انتقال داده‌های BLE

پس‌از اتصال به سرور BLE GATT، می‌توانید از این اتصال برای یافتن سرویس‌های دردسترس در دستگاه، پرس‌وجو از داده‌های دستگاه، و درخواست اعلان هنگام تغییر یک ویژگی خاص GATT استفاده کنید.

کاوش کردن سرویس‌ها

اولین کاری که باید پس‌از اتصال به سرور GATT در دستگاه BLE انجام دهید، انجام اکتشاف سرویس است. این نمایه اطلاعاتی درباره سرویس‌های دردسترس در دستگاه ازراه‌دور و همچنین ویژگی‌های سرویس و توصیف‌کننده‌های آن‌ها ارائه می‌دهد. در مثال زیر، وقتی سرویس با موفقیت به دستگاه متصل شد (که با فراخوانی مناسب تابع onConnectionStateChange() از BluetoothGattCallback نشان داده می‌شود)، تابع discoverServices() اطلاعات را از دستگاه BLE درخواست می‌کند.

سرویس باید تابع onServicesDiscovered() را در BluetoothGattCallback لغو کند. این عملکرد زمانی فراخوانی می‌شود که دستگاه درباره سرویس‌های دردسترس خود گزارش می‌دهد.

کاتلین

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
}

جاوا

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 همه‌فرستی برای اطلاع‌رسانی درباره فعالیت استفاده می‌کند. پس‌از شناسایی سرویس‌ها، سرویس می‌تواند getServices() را برای دریافت داده‌های گزارش‌شده فراخوانی کند.

کاتلین

class BluetoothLeService : Service() {

...

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

جاوا

class BluetoothLeService extends Service {

...

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

سپس فعالیت می‌تواند این تابع را هنگام دریافت هدف همه‌فرستی فراخوانی کند، که نشان می‌دهد کشف سرویس به‌پایان رسیده است.

کاتلین

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())
                }
            }
        }
    }
}

جاوا

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());
            }
        }
    };
}

خواندن مشخصات BLE

وقتی برنامه‌تان به سرور GATT متصل شد و سرویس‌ها را پیدا کرد، می‌تواند ویژگی‌ها را بخواند و بنویسد (درصورت پشتیبانی). برای مثال، قطعه کد زیر سرویس‌ها و مشخصه‌های سرور را تکرار می‌کند و آن‌ها را در میانای کاربری نمایش می‌دهد:

کاتلین

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
        }
    }
}

جاوا

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 فهرستی از ویژگی‌هایی را ارائه می‌دهد که می‌توانید از دستگاه بخوانید. برای جستجوی داده‌ها، تابع readCharacteristic() را در BluetoothGatt فراخوانی کنید و BluetoothGattCharacteristic موردنظرتان را برای خواندن وارد کنید.

کاتلین

class BluetoothLeService : Service() {

...

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

جاوا

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، سرویس تابعی را برای فراخوانی readCharacteristic() پیاده‌سازی می‌کند. این تماس ناهمگام است. نتایج به تابع BluetoothGattCallback onCharacteristicRead() ارسال می‌شود.

کاتلین

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)
            }
        }
    }
}

جاوا

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);
            }
        }
    };
}

وقتی فراخوانی برگشتی خاصی راه‌اندازی می‌شود، روش کمکی مناسب broadcastUpdate() را فراخوانی می‌کند و کنشی را به آن ارسال می‌کند. توجه داشته باشید که تجزیه داده‌ها در این بخش مطابق با مشخصات نمایه اندازه‌گیری ضربان قلب بلوتوثی انجام می‌شود.

کاتلین

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)
}

جاوا

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);
}

دریافت اعلان‌های GATT

معمولاً برنامه‌های BLE درخواست می‌کنند که وقتی مشخصه خاصی در دستگاه تغییر می‌کند، به آن‌ها اطلاع داده شود. در مثال زیر، سرویس تابعی را برای فراخوانی روش setCharacteristicNotification() پیاده‌سازی می‌کند:

کاتلین

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")
        }
    }
}

جاوا

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);
        }
    }
}

وقتی اعلان‌ها برای مشخصه‌ای فعال شود، اگر مشخصه در دستگاه ازراه‌دور تغییر کند، onCharacteristicChanged() فراخوانی برگشتی راه‌اندازی می‌شود:

کاتلین

class BluetoothLeService : Service() {

...

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

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

جاوا

class BluetoothLeService extends Service {

...

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

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