一 GATT简介
蓝牙分为经典蓝牙和低功耗蓝牙（BLE），我们常用的蓝牙遥控器就是低功耗蓝牙
低功耗蓝牙（BLE）连接都是建立在 GATT (Generic Attribute Profile) 协议之上。
GATT全称Generic Attribute Profile（直译即：通用属性协议），是一个在蓝牙连接之上的发送和接收较短的数据段的通用规范，这些很短的数据段被称为属性（Attribute）。
二 GATT的结构
GATT的结构简单的讲，如下图：
- gatt是多个service的集合，gatt包含多个不同的service
- service下包含多个不同的Charcteristic（特征）
- Charcteristic又包含value和Descriptor
image.png
每个Service和Charcteristic有一个唯一标识UUID
一般我们读取BLE设备的信息，就是读取Charcteristic下的Value值
所以我们需要知道service和Charcteristic的UUID，就能拿到这个Charcteristic下的值
三 如何知道指定的service和Charcteristic的UUID
一般使用BLE测试工具即可
我这里使用的BLE5.1ScanDemo apk，上传到网盘供大家使用
https://pan.baidu.com/s/1TdsznZsdhPPDcKbkJknyug
提取码：6666
- 把BLE5.1ScanDemo apk安装到手机
- 遥控器或其他BLE设备与手机蓝牙配对连接
-
打开apk界面会显示已配对的蓝牙设备
image.png -
点击击打开设备后，可以看到这个设备GATT下所有的service和对应的UUID
image.png -
打开service后，可以看到service下所有的Charcteristic的和对应的UUID
点击Charcteristic后，在上面可以看到其Value值（如下图，读取到的是设备型号SCCN001）
image.png
四 如何建立GATT连接及如何读取Charcteristic下的数据
android 4.0以后添加了BLE的支持，在系统BluetoothDevice.java源码中已经提供了Gatt连接的接口函数
那么我们只需要找到指定的蓝牙设备获取它的BluetoothDevice实例，然后调用connectGatt函数即可
image.png
1、获取指定的蓝牙设备BluetoothDevice实例
image.png
2、建立GATT连接
使用上一步获取到的设备实例，调用connectGatt函数建立连接
image.png
3、重写GattCallback回调
在第2步建立GATT连接连接时，需要传入gattcallback实例
所以我们要先实例BluetoothGattCallback类并重写其回调函数，如图
这几个回调函数后续会用到
image.png
4、GATT连接成功，onConnectionStateChange()函数回调
gatt连接成功或失败，会回调gattCallback下的onConnectionStateChange（）函数
接下来调用mBluetoothGatt.discoverServices()函数（功能是查询已连接的gatt下的service）
image.png
5、onServicesDiscovered()函数回调，获取指定Service和Characteristic
上一步调用mBluetoothGatt.discoverServices()函数后，系统会回调gattCallback下的onServicesDiscovered()函数,这表明我们已经可以通过指定的UUID来获取指定的Service实例了
image.png
如下图，在onServicesDiscovered()函数回调后，通过UUID先获取service
然后再使用获取到的service和UUID获取Characteristic
最后mBluetoothGatt.readCharacteristic(mVIDPIDCharacteristic);读取这个Characteristic
image.png
6、onCharacteristicRead()函数回调，读取Characteristic的value值
上一步调用readCharacteristic（）后，系统会回调gattCallback下的onCharacteristicRead()
此时我们使用回参characteristic直接getValue()即可读取到数值
image.png
7、value值转换
有的蓝牙设备value值使用的ASCII码，需要转为VID和PID16进制值
下图为例
ASCII码：] 转为ASCII值=93 转为16进制值VID=5D
ASCII码：q 转为ASCII值=113 转为16进制值VID=71
转换过程见底部整体代码示例
image.png
五 整体代码示例
以读取泰凌芯片蓝牙遥控器的VID和PID值为例
整体代码示例如下，代码中有详细步骤注释
package com.gatt.demo;
import android.annotation.SuppressLint;
import android.app.Activity;
import android.bluetooth.BluetoothAdapter;
import android.bluetooth.BluetoothDevice;
import android.bluetooth.BluetoothGatt;
import android.bluetooth.BluetoothGattCallback;
import android.bluetooth.BluetoothGattCharacteristic;
import android.bluetooth.BluetoothGattService;
import android.bluetooth.BluetoothManager;
import android.bluetooth.BluetoothProfile;
import android.content.Context;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.util.Log;
import android.widget.TextView;
import android.widget.Toast;
import androidx.annotation.NonNull;
import java.util.Set;
import java.util.UUID;
/**
* 作者:libeibei
* 日期：20201222
* 类功能说明：读取指定名称遥控器的VID、PID
*/
public class MainActivity extends Activity {
public static String TAG = "BLE_READ";
public static String BLE_NAME = "川流TV";
private Context mContext;
private BluetoothManager bluetoothManager;
private BluetoothAdapter bluetoothAdapter;
protected BluetoothDevice mSelectedDevice;
private BluetoothGatt mBluetoothGatt;
private BluetoothGattCharacteristic mVIDPIDCharacteristic;
//已配对的设备
Set<BluetoothDevice> pairedDevices;
//GATT service UUID
public static final UUID DEVICE_INFO_SERVICE_UUID = UUID.fromString("0000180a-0000-1000-8000-00805f9b34fb");
//Charcteristic UUID
public static final UUID VID_PID_CHARACTERISTIC_UUID = UUID.fromString("00002a50-0000-1000-8000-00805f9b34fb");
TextView tv;
String VID = "";
String PID = "";
@SuppressLint("HandlerLeak")
Handler handler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
switch (msg.what) {
case 0x1:
Toast.makeText(mContext, "VID、PID读取成功", Toast.LENGTH_LONG).show();
tv.setText("VID=" + VID + " PID=" + PID);
break;
default:
break;
}
}
};
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
tv = (TextView) findViewById(R.id.tv_vid_pid);
}
@Override
protected void onResume() {
super.onResume();
//第一步，初始化各工具
init();
//第二步，根据名称，获取指定的蓝牙设备：mSelectedDevice
getTargetBLEDevice();
//第三步，声明mGattCallback，并重写回调函数,见下面step 3
//第四步，通过上两步获取的mSelectedDevice和mGattCallback建立GATT连接
connectGatt();
//第五步，建立gatt连接后，会回调mGattCallback下的onConnectionStateChange()函数
//在onConnectionStateChange()函数中调用mBluetoothGatt.discoverServices();
//见下面step 5
//第六步，调用mBluetoothGatt.discoverServices()后
// 会回调mGattCallback下的onServicesDiscovered()函数
// 在该函数下
// 1、获取DeviceInfoService 见下面step 6-1
// 2、通过拿到的service，获取VIDPIDCharacteristic 见下面step 6-2
// 3、读取获取到的这个VIDPIDCharacteristic 见下面step 6-3
//第七步，读取VIDPIDCharacteristic后
// 会回调mGattCallback下的onCharacteristicRead()函数
// step 7-1：在这个函数下将读取出的value值
// step 7-2：转码即可
//（ascii字符转ascii值，再将十进制ascii值转为十六进制字符，即为VID和PID）
}
//step 1
private void init() {
mContext = MainActivity.this;
if (bluetoothManager == null)
bluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
if (bluetoothAdapter == null)
bluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();
pairedDevices = bluetoothAdapter.getBondedDevices();
}
//step 2
private void getTargetBLEDevice() {
if (pairedDevices != null && pairedDevices.size() > 0) {
for (BluetoothDevice bluetoothDevice : pairedDevices) {
String name = bluetoothDevice.getName();
Log.i(TAG, "bluetoothDevice name " + name);
if (bluetoothDevice != null && name.equalsIgnoreCase(BLE_NAME)) {
Log.i(TAG, "已找到指定蓝牙设备，该设备MAC=" + bluetoothDevice.getAddress());
mSelectedDevice = bluetoothDevice;
break;
}
}
}
}
//step 3
BluetoothGattCallback mGattCallback = new BluetoothGattCallback() {
@Override
public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState) {
super.onConnectionStateChange(gatt, status, newState);
Log.i(TAG, "onConnectionStateChange newstate:" + newState + " status:" + status);
if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
Log.i(TAG, "============>GATT Connect Success！！<=============");
//step 5
mBluetoothGatt.discoverServices();
} else if (newState == BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED) {
if (mBluetoothGatt != null) {
mBluetoothGatt.close();
mBluetoothGatt = null;
}
}
}
}
@Override
public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
super.onServicesDiscovered(gatt, status);
Log.i(TAG, "onServicesDiscovered(), status = " + status);
if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
//step 6-1：获取DeviceInfoService
BluetoothGattService mDeviceInfoService = gatt.getService(DEVICE_INFO_SERVICE_UUID);
if (mDeviceInfoService == null) {
Log.i(TAG, "Device Info Service is null ,disconnect GATT...");
gatt.disconnect();
gatt.close();
return;
}
//step 6-2:获取遥控器VIDPID Characteristic
mVIDPIDCharacteristic = mDeviceInfoService.getCharacteristic(VID_PID_CHARACTERISTIC_UUID);
if (mVIDPIDCharacteristic == null) {
Log.e(TAG, "read mModelCharacteristic not found");
return;
} else {
//step 6-3:读取遥控器VIDPID特性
mBluetoothGatt.readCharacteristic(mVIDPIDCharacteristic);
}
} else {
Log.i(TAG, "onServicesDiscovered status false");
}
}
@Override
public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
super.onCharacteristicRead(gatt, characteristic, status);
if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
String value = "";
if (characteristic.getUuid().equals(VID_PID_CHARACTERISTIC_UUID)) {
//step 7-1:读取出characteristic的value值
value = new String(characteristic.getValue()).trim().replace(" ", "");
Log.i(TAG, "=====>读取到 value =" + value);
//step 7-2:此处为ascii表字符，需转换为十进制ascii值
//再将十进制ascii值，转换为十六进制
VID = changeAsciiTo16(value.charAt(0));
PID = changeAsciiTo16(value.charAt(value.length() - 1));
//设备VID、PID读取成功，handle更新主线程界面UI
handler.sendEmptyMessage(0x1);
}
} else {
Log.i(TAG, "onCharacteristicRead status wrong");
if (mBluetoothGatt != null)
mBluetoothGatt.disconnect();
}
}
@Override
public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
super.onCharacteristicWrite(gatt, characteristic, status);
Log.i(TAG, "onCharacteristicWrite:" + characteristic.getUuid().toString());
}
};
//step 4
private void connectGatt() {
if (mSelectedDevice != null)
mBluetoothGatt = mSelectedDevice.connectGatt(mContext, false, mGattCallback);
else
Toast.makeText(mContext, "没有找到指定的蓝牙设备，无法建立GATT", Toast.LENGTH_LONG).show();
}
private String changeAsciiTo16(char a) {
Log.i(TAG, "change from a =" + a);
String value = "";
int val = (int) a;
Log.i(TAG, "change to 10进制ASCII值 val =" + val);
//ascii值到
value = Integer.toHexString(val).toUpperCase();
Log.i(TAG, "change to 16进制字符串 value =" + value);
return value;
}
}
最终通过GATT读取到的遥控器VID和PID显示到界面上如下
image.png
