小程序蓝牙记录

# 一、背景介绍

蓝牙是爱立信公司创立的一种无线技术标准，为短距离的硬件设备提供低成本的通信规范。蓝牙规范由蓝牙技术联盟（Bluetooth Special Interest Group，简称SIG）管理，在计算机，手机，传真机，耳机，汽车，家用电器等等很多场景广泛使用。蓝牙具有以下一些特点

• 免费使用：使用的工作频段在2.4GHz的工科医（ISM）频段，无需申请许可证。
• 功耗低：BLE4.0包含了一个低功耗标准(Bluetooth Low Energy)，可以让蓝牙的功耗显著降低
• 安全性高：蓝牙规范提供了一套安全加密机制和授权机制，可以有效防范数据被窃取
• 传输率高：目前最新BLE4.0版本，理论传输速率可达3Mbit/s(实际肯定达不到)，理论覆盖范围可达100米

# 二、小程序蓝牙介绍

# 2.1 介绍

小程序API提供了一套蓝牙操作接口，所以作为我们前端开发人员可以更加方便的进行蓝牙设备开发，而无需了解安卓和IOS的各种蓝牙底层概念。小程序的蓝牙操作大多都是通过异步调用来处理的，这里面就存在着一些坑，后面会详细介绍。在使用小程序蓝牙API之前有几个概念或者说术语需要预先了解

• 蓝牙终端：我们常说的硬件设备，包括手机，电脑等等。
• UUID:是由子母和数字组成的40个字符串的序号,根据硬件设备有关联的唯一ID
• 设备地址：每个蓝牙设备都有一个设备地址deviceId，但是安卓和IOS差别很大，安卓下设备地址就是mac地址，但是IOS无法获取mac地址，所以设备地址是针对本机范围有效的UUID，所以这里需要注意
• 设备服务列表：每个设备都存在一些服务列表，可以跟不同的设备进行通信，服务有一个serviceId来维护，每个服务包含了一组特征值
• 服务特征值：包含一个单独的value值和0 –n个用来描述characteristic 值（value）的descriptors。一个characteristics可以被认为是一种类型的，类似于一个类
• ArrayBuffer:小程序中对蓝牙数据的传递是使用ArrayBuffer的二进制类型来的，所以在我们的使用过程中需要进行转码

# 2.2 API总览

小程序对蓝牙设备的操作有18个API

# 2.3 主要流程

蓝牙通信的一个正常流程是下面的图示

1. 开启蓝牙：调用openBluetoothAdapter来开启和初始化蓝牙，这个时候可以根据状态判断用户设备是否支持蓝牙
2. 检查蓝牙状态：调用getBluetoothAdapterState来检查蓝牙是否开启，如果没有开启可以在这里提醒用户开启蓝牙，并且能在开启后自动启动下面的步骤

这里有一个坑：IOS里面蓝牙状态变化以后不能马上开始搜索，否则会搜索不到设备，必须要等待2秒以上。

function connect(){
  wx.openBluetoothAdapter({
    success: function (res) {
    },
    fail(res){
    },
    complete(res){
      wx.onBluetoothAdapterStateChange(function(res) {
        if(res.available){
          setTimeout(function(){
            connect();
          },2000);
        }
      })
　　　//开始搜索  
    }
  })
}

3. 搜索设备：startBluetoothDevicesDiscovery开始搜索设备，当发现一个设备会触发onBluetoothDeviceFound事件，首先看下标准API

由于IOS无法获取Mac地址所以这里需要区分两个场景

1. 安卓：安卓下可以根据Mac地址来搜索设备，或者跳过此步直接连接到设备。当搜索到一个设备以后，可以在onBluetoothDeviceFound事件回调中判断当前设备的deviceID是否为指定的Mac地址

let mac = "XXXXXXXXXXXXXXX";
wx.startBluetoothDevicesDiscovery({
  services:[],
  success(res) {
    wx.onBluetoothDeviceFound(res=>{
        let devices = res.devices;
        for(let i = 0;i<devices.length;i++){
          if(devices[i].deviceId = mac){
            console.log("find");
            wx.stopBluetoothDevicesDiscovery({
              success:res=>console.log(res),
              fail:res=>console.log(res),
            })
          }
        }
    });

  },
  fail(res){
      console.log(res);
  }
})

2. IOS：IOS下获取设备Mac地址的方法已经被屏蔽，所以不存在mac地址，此时只能通过其他方式来判断，比如在蓝牙设备advertisData字段添加一些特别的信息来判断等等，可以转字符串来判断，也可以直接用二进制来判断

let id = "XXXXXXXXXXXXXXX",//设备标识符
    deviceId = "";
wx.startBluetoothDevicesDiscovery({
  services:[],
  success(res) {
    wx.onBluetoothDeviceFound(res=>{
        var devices = res.devices;
        for(let i = 0;i<devices.length;i++){
          let advertisData = devices[i].advertisData;
          var data = arrayBufferToHexString(advertisData);//二进制转字符串
          if (!!data && data.indexOf(id) > -1) {
              console.log("find");
　　　　　　　　deviceId = devices[i].deviceId;
          }
        }
    });    
  },
  fail(res){
      console.log(res);
  }
});
function arrayBufferToHexString(buffer) {
  let bufferType = Object.prototype.toString.call(buffer)
  if (buffer != '[object ArrayBuffer]') {
    return
  }
  let dataView = new DataView(buffer)

  var hexStr = '';
  for (var i = 0; i < dataView.byteLength; i++) {
    var str = dataView.getUint8(i);
    var hex = (str & 0xff).toString(16);
    hex = (hex.length === 1) ? '0' + hex : hex;
    hexStr += hex;
  }
****
  return hexStr.toUpperCase();
}

这里需要注意的是：如果知道mac地址在安卓下可以直接略过搜索过程直接连接，如果不知道mac地址或者是IOS场景下需要开启搜索，由于搜索是比较消耗资源的动作，所以发现目标设备以后一定要及时关闭搜索，以节省系统消耗

4. 搜索到设备以后，就是连接设备createBLEConnection
5. 连接成功以后就开始查询设备的服务列表：getBLEDeviceServices，然后根据目标服务ID或者标识符来找到指定的服务ID

let deviceId = "XXXX";
wx.getBLEDeviceServices({
  deviceId: device_id,
  success: function (res) {        
    let service_id = "";
    for(let i = 0;i<res.services.length;i++){
      if(services[i].uuid.toUpperCase().indexOf("TEST") != -1){
        service_id = services[i].uuid;
        break;
      }
    }

    return service_id;
  },
  fail(res){
    console.log(res);
  }
})

这里有个坑的地方：如果是安卓下如果你知道设备的服务ID，你可以省去getBLEDeviceServices的过程，但是IOS下即使你知道了服务ID，也不能省去getBLEDeviceServices的过程，这是小程序里面需要注意的一点

6. 获取服务特征值：每个服务都包含了一组特征值用来描述服务的一些属性，比如是否可读，是否可写，是否可以开启notify通知等等，当你跟蓝牙通信时需要这些特征值ID来传递数据

getBLEDeviceCharacteristics方法返回了res参数包含了以下属性

characteristics包含了一组特征值列表

通过遍历特征值对象来获取想要的特征值ID

这个例子就通过搜索特征值取到了 notify特征值ID，写ID和读取ID

7. 获取特征值ID以后就可以开启notify通知模式，同时开启监听特征值变化消息

8. 一切都准备好以后，就可以开始给蓝牙发送消息，一旦蓝牙有响应，就可以在onBLECharacteristicValueChange事件中得到消息并打印出来

这里面有个坑：开启notify以后并不能马上发送消息，蓝牙设备有个准备的过程，需要在setTimeout中延迟1秒以上才能发送，否则会发送失败

9. 所有都通信完毕后可以断开连接:

# 2.4 完整例子

例子1

例子2

# 2.5 跳坑总结

1. 等待响应：很多情况下需要等待设备响应，尤其在IOS环境下，比如

2. Mac和UUID

3. IOS下只有搜索可以省略

4. 监听到的消息要进行过滤处理