【Android藍牙開發】手機藍牙與下位機HC-05藍牙模塊通信系統

本文根據自己的實踐總結而來，參考前人博客之余，也自己總結和開發了一些功能，在這裡給自己備份也分享給大家。不同之處在於：自動打開並搜索藍牙、修改藍牙名字、完整接收藍牙傳輸數據、修改藍牙密碼、解除藍牙綁定。

系統框架簡介 軟件界面設計 藍牙開發

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一、系統框架簡介

系統由上、下位機兩部分構成，旨在實現移動端app通過藍牙通信，將app發送過來的數據存儲在下位機的存儲單元，與此同時，app也可以通過指令查詢下位機的參數設置。系統框架圖如下：

二、軟件界面設計

話不多說，先上軟件界面：

界面主要涉及到按鍵的監聽和Activity的跳轉：
①按鍵監聽有四種方法，詳情可以參考博客；
②Activity的跳轉包括：直接跳startActivity轉和帶返回跳startActivityForResult轉，詳情可以參考博客

二、藍牙開發

藍牙功能 函數名稱 （1）開啟&關閉藍牙 enable()/disable() （2）修改藍牙名字 changeName() （3）搜索&顯示藍牙設備 DeviceListActivity （4）配對&連接藍牙 connectToServerSocket(address) （5）數據收發 write/ConnectedThread （6）修改藍牙密碼 changeMima() （7）取消藍牙配對 removeBond

本系統中實現的功能如表所示，這裡不打算贅述已經開發成熟的功能，可以參考這篇博客，講得比較清晰，這裡只針對自己在開發中添加的功能做一下記錄，開發之前需要提醒的有兩點：
①不要忘記藍牙權限的設置：

②讓主程序彈出搜索對話框時，不要忘了intent設置;

(1)自動打開並搜索藍牙

一般的做法都是監聽按鍵(打開藍牙按鍵和搜索設備按鍵），先打開藍牙，接著搜索藍牙。但是，這樣做無疑使操作更加復雜，在實際生產和用戶使用時並不方便，我要做的效果是程序啟動的時候自動打開藍牙並開始搜索設備，於是乎，出問題了，藍牙雖然打開了，但是不接著搜索設備了，汗。。。解決辦法是，打開藍牙後延時1秒後開始搜索，這樣就行了

//得到BluetoothAdapter對象
BluetoothAdapter mBtAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
mBtAdapter.enable();//打開藍牙
Timer timer=new Timer();
TimerTask task=new TimerTask(){//定時1k=new TimerTask(){//定時1秒後搜索設備
    @Override
     public void run() {
        Intent serverIntent = new Intent(MainActivity.this, DeviceListActivity.class); //跳轉程序設置
        startActivityForResult(serverIntent, REQUEST_CONNECT_DEVICE);  //設置返回宏定義
    }          
};
timer.schedule(task,1000);

(3)修改藍牙名字

這一功能有兩種實現方式，一種是通過藍牙傳輸將名字傳輸給下位機，用單片機操作藍牙AT指令直接修改藍牙名字，這樣，以後任何手機搜索該藍牙設備時，顯示的名字都是你所修改的名字；另一種方式是在軟件層面實現藍牙名字的修改，其實是搜索出藍牙設備的ID，然後將其對應到你想修改的名字，並將這一映射存在本地，那麼，以後這部手機下次搜索到該設備時，就會顯示你所修改的名字，而不影響其他手機對該設備的顯示。這種方法各有特色，就看你的需求了。這裡就講講第二種方式的實現：

步驟一：搜索藍牙設備，獲取並修改名字

@Override
protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) {
    // TODO Auto-generated method stub
    super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
    switch(requestCode) {
    case REQUEST_CONNECT_DEVICE:     //連接結果，由DeviceListActivity設置返回
        if (resultCode == Activity.RESULT_OK) { //選擇藍牙
            String address = data.getExtras().getString(DeviceListActivity.EXTRA_DEVICE_ADDRESS);
            device = mBluetoothAdapter.getRemoteDevice(address);// 得到藍牙設備句柄
            connectToServerSocket(address);
            setting_thread=true;
            ConnectedThread thread=new ConnectedThread();
            thread.start();
        }
        break;
        default:break;
    }
}

在從DeviceListActivity返回的數據中，其實已經包含藍牙設備的句柄，我們可以通過device.getName（）獲取當前連接的藍牙模塊的名字，然後將設備的名字或者其唯一標識符（例如，98:D3:34:90:8A:BC）與新修改的名字做映射保存在本地。
步驟二：存儲設置到本地，下次搜索藍牙時做映射顯示
使用SharedPreferences存儲數據，SharedPreferences是Android平台上一個輕量級的存儲類，主要是保存一些常用的配置比如窗口狀態，一般在Activity中 重載窗口狀態onSaveInstanceState保存一般使用SharedPreferences完成，它提供了Android平台常規的Long長 整形、Int整形、String字符串型的保存。

//獲取SharedPreferences對象
Context ctx = MainActivity.this;       
SharedPreferences sp = ctx.getSharedPreferences("SP", MODE_PRIVATE);
//存入數據
Editor editor = sp.edit();
editor.putString("STRING_KEY", "string");
editor.commit();

(4)完整接收藍牙傳輸數據

在開發藍牙數據接收時，發現一個問題：數據有時候會接收不完整。由於項目中的每一位數據返回都十分重要，所以必須保證數據的完整性，要解決這一問題需要清楚的了解如何從InputStream中讀取數據，從輸入流中讀取數據最常用的方法基本上就是如下 3 個 read() 方法：

① read () 方法，這個方法從輸入流中讀取數據的下一個字節。返回 0 到 255 范圍內的 int 字節值。如果因為已經到達流末尾而沒有可用的字節，則返回值 -1 。
② read (byte[] b,int off,int len) 方法，將輸入流中最多 len 個數據字節讀入 byte 數組。嘗試讀取 len 個字節，但讀取的字節也可能小於該值。以整數形式返回實際讀取的字節數。
③ read (byte[] b) 方法， 從輸入流中讀取一定數量的字節，並將其存儲在緩沖區數組 b 中。以整數形式返回實際讀取的字節數。

對於三種方法的選擇，需要看具體項目的需求，如果你能夠通過某種方法知道數據的長度，那麼建議用第一種方法，每次讀取一個字節，保證數據的完整性；如果數據長度不知道，那麼就用②或者③，一般③用的比較多，這一方法效率高但是讀取數據的長度不確定—-不超過數組b的長度，所以就需要多次讀取直到把數據全部讀完。

(5)修改藍牙密碼

本項目中用的是HC-05藍牙模塊，該模塊有接收藍牙指令模式（即通信模式），和AT指令集模式，一般默認狀態為藍牙通信模式，要想修改藍牙連接密碼，需要將藍牙模塊切換到AT指令集模式，具體過程見下面的流程圖：

(6)解除藍牙綁定（配對）

在真實場景中，要想在程序修改完密碼後，之前連接的藍牙設備都無法與該藍牙模塊建立連接，需要解除該模塊與手機的綁定，即取消配對。要想解除所有的配對，當然是需要下位機控制藍牙模塊進入AT指令集模式，解除所有綁定，而與此同時，當前修改密碼的手機也需要在軟件層面解除綁定（配對），這樣交互性更強。

用過Android系統設置(Setting)的人都知道藍牙搜索之後可以建立配對和解除配對，但是這兩項功能的函數沒有在SDK中給出，本項目利用Java的反射機制去調用removeBond解除綁定，從而取消本機與該藍牙模塊的配對。具體實現程序如下：當程序接收到下位機傳來的修改密碼成功的指令後，程序會彈出一個強提示，當用戶點擊確認按鈕之後，程序解除綁定並退出程序。

if(modify_flag){//修改密碼成功
      AlertDialog.Builder builder = new Builder(MainActivity.this);
      builder.setTitle("密碼修改成功");
      builder.setMessage("點擊確定按鈕重新啟動！");
      builder.setCancelable(false);
      builder.setPositiveButton("確認", new OnClickListener() {
           @Override
           public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {
           try {//接觸綁定
               Method m = device.getClass().getMethod("removeBond", (Class[]) null);
               m.invoke(device, (Object[]) null);
           } catch (Exception e) {
                Log.e("erro", e.getMessage());
           }
           setting_thread=false;
           dialog.dismiss();
           mBluetoothAdapter.disable();//關閉藍牙
           finish();
           System.exit(0);//銷毀程序
           }
      });
      builder.setCancelable(false);
      builder.create().show();
}else {
     Toast.makeText(MainActivity.this, "set failed!", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}