前言
经过一个多月的时间蓝牙多设备连接的重构终于告一段落了，这次的重构不止是代码方面的完善，还结合了一些用户的使用场景，另外增加一些离线操作，使手机端对蓝牙的操作更加的便捷，对蓝牙设备的管理更加统一。
场景分析
支持的场景
- 在饭点，使用同一个手机连接血压计和厨房秤，病人在测量血压，家人在做饭称量菜品—— 多设备连接（一个血压计和一个厨房秤）。
- 方便下次自动连接——把连接到的设备信息保存到本地。
- 方便在其他页面获取数据显示UI——把蓝牙返回结果保存本地。
- 保持连接设备的唯一性，防止找不到连接的设备——同种设备只能连接一个。
- 对蓝牙设备进行管理，查看自己扫描到的设备，并查看蓝牙的连接状态——可以在蓝牙列表扫描到所支持的设备，并连接、断开和删除蓝牙。
- 可以快速的使用设备——启动 App 可以自动连接上一次已经连接过的设备。
暂不支持的场景
- 同时扫描多个同种设备——可能导致连接到了设备，而不知道连接的是哪个设备。
- 新旧设备替换——不能直接进行替换，需要在设备列表页面删除旧设备，之后关掉旧设备，重新扫描新设备。
场景实现
效果展示
蓝牙多设备连接效果图.gif
多设备连接
现在一台手机可以连接多个设备，例如连接蓝牙耳机，智能手环等。既然手机可以连接多个设备，那么移动应用也是可以连接多个设备的（血压计、心率计等），下面就是移动应用 App 实现多设备连接的思路方法。
实现思路
关于蓝牙连接，主要是 BluetoothGatt 这个类型，每个蓝牙的连接都需要用独立且唯一的 BluetoothGatt 。开始的想法是每个蓝牙都重新创建一个 Service， 在新的 Service 内使用 BluetoothGatt 进行连接，然而这个方法是可以实现多设备连接，但是创建多个 Service 对手机消耗比较大。之后，想到把 BluetoothGatt 保存起来不就可以了么，那用什么保存呢，既可以临时保存多个，又可以按照需要获取相对应的 BluetoothGatt 。在 java 里面有个类型 Map(String, Object) ，它是以 key-value 的形式存储到 Map 中。可以根据当时的 Key 来取相应的 Value 值，而且在关掉进程时相应的变量也就释放了。
代码实现
private Map<String, BluetoothGatt> mBluetoothGattMap = new HashMap<>(); //临时保存 BluetoothGatt
private Map<String, BluetoothGattCharacteristic> mGattCharacteristicMap = new HashMap<>();// 临时保存蓝牙的特征值 Characteristic
private Map<String, BluetoothInfo> mBluetoothInfoMap = new HashMap<>();// 临时保存自己设置的蓝牙信息（deviceName、deviceType、startCMD、stopCMD 等）
private Map<BluetoothGatt, String> mDeviceTypeMap = new HashMap<>();// 临时存储 deviceType
private Map<String, GGBLEDeviceEntity> mConnectModelMap = new HashMap<>();// 临时存储 已连接的设备
//...
/**
* 连接设备
*
* @param deviceType 设备类型
* @return true 连接成功，false连接失败
*/
boolean connectBluetooth(Context context, String deviceType, String deviceAddress) {
//...
BluetoothDevice device = mBluetoothAdapter.getRemoteDevice(deviceAddress);//根据 mac 地址获取蓝牙设备
//...
BluetoothGatt bluetoothGatt = device.connectGatt(this, false, mGattCallback);// 对蓝牙进行连接操作
//...
mBluetoothGattMap.put(deviceType, bluetoothGatt);//把 BluetoothGatt 已 key-value 的形式临时保存起来
return true;
}
设备自动连接
要有良好的用户操作体验，我们应该避免对一些无关的操作重复进行。例如我们第一次打开应用连接了蓝牙设备，以后再打开 App 不需要重复操作连接过程，用户就可以少打开一个页面，少点击两次按钮。减少用户重复操作，让用户直接进入正题，提高主功能的使用率。
实现思路
在 Android 中连接蓝牙的方法是
public BluetoothGatt connectGatt(Context context, boolean autoConnect,
BluetoothGattCallback callback) {
return (connectGatt(context, autoConnect,callback, TRANSPORT_AUTO));
}
其中 BluetoothGatt 是每个连接成功的蓝牙返回唯一的属性。当蓝牙设备连接成功后会返回唯一的 BluetoothGatt ，并用它进行对蓝牙的命令操作；autoConnect 是设置是否为自动连接的一个属性，然而根据我自己的测试，当 autoConnect 的属性设置为 true 时，是有可能自动连接的，但是有时也会失效，所以不采用；BluetoothGattCallback 是蓝牙连接、命令操作，数据返回等成功时的回调。
因为 autoConnect 的设置具有不确定性，所以我们采取另一种方式：当我们第一次连接蓝牙成功的时候，把蓝牙的 Mac 地址存储起来；在第二次启动 App 的时候，先把蓝牙的 Mac 地址从 SharedPreferences 中取出来，用 Mac 地址进行连接，如果连接失败（可能结果是设备不对或者设备没有打开），我们就开启蓝牙扫描功能，进行重新扫描设备，打开设备进行连接。
代码实现
/**
*保存 mac 地址到 SharedPreferences
*/
public void saveMac(Context context, String macAddress){
if (null != context) {
SharedPreferences sharedPreferences = context.getSharedPreferences(BLUETOOTH_MAC_TABLE, Context.MODE_PRIVATE);
SharedPreferences.Editor editor = sharedPreferences.edit();
editor.putString(deviceType, bluetoothAddress);
editor.apply();
GGLog.i(TAG, "save success");
}
}
void autoConnect(Context context, final String deviceType) {
/*防止蓝牙 adapter 为空，程序崩溃*/
if (null == mBluetoothAdapter) {
GGLog.e(TAG, "method discoveryBluetooth \n mBluetoothAdapter is null");
return;
}
//根据 deviceType 获取 蓝牙 mac 地址
SharedPreferences sharedPreferences = context.getSharedPreferences(BLUETOOTH_MAC_TABLE, Context.MODE_PRIVATE);
String deviceAddress = sharedPreferences.getString(deviceType, "");
if (!"".equals(deviceAddress)) {
if (!deviceAddressList.contains(deviceAddress)) {
deviceAddressList.add(deviceAddress);
}
connectBluetooth(context, deviceType, deviceAddress);// 连接设备
}
}
void connectBluetooth(Context context, String deviceType, String deviceAddress){
//...
// 连接失败 开启扫描功能
if (!bluetoothGatt.connect() || bluetoothGatt.getServices().size() == 0) {
startScan();
new Handler().postDelayed(new Runnable() {
@Override
public void run() {
stopScan();//十秒后停止扫描
}
}, 10000);
return false;
}
}
不同页面共享结果数据
在移动端我们很多时候，同一份数据要在多个页面上显示，又不想多次调用接口，我们只好把数据保存到本地，来达到数据共享的目的。
实现思路
在我这蓝牙的开发中，是使用 SQL 对数据进行保存。蓝牙测量中的数据因为是实时更新，我们不需要进行缓存，只要把测量的数据结果和蓝牙的信息存储下来就可以了。
使用 SQL 有一点不好的是使用 ContentValues 以 key-value 的形式进行存储，那么带来一个问题就是 key 我们手写很容易写错，所以可能一不小心就会万劫不复。在 Git 上有个轻量级的数据库第三方 Litepal (https://github.com/LitePalFramework/LitePal) ，它操作简单，不需要手写 key ，对一些常用的增删改查都进行了封装，而且还支持手写 SQL 语句，在 CSDN 上博客专家郭霖有详细的介绍 Litepal 的说明和使用方法。在这里我使用的是原生的 SQL ，防止与库外的第三方冲突。
蓝牙设备信息的保存，我存储了以下信息：
| 存储字段 | 类型 | 功能说明 |
|---|---|---|
| deviceType | String | 设备类型，更具设备类型进行蓝牙操作 |
| deviceAddress | String | 蓝牙的 mac 地址，用来连接蓝牙 |
| deviceName | String | 蓝牙名称，扫描蓝牙时，进行校验 |
| connectStatus | int | 蓝牙连接状态 |
对测量结果的存储内容是：
| 存储字段 | 类型 | 功能说明 |
|---|---|---|
| deviceType | String | 设备类型，更具设备类型进行蓝牙操作 |
| measuredData | String | 测量数据，把测量完成的数据进行保存，又 int[] 转成 String 进行保存 |
| measuredTime | long | 测量时间 |
| isUpdate | boolean | 上传状态，判断是否上传服务区，如果没有，则在有网络的情况下自动上传 |
代码实现
/**
* 插入一条测量结果。因为数据库是封装在蓝牙库里面，我们获取不到 Application的 Context 所以传递一个 context
*/
void insertComplete(Context context, CompleteModel entity) {
SQLiteTemplate sqLiteTemplate = SQLiteTemplate.getInstance(context, instance.mBLEDBManager, false);
ContentValues values = new ContentValues();
values.put("deviceType", entity.getDeviceType()); //保存蓝牙设备类型
values.put("measuredData", Arrays.toString(entity.getMeasuredData()));//保存测量结果
values.put("measuredTime", entity.getMeasuredTime());// 保存测量时间
values.put("isUpdate", entity.isUpdate());//保存是否已经上传完毕
sqLiteTemplate.insert("ble_complete_table", values);// 数据插入表中
}
这些都是移动端对数据库的简单操作，剩下的 更新、删除、查找的方法就不都一一列举了。对于蓝牙设备信息的存储与保存测量结果相似，也不列举了。
蓝牙搜索、连接、删除
既然我们有单独蓝牙列表页面，那么就要有对蓝牙的一些基本的操作。在列表页面我们可以对蓝牙进行搜索，发现周围打开的蓝牙设备；点击链接，连接我们需要使用的血压计、厨房秤等；长安断开链接并删除相应的蓝牙设备，当我们设备不再使用或者更换新设备的时候，我们可以删除多余的设备，使页面看起来更加简洁。
实现思路
首先，我们在BluetoothService里面对扫描到的蓝牙进行区分，检查是否是我们设定的的蓝牙设备（extends BaseBluetoothAdapter的类），根据设定的蓝牙名称（deviceName）筛选扫描到的设备，之后把设备通过 Listener 监听传递到 Activity 中，并添加到列表里显示出来。设备管理的勒图结构是：
设备灌流.png
代码实现
以下是 BluetoothService 中蓝牙扫描结果的处理
private void scanResult(BluetoothDevice device, int type) {
if (null != device) {
String name = device.getName();//获取扫描到的设备名称
if (null != name) {
//获取我们自己设定的蓝牙详情（deviceType、deviceName等）
for (BluetoothInfo bluetoothInterface : mInterfaceList) {
String deviceName = bluetoothInterface.getDeviceName();
//判断设备名称是否与我们自己设定的名称相同
if (!deviceName.equals(name)) {
continue;
}
//判断设备是否已经添加到列表中
if (deviceNameList.contains(deviceName)) {
continue;
}
// 把设备名称添加到列表中
if (!deviceNameList.contains(deviceName)) {
deviceNameList.add(deviceName);
}
//如果扫描到的设备是上次连接过的设备，则自动连接。
if (null != deviceAddressList && deviceAddressList.size() > 0) {
for (String address : deviceAddressList) {
if (address.equals(device.getAddress())) {
connectBluetooth(null, bluetoothInterface.getDeviceType(), address);
}
}
}
GGBLEDeviceEntity entity = BLEDeviceToGGBLEEntity(bluetoothInterface.getDeviceType(), device);//把bluetoothDevice 转换成我们自定义的BLEEntity。
if (null != mResultListener) {
mResultListener.onScanResult(entity);//扫描结果监听赋值
} else {
setError(bluetoothInterface.getDeviceType(), HHCBluetoothProfile.ERROR_NULL, "mResultListener is null");
}
}
}
}
}
其他
- 在多设备连接中，需要时刻获取到连接的设备是什么，才能获取到相应的数据。通过 onBluetoothConnectStatus 接口方法只能在连接状态发生改变的时候才会回调，不能在已进入页面的时候就获取到设备的连接状态，因此我们在 BluetoothService 中提供两个方法：
//根据设备类型获取连接的蓝牙设备
GGBLEDeviceEntity getConnectedDevice(String deviceType) {
return mConnectModelMap.get(deviceType);
}
//获取所有的连接设备
List<GGBLEDeviceEntity> getAllConnectedDevice() {
List<GGBLEDeviceEntity> connectModelList = new ArrayList<>();
for (String type : mConnectModelMap.keySet()) {
connectModelList.add(mConnectModelMap.get(type));
}
return connectModelList;
}
- 在 service 中不能持久化 Context ，如果定义了 Context 会发生内存溢出，所以在我们所提供的方法中都会传入 context 用于承接上下文。
- 我把 service 内对外开放的方法都集中在一个类里，方便调用和管理。
- 蓝牙扫描的方法有三种：
1、在5.0之前使用的是：mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);;
对应的停止扫描为：mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
2、在 Android 5.0之后 使用的是：mBluetoothAdapter.getBluetoothLeScanner().startScan(mScanCallback);;
对应的停止扫描为：mBluetoothAdapter.getBluetoothLeScanner().stopScan(mScanCallback);
3、一种通用的扫描方法：mBluetoothAdapter.startDiscovery();；
对应的停止扫描为：mBluetoothAdapter.cancelDiscovery();
改进之处
-
在这次的开发中，主要面临的问题是场景方面的考虑，开始只是单一的想要进行多个设备的连接，没有考虑现实中的场景，做出的第一个版本，只能在同一个 Activity 中进行多设备连接，而不能各自在不同的页面进行操作，数据也不能共享；之后和 leader 多次讨论，想到很多场景，结合这些场景，罗列出开发功能，并调整代码结构，让使用者使用起来更加方便。总之，一切的功能开发都是需要场景来支撑。
-
在数据存储这方面还有待改进，手写的 key-svalue 形式很容易出现书写错误，即使写错也不容易找到错误出处。改进方向是数据存储直接存储对象而不是一个一个的 key-value 进行存储。
小结
此篇文章主要讲述了在一些场景的支撑下对蓝牙设备的开发，描述多台不同类型的设备同时运行，并能够在启动 App 时可以自动连接；提供蓝牙列表页面对设备进行管理；对蓝牙设备信息和测量结果进行持久化。
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