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Android BLE开发之玩转小米手环

Android BLE开发之玩转小米手环

作者: 小时不识月z | 来源:发表于2017-03-01 21:33 被阅读5800次

    前言

    上一篇文章中我们已经认识了gatt的基本机构以及如何获得gatt中的Service以及Characteristic,接下来我们将学习对于Characteristic的基本操作,并使用这些基本操作,来操纵小米手环,实现一些有趣的功能。

    我们可以大体想想一下小米手环所实现的功能:

    • 计步获取
    • 震动
    • 电量信息获取
    • Led颜色控制
    • User信息
    • 睡眠监测
      等等。

    这里我们选取一些有意思的功能进行实现,比如震动,led控制,计步获取等。

    porfile和协议的获取

    因为之前我们已经可以对轻松的获得小米手环GATT的结构,所有的service、characteristic、descriptor等的UUID,但是我们对于每一个UUID所实现的功能,以及每个功能所使用的解析方式(也就是协议)是无从得知的。

    这里我们能够想到的解决这些问题的方式有两种:

    • 网络资料中获取。显然网上肯定有很多破解小米手环的文章,但是我们发现所有的文章里面也只有对获取步数等基本的信息,而且很多尝试后都是错误的。
    • 自己动手反编译小米运动APP。首先这个APP肯定经过了混淆编译的,反编译后的源码阅读是很困难的,但是也不是不可读的,只要愿意花费时间,还是可以完全破解他的。但是毕竟时间有限,我们结合我们想要的,查找想要的信息。

    最终我们获得以下的characteristic的UUID:

        //alertchar
        public static final UUID IMMIDATE_ALERT_CHAR_UUID = UUID.fromString("00002a06-0000-1000-8000-00805f9b34fb");
        //计步char:读取该UUID下的value数组 第0 个数据就是 步数
        public static final UUID STEP_CHAR_UUID = UUID.fromString("0000ff06-0000-1000-8000-00805f9b34fb");
        //电量信息
        public static final UUID BATTERY_CHAR_UUID = UUID.fromString("0000ff0c-0000-1000-8000-00805f9b34fb");
        //用户信息char
        public static final UUID USER_INFO_CHAR_UUID = UUID.fromString("0000ff04-0000-1000-8000-00805f9b34fb");
        //控制点char
        public static final UUID CONTROL_POINT_CHAR_UUID = UUID.fromString("0000ff05-0000-1000-8000-00805f9b34fb");
    
    

    而我们想要实现的功能都将是对这些characteristic进行操作完成的。

    Characteristic的基本操作

    任何BLE功能的实现都要对characteristic进行操作,
    主要包括有三种:

    1. 读取特征值
    2. 写入特征值
    3. 特征值的变化通知

    以下我们将用代码说明如何进行读写特征值:

    ** 读取特征值 **

    当从GATT中获取到该特征后,利用该特征的对象读取他的值:

    mGatt.readCharacteristic(characteristic);
    

    然后从读操作的回调函数中获取特征值:

    @Override
    public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
       Log.d(TAG, "onCharacteristicRead UUID : " + characteristic.getUuid());
       byte[] data = characteristic.getValue();
    }
    

    ** 写特征值 **

    写特征值的操作和读是一样的:
    gatt写操作:

    byte[] value;
    characteristic.setValue(value);
    mGatt.writeCharacteristic(characteristic);
    

    回调中获取写的结果

    @Override
    public void onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
        Log.d(TAG, "onCharacteristicWrite UUID: " + characteristic.getUuid() + "state : " + status);
    }
    

    ** 通知变化 **

    这个名字好像并不能很好的说明这个功能是干什么的,但是看英文名字就一目了然了,setCharacteristicNotification,很显然就是设置监听特征值,监听到它发生变化后,就会触发回调函数:

    mGatt.setCharacteristicNotification(characteristic, enable)
    BluetoothGattDescriptor clientConfig = characteristic.getDescriptor(Profile.notificationDesUUID);
    clientConfig.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);
    //clientConfig.setValue(BluetoothGattDescriptor.DISABLE_NOTIFICATION_VALUE
    mGatt.writeDescriptor(clientConfig);
    

    在Descritor的写入回调:

     @Override
     public void onDescriptorWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattDescriptor descriptor, int status) {
        Log.d(TAG, "onDescriptorWrite");
     gatt.readCharacteristic(batteryChar);
    
    }
    

    功能实现

    我们知道了那个Characteristic实现什么功能,并知道了如何操作,在得到他们之间的协议(即怎么解析value值)皆可以实现以上的所有功能,下面我结合我们知道的简单的说一下他们的实现。
    具体实现细节查看Demo的源码中xParser.java:

    计步

    计步功能的可以由两种实现:

    1. 每隔一段时间读取一下步数。
    2. 事实显示步数,即每走一步更新一次。

    很显然1是通过读取特征值,2是通过变化通知实现的。
    读取特征值,解析后表示步数。

    byte stepNum = characteristic.getValue;
    
    震动

    震动很明显是通过写入特征值实现的,相当于往手环写入命令。
    写入Immidate Alert特征值能够实现震动。
    经测试,写入的数值为 0x01,0x2,0x03,0x04均能实现震动,震感好像是一样的,震动的次数好像不同,还未详细进行统计。

    电量信息

    电量信息,包括了电量百分比显示、充电状态、上一次充电时间等均可以读取。
    当然电量也是既可以读取,也可以通知了。
    整个电量的信息通过解析电量特征值获得:

    byte[] batteryInfo = characteristic.getValue;
    
    Led控制

    尚未实现,后续补充。

    Demo: MiBandReader

    Github地址:** MiBandReader **

    • 震动(通过Immidate Alert实现,0x02震动10次)
    • 获取实时步数
    • 电量信息(百分比电量/充电状态/上次充电时间/充电次数)
    • 修复连接断开问题,主动或者通过代码配对

    调戏别人的手环

    首先我们要知道的手环手边之类的周边设备有这样的一个特性:** 一旦建立了GATT连接就不再被扫描到 **,所以理论上我们是没有机会对别人的手环手表下手的,但是我们不能忽略的一个问题是,大家对于耗电的恐惧。
    你扫描一下你周围的Ble设备就会发现有不少的Band,watch之类的ble设备,都没有跟手机进行连接,因为他们可能觉得看着蓝牙那个标志就觉得耗电吧,也不管你低功耗高功耗,直接一关了之。

    所以,机会是有的,但是要考虑风险和后果。调戏之前先确定好调戏的对象具有充分的可调戏性。危险动作,后果自负,别问我怎么知道的!

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      网友评论

      • Avalon1:你好。我第一次用你demo的时候成功了。后面经常出现一种情况。就是我connect成功然后发送指令的时候onConnectionStateChange被回调了、报的19status
      • 阿福lfy:您好,蓝牙手环里面的电话提醒,微信提醒,怎么实现的呢?需要app做什么呢?
      • 鼓励自己前进:楼主厉害
      • 酷玩技术派::joy: 是不是也可以调戏摩拜单车啊,:joy:
        小时不识月z:@tengX 没那么容易的:stuck_out_tongue_closed_eyes:
      • dasan沈扬:请问如何正确断开连接呢
      • SloanYi:小米的手机MI5s系统日志中,有characteristic的UUID的记录,可以直接用哟!可是心跳监测按钮对应操作的我没找到。不知道具体怎么通知到手环开始心率监测的
        伦家是个好孩子:请问怎么找到characteristic的UUID的
      • SloanYi:已赞赏!MI1S亲测可用!就是不知道怎么开始读取心率。我得研究研究
        小时不识月z:@SloanYi 我没有这设备啊,抱歉
        SloanYi:@JieseanO1ut 我用UUID 00002a37-0000-1000-8000-00805f9b34fb 能够获得,心率通知,数据也能解析,就是没办法触发,开始心率测量。能帮忙分析下么?你是么有MI1S么 ?
        小时不识月z:@SloanYi 谢谢:heart_eyes:

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