActivity中，通过传递蓝牙对象过去。
接下来看看DataExchangeActivity中做了什么？
public class DataExchangeActivity extends AppCompatActivity { private static final String TAG = DataExchangeActivity.class.getSimpleName(); /** * Gatt */ private BluetoothGatt bluetoothGatt; /** * 设备是否连接 */ private boolean isConnected = false; /** * Gatt回调 */ private BleCallback bleCallback; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_data_exchange); //初始化 bleCallback = new BleCallback(); //获取上个页面传递过来的设备 BluetoothDevice device = getIntent().getParcelableExtra("device"); //连接gatt 设置Gatt回调 bluetoothGatt = device.connectGatt(this, false, bleCallback); } /** * 断开设备连接 */ private void disconnectDevice() { if (isConnected && bluetoothGatt != null) { bluetoothGatt.disconnect(); } } /** * Toast提示 * * @param msg 内容 */ private void showMsg(String msg) { Toast.makeText(this, msg, Toast.LENGTH_SHORT).show(); } }很简单这个代码，就是接收上个页面传递过来的蓝牙对象，然后进行gatt连接。直接传入实例化之后的bleCallback即可，请注意关于gatt的处理都是在子线程中进行的，可以验证一下： 运行一下，进入交互页面。 下面进行GattCallback中的API介绍。
1. onPhyUpdate /** * 物理层改变回调 * * @param gatt gatt * @param txPhy 发送速率 1M 2M * @param rxPhy 接收速率 1M 2M * @param status 更新操作的状态 */ @Override public void onPhyUpdate(BluetoothGatt gatt, int txPhy, int rxPhy, int status) { super.onPhyUpdate(gatt, txPhy, rxPhy, status); }通过gatt.setPreferredPhy()方法触发，例如：
//设置 2M gatt.setPreferredPhy(BluetoothDevice.PHY_LE_2M, BluetoothDevice.PHY_LE_2M, BluetoothDevice.PHY_OPTION_NO_PREFERRED); 2. onPhyRead /** * 读取物理层回调 * * @param gatt gatt * @param txPhy 发送速率 1M 2M * @param rxPhy 接收速率 1M 2M * @param status 更新操作的状态 */ @Override public void onPhyRead(BluetoothGatt gatt, int txPhy, int rxPhy, int status) { super.onPhyRead(gatt, txPhy, rxPhy, status); }通过gatt.readPhy();进行触发，该方法不需要传入参数。
3. onServicesDiscovered /** * 发现服务回调 * * @param gatt gatt * @param status gatt状态 */ @Override public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) { super.onServicesDiscovered(gatt, status); }通过gatt.discoverServices(); 触发，没有输入参数。
4. onCharacteristicRead /** * 特性读取回调 * * @param gatt gatt * @param characteristic 特性 * @param status gatt状态 */ @Override public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) { super.onCharacteristicRead(gatt, characteristic, status); }通过gatt.readCharacteristic(characteristic);触发，需要构建一个BluetoothGattCharacteristic 对象，在后面的实例中会演示。
5. onCharacteristicWrite /** * 特性写入回调 * * @param gatt gatt * @param characteristic 特性 * @param status gatt状态 */ @Override public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) { super.onCharacteristicWrite(gatt, characteristic, status); }通过gatt.writeCharacteristic(characteristic);触发，需要BluetoothGattCharacteristic 对象，在后面的实例中会演示。
6. onCharacteristicChanged /** * 特性改变回调 * * @param gatt gatt * @param characteristic 特性 */ @Override public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic) { super.onCharacteristicChanged(gatt, characteristic); }此回调的触发需要远程设备特性改变，通俗的说就是，你需要给设备发送消息之后，才会触发这个回调。在后面的实例中会演示。
7. onDescriptorRead /** * 描述符获取回调 * * @param gatt gatt * @param descriptor 描述符 * @param status gatt状态 */ @Override public void onDescriptorRead(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattDescriptor descriptor, int status) { super.onDescriptorRead(gatt, descriptor, status); }通过gatt.readDescriptor(descriptor);触发，需要传入BluetoothGattDescriptor对象，在后面的实例中会演示。
8. onDescriptorWrite /** * 描述符写入回调 * * @param gatt gatt * @param descriptor 描述符 * @param status gatt状态 */ @Override public void onDescriptorWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattDescriptor descriptor, int status) { super.onDescriptorWrite(gatt, descriptor, status); }通过gatt.writeDescriptor(descriptor);触发，需要传入BluetoothGattDescriptor 对象，在后面的实例中会演示。
9. onReliableWriteCompleted /** * 可靠写入完成回调 * * @param gatt gatt * @param status gatt状态 */ @Override public void onReliableWriteCompleted(BluetoothGatt gatt, int status) { super.onReliableWriteCompleted(gatt, status); }通过gatt.executeReliableWrite();触发，不需要参数，在实际中用的不是很多。
10. onReadRemoteRssi /** * 读取远程设备的信号强度回调 * * @param gatt gatt * @param rssi 信号强度 * @param status gatt状态 */ @Override public void onReadRemoteRssi(BluetoothGatt gatt, int rssi, int status) { super.onReadRemoteRssi(gatt, rssi, status); }通过gatt.readRemoteRssi();触发，无需参数，实际中使用不多。
11. onMtuChanged /** * Mtu改变回调 * * @param gatt gatt * @param mtu new MTU size * @param status gatt状态 */ @Override public void onMtuChanged(BluetoothGatt gatt, int mtu, int status) { super.onMtuChanged(gatt, mtu, status); }通过gatt.requestMtu(512);触发，需要传入请求的Mtu大小，最大是512，这里单位是字节，512是理论最大值，如果不设置就是默认23字节，而且传输本身用掉3字节，实际上携带数据只有20字节。在后面的实例中会演示。
最后的一个onConnectionUpdated回调无法进行覆写，就不介绍了，下面进入使用API环节。
二、使用 1. 连接设备??第一步是连接，代码在上面已经写好，连接上设备之后，
2. 获取MTU Size下一步就是获取MtuSize。 然后会触发onMtuChanged回调，
3. 发现服务在onMtuChanged回调中去发现服务。
然后就会触发onServicesDiscovered回调，在这个回调中要做的就是打开通知开关。这个在之前没有提到，因为它不在基础的回调API中，但是打开通知开关属于描述符的内容，因此当你设置了之后会触发onDescriptorWriteh回调，还是先来看这个通知怎么打开吧。
4. 打开通知??为了规范一些，将使用到的方法封装起来，这样便于管理，增加一个BleHelper类和BleConstant类。 新建一个utils包，包下建两个类，下面先看这个BleConstant类
public class BleConstant { /** * 服务 UUID */ public static final String SERVICE_UUID = "0000ff01-0000-1000-8000-00805f9b34fb"; /** * 特性写入 UUID */ public static final String CHARACTERISTIC_WRITE_UUID = "0000ff02-0000-1000-8000-00805f9b34fb"; /** * 特性读取 UUID */ public static final String CHARACTERISTIC_READ_UUID = "0000ff10-0000-1000-8000-00805f9b34fb"; /** * 描述 UUID */ public static final String DESCRIPTOR_UUID = "00002902-0000-1000-8000-00805f9b34fb"; /** * 电池服务 UUID */ public static final String BATTERY_SERVICE_UUID = "0000180f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"; /** * 电池特征（特性）读取 UUID */ public static final String BATTERY_CHARACTERISTIC_READ_UUID = "00002a19-0000-1000-8000-00805f9b34fb"; /** * OTA服务 UUID */ public static final String OTA_SERVICE_UUID = "5833ff01-9b8b-5191-6142-22a4536ef123"; /** * OTA特征（特性）写入 UUID */ public static final String OTA_CHARACTERISTIC_WRITE_UUID = "5833ff02-9b8b-5191-6142-22a4536ef123"; /** * OTA特征（特性）表示 UUID */ public static final String OTA_CHARACTERISTIC_INDICATE_UUID = "5833ff03-9b8b-5191-6142-22a4536ef123"; /** * OTA数据特征（特性）写入 UUID */ public static final String OTA_DATA_CHARACTERISTIC_WRITE_UUID = "5833ff04-9b8b-5191-6142-22a4536ef123"; }这里面都是常规的UUID常量值，就是一些服务和特性的标识符，这个UUID常量值由SIG联盟所规定的，当然也可以根据自己的硬件去做设置，值不是固定的，请根据实际的硬件为主。
下面是BleHelper类，代码如下：
public class BleHelper { /** * 启用指令通知 */ public static boolean enableIndicateNotification(BluetoothGatt gatt) { //获取Gatt 服务 BluetoothGattService service = gatt.getService(UUID.fromString(BleConstant.OTA_SERVICE_UUID)); if (service == null) { return false; } //获取Gatt 特征（特性） BluetoothGattCharacteristic gattCharacteristic = service.getCharacteristic(UUID.fromString(BleConstant.OTA_CHARACTERISTIC_INDICATE_UUID)); return setCharacteristicNotification(gatt, gattCharacteristic); } /** * 设置特征通知 * return true, if the write operation was initiated successfully */ private static boolean setCharacteristicNotification(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic gattCharacteristic) { //如果特性具备Notification功能，返回true就代表设备设置成功 boolean isEnableNotification = gatt.setCharacteristicNotification(gattCharacteristic, true); if (isEnableNotification) { //构建BluetoothGattDescriptor对象 BluetoothGattDescriptor gattDescriptor = gattCharacteristic.getDescriptor(UUID.fromString(BleConstant.DESCRIPTOR_UUID)); gattDescriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE); //写入描述符 return gatt.writeDescriptor(gattDescriptor); } else { return false; } } }代码没有什么难度，下面就是在发现服务的回调中调用BleHelper中的方法。 当开启通知失败时断开gatt连接。
下面会进入onDescriptorWrite回调
当通知开启成功可以就可以进行数据的交互了，不过在此之前先运行一下，看程序是否按照我们所想的运行，看一下日志： Very Good!
现在基本的前置工作都准备好了，下一步就是数据的读写了，首先来看看写数据到设备。
5. 写入数据??常规来说写入数据的话肯定是要对设备做点什么，列如一个蓝牙灯，控制这个灯开关，那么这就是一条指令，指令的内容是App与设备端协商好的，这个要以实际的需求为主。假设我对一个蓝牙手环要进行数据的写入，那么肯定会有很多的指令，所以可以封装一个方法集中处理，依然写在BleHelper中。方法如下：
/** * 发送指令 * @param gatt gatt * @param command 指令 * @param isResponse 是否响应 * @return */ public static boolean sendCommand(BluetoothGatt gatt, String command, boolean isResponse) { //获取服务 BluetoothGattService service = gatt.getService(UUID.fromString(BleConstant.OTA_SERVICE_UUID)); if (service == null) { Log.e("TAG", "sendCommand: 服务未找到"); return false; } //获取特性 BluetoothGattCharacteristic characteristic = service.getCharacteristic(UUID.fromString(BleConstant.OTA_CHARACTERISTIC_WRITE_UUID)); if (characteristic == null) { Log.e("TAG", "sendCommand: 特性未找到"); return false; } //写入类型 WRITE_TYPE_DEFAULT 默认有响应， WRITE_TYPE_NO_RESPONSE 无响应。 characteristic.setWriteType(isResponse ? BluetoothGattCharacteristic.WRITE_TYPE_DEFAULT : BluetoothGattCharacteristic.WRITE_TYPE_NO_RESPONSE); //将字符串command转Byte后进行写入 characteristic.setValue(ByteUtils.hexStringToBytes(command)); boolean result = gatt.writeCharacteristic(characteristic); Log.d("TAG", result ? "写入初始化成功：" + command : "写入初始化失败：" + command); return result; }??下面解释一下这个方法的内容，首先通过服务UUID获取到Gatt服务，然后通过写数据特性UUID从服务中获取写数据特性，这里的UUID的值请根据自己的实际情况填写，不知道就问硬件工程师。然后根据传入的isResponse去设置是否需要响应，这里要弄清楚有响应和无响应的区别，有响应的速度比无响应慢，但是有响应更安全，因为你可以对每一次发出的数据进行一个确认，是否发送到，有无丢失。不过这样的话效率会比较低，一般来说实际开发中大部分指令型消息都会选择无响应，数据型消息会选择有响应。
这里增加一个工具类，代码如下：
public class ByteUtils { /** * Convert hex string to byte[] * * @param hexString the hex string * @return byte[] */ public static byte[] hexStringToBytes(String hexString) { if (hexString == null || hexString.equals("")) { return null; } hexString = hexString.toUpperCase(); int length = hexString.length() / 2; char[] hexChars = hexString.toCharArray(); byte[] d = new byte[length]; for (int i = 0; i < length; i++) { int pos = i * 2; d[i] = (byte) (charToByte(hexChars[pos]) << 4 | charToByte(hexChars[pos + 1])); } return d; } public static String bytesToHexString(byte[] src) { StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(""); if (src == null || src.length <= 0) { return null; } for (int i = 0; i < src.length; i++) { int v = src[i] & 0xFF; String hv = Integer.toHexString(v); if (hv.length() < 2) { stringBuilder.append(0); } stringBuilder.append(hv); } return stringBuilder.toString(); } /** * Convert char to byte * * @param c char * @return byte */ private static byte charToByte(char c) { return (byte) "0123456789ABCDEF".indexOf(c); } }然后就是对消息的内容转Byte，这里的指令长度有一个最大值就是之前通过onMtuChange回调时得到的数值，247 去掉3字节传输实际上就是244字节，那么你一次传输的最大字节就是244，这个值你不能写死，因为你要根据Android版本和蓝牙设备硬件去适配。最终通过setValue将值放入特性，然后通过写入特性传递给设备。然后返回一个boolean值，这个值只是表明写入特性的初始化成功，不代表就真的写入到设备中了，那么写入到设备成功的标识是什么呢？
先不急，我们先调用这个方法， 修改页面的布局文件activity_data_exchange.xml，代码如下：
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto" xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:gravity="bottom" android:orientation="vertical" android:paddingBottom="@dimen/dp_20" tools:context=".DataExchangeActivity"> <EditText android:id="@+id/et_command" android:hint="请输入指令" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="60dp"/> <Button android:id="@+id/btn_send_command" android:layout_marginTop="10dp" android:text="发送指令" android:insetTop="0dp" android:insetBottom="0dp" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="50dp"/> </LinearLayout>然后回到DataExchangeActivity， 先声明变量
private EditText etCommand;然后在onCreate中
然后先写入一条指令给设备。例如0102，这对于我这个设备来说是一个切换模式的指令，这条指令不需要响应，那么在哪里确认这个指令写入到了设备呢？通过onCharacteristicWrite。 先修改一下这个回调方法中的内容。在BleCallback中， 下面运行一下： 下面来看看控制栏的日志打印： 写入成功。下面来看收到数据的处理
6. 收到数据??如果你需要收到数据，那么就需要使用有响应的设置，这里设置为true。 当设备的特性改变时 我这里打印一下，然后运行。 01020，是我的蓝牙设备中定义一个值，收到0081 则表示正常，然后看控制台。 这里当我们进行有响应的数据写入时，设备收到后会先触发onCharacteristicChanged然后再触发onCharacteristicWrite。也就是先发送指令，设备收到回复后，再是你的指令写入成功，注意这个执行的顺序，这很重要，在实际开发中请注意这一点，然后再去写相应的业务逻辑。
还有一些其他的API也需要介绍一下怎么使用的，例如onPhyRead和onPhyUpdate。
7. Phy值读取和改变??首先来看这个值的读取，比如我们在通知开启成功之后去读取这个设备的Phy 这个读取的方法要求你的Android版本必须要在8.0和8.0以上，因此如果你的Android设备是低版本的就不用考虑去使用这个API了，因为系统不支持。我是Android10.0所以没问题，调用这个方法API就会触发onPhyRead回调。我们在回调的时候打印一下内容，看看当前的硬件Phy是什么值。 运行一下看控制台打印了什么 都是1 就代表1M的发送和接收速率，那么你也可以改成2M，可以这么做，当我读取到速率为1M时就请求2M的速率。 然后就会触发onPhyUpdate回调，我们打印一下：
运行之后查看控制台： Beautiful！现在我们知道这个Phy怎么改的了，那么在什么时候改呢？当你要传大数据的时候。例如你要对蓝牙设备中的软件进行升级，那么升级文件是比较大的，此时在条件允许提高传输速率可以降低等待时间。
8. 读取特性、描述符、RSSI??一般来说这三个回调用的比较少，如果你不熟悉的话，前期可以使用。它们在不同的时候使用，由于获取特性和描述符需要一个参数，因此你需要在有这个参数的时候去调用它，比如当写入特性回调被触发时， 再比如特性改变时。 然后会触发onCharacteristicRead回调，在这个回调中打印一下特性的uuid。 其实说起来这个方法比较的鸡肋，这可能也是为什么使用的比较少的原因了，因为当我能知道特性是什么的时候，我直接就能拿到特性对象所携带的信息，根本不需要再去通过gatt.readCharacteristic(characteristic);去查看特性。说是这么说，不过该介绍的还是要有的，知道就可以了。
另一个描述符的读取也是一样的道理，可以在描述符写入回调时调用， 同时我还调用了gatt.readRemoteRssi，因为获取RSSI不需要参数，只要你的设备保持了连接，那么可以在任何时候获取RSSI，然后我们在对应的地方去打印一下： 下面运行一下： 这里可以看到我写入了0102之后设备的地址会发生改变，所以我退出了当前页面，再连接设备之后，发送了010200，这里我们看到了RSSI和描述符的UUID，不过特性的UUID并没有打印出来，这是为什么呢？
gatt.readCharacteristic(characteristic)；执行后会返回一个boolean结果，打印一下这个结果看看。 运行打印一下： 那么来看看为什么会是false。 这里我突然想到一种可能性，是不是读取这个特性的对象有问题，我现在的这个特性的uuid是之前写特性的uuid，所以拿不到读特性的回调。然后试了一下，发现还是false，拿不到特性，这个就和硬件有关系了，蓝牙硬件会根据功能的需求，对特性进行改动，有一些特性不重要的就去掉了，因此针对我这个蓝牙设备来说就拿不到读特性。
三、源码GitHub: BleDemo
山高水长，后会有期~
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