[原创] Android应用使用蓝牙通信控制车联网设备(Kotlin实现)

前言

现在物联网设备和车联网设备中使用蓝牙通信的场景越来越多，前几年只有高端车才具备使用手机控制车辆的功能，现在已经越来越普及，包括自动解锁、一键寻车、车辆控制、电量检测，OTA无线升级等，还有现在很普及的共享单车，也是通过手机的蓝牙无线控制实现的解锁功能。

这几天韧带做手术比较有时间，又不能到处跑，不然有空肯定是出去嗨呀… 见下图：

这个实例的 Android Studio 版本4.1.2 , TargetSdkVersion版本是 28，Gradle 版本: 6.5

本文主要包含下面几个内容：
1. 首先展示了我做的一个使用Android控制蓝牙设备的一个实例，模拟的是用户使用手机打开车辆前门和打开后备箱。
2. Android 蓝牙通信的基本介绍和实现步骤

Enjoy ！

开发环境

Android Studio 版本4.1.2
TargetSdkVersion: 28
CompileSdkVersion 28
Gradle 版本: 6.5

1. 步骤展示

手机注册蓝牙通信Server端

首先，车主手机端进入Android 车控APP，在车控蓝牙通信过程中，注册为Server端，这样车控APP就可以主动建立蓝牙连接。

Android 蓝牙通信中会会涉及SPP通用数据传输协议，这个协议是Android 2.0中引入的API，通过Socket的形式实现数据传输及交互，需要区分Server端和 Client 端。

蓝牙设备注册Client端

蓝牙从设备就是通信中的Client端，我这里用一个有蓝牙功能的Pad 模拟了车载蓝牙模块，这样双机通信的方法比较方(省)便(钱) , 现在市面上用得比较多的是HC-06 蓝牙通信模块，可以和单片机配合使用，有钱有时间的自己试一下。

Android手机端通过蓝牙发送打开前门指令

Android手机端通过蓝牙发送打开后备箱指令

从上面的画面大家可以看到，用户的手机和蓝牙设备是没有通过数据线直接连接的，手机通过蓝牙向Client设备发送了指令，Client设备接收到指令后，执行了打开车门和打开后备箱的动作，将模型中的相应部位变成了红色。

2. Android 蓝牙通信的基本介绍和实现步骤

#在Manifest 里申请蓝牙权限
首先，要在新建项目中的AndroidManifest.xml中声明两个权限：BLUETOOTH权限用于请求连接和传送数据；BLUETOOTH_ADMIN权限用于启动设备、发现或进行蓝牙设置，如果要拥有该权限，必须先拥有BLUETOOTH权限。

<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/><uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>

注意：这里有一个坑，如果你的TargetVersion大于22，就意味着你需要让用户动态申请权限，这个时候需要增加下面的ACCESS_FINE_LOCATION和 ACCESS_COARSE_LOCATION权限。否则车主的手机会无法搜索到蓝牙设备，我就遇到了这个问题。

<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION"/><uses-permission-sdk-23 android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION"/>

SSP通用数据传输协议中，Android 蓝牙通信用到的四个类：

BluetoothAdapter：代表本地蓝牙适配器，是所有蓝牙交互的入口。使用这个你可以发现其他蓝牙设备，查询已配对的设备列表，使用一个已知的 MAC 地址来实例化一个 BluetoothDevice，以及创建一个BluetoothServerSocket 来为监听与其他设备的通信
BluetoothDevice：代表一个远程蓝牙设备，使用这个来请求一个与远程设备的 BluetoothSocket连接，或者查询关于设备名称、地址、类和连接状态等设备信息。
BluetoothSocket：代表一个蓝牙 socket 的接口（和 TCP Socket 类似）。这是一个连接点，它允许一个应用与其他蓝牙设备通过 InputStream 和 OutputStream 交换数据。
BluetoothServerSocket：代表一个开放的服务器 socket，它监听接受的请求（与 TCP ServerSocket 类似）。为了连接两台 Android 设备，一个设备必须使用这个类开启一个服务器 socket。当一个远程蓝牙设备开始一个和该设备的连接请求，BluetoothServerSocket 将会返回一个已连接的BluetoothSocket，接受该连接。

在蓝牙通信中，无论在Server端，还是在Client端，都需要使用BluetoothAdapter适配器启动蓝牙功能

            mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter()             iv_server_original!!.setImageResource(R.drawable.server_background_original)            if (mBluetoothAdapter == null) {                     Toast.makeText(applicationContext, "bluetooth is no available", Toast.LENGTH_LONG).show()                 return@OnClickListener            }            mBluetoothAdapter!!.enable()             if (!mBluetoothAdapter!!.isEnabled) {                     Toast.makeText(applicationContext, "bluetooth function is no available", Toast.LENGTH_LONG).show()                finish()                return@OnClickListener            }            try {                     serverSocket = mBluetoothAdapter!!.listenUsingRfcommWithServiceRecord("aaa", uuid)                btListen_Thread = btListenThread(serverSocket, bluetoothServerMessageHandle)                btListen_Thread!!.start()                Toast.makeText(applicationContext, "服务器端已经开始运行", Toast.LENGTH_SHORT).show()            } catch (e: IOException) {                     e.printStackTrace()            }        })

mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter() ：用于获取蓝牙适配器
mBluetoothAdapter!!.enable() ：允许蓝牙适配器，如果enable 失败，表示当前蓝牙设备不可用
if (mBluetoothAdapter == null) //表示当前手机不支持蓝牙

使用SSP协议中的uuid作为参数，使用 mBluetoothAdapter!!.listenUsingRfcommWithServiceRecord("aaa", uuid) 方法新建ServerSocket对象。并且通过 btListenThread(serverSocket, bluetoothServerMessageHandle) 构造函数创建蓝牙监听线程。
下面的bluetoothServerMessageHandle对象用户接受蓝牙指令后，在界面的展示。

            try {                     serverSocket = mBluetoothAdapter!!.listenUsingRfcommWithServiceRecord("aaa", uuid)                btListen_Thread = btListenThread(serverSocket, bluetoothServerMessageHandle)                btListen_Thread!!.start()                Toast.makeText(applicationContext, "服务器端已经开始运行", Toast.LENGTH_SHORT).show()            } catch (e: IOException) {                     e.printStackTrace()            }

创建蓝牙监听线程：
下面的serverSocket!!.accept() 函数用于接受客户端的连接，并且产生与此蓝牙连接对应的Socket，如果没有连接成功的话，线程就会停在这里。这样就可以获取蓝牙通信的输出流和输入流DataOutputStream(BufferedOutputStream(clientSocket.getOutputStream())) 和
DataInputStream(BufferedInputStream(clientSocket.getInputStream()))
blue_tooth_msg_server_thread 是蓝牙消息服务器线程，用于给界面发送异步消息，这个下面会讲

blue_tooth_msg_server_thread = bluetoothMsgServerThread(mmInStream!!, msgHandler)blue_tooth_msg_server_thread!!.start()

class btListenThread(serverSocket: BluetoothServerSocket?, msgHandler: Handler?) : Thread() {         var serverSocket: BluetoothServerSocket? = null //蓝牙socket对象    var clientSocket: BluetoothSocket? = null //蓝牙socket对象    private var mmInStream: DataInputStream? = null //输入数据流    var outStream: DataOutputStream? = null //输入数据流        private set    var blue_tooth_msg_server_thread: bluetoothMsgServerThread? = null //蓝牙线程    private val msgHandler: Handler? = null //Handler对象    override fun run() {             while (!interrupted()) {                 try {                     clientSocket = serverSocket!!.accept()                outStream = DataOutputStream(BufferedOutputStream(clientSocket.getOutputStream())) //获取out数据量对象                mmInStream = DataInputStream(BufferedInputStream(clientSocket.getInputStream()))                //创建线程接收                blue_tooth_msg_server_thread = bluetoothMsgServerThread(mmInStream!!, msgHandler)                blue_tooth_msg_server_thread!!.start()                val msg = Message() //创建message对象                msg.what = 0x1235                msgHandler!!.sendMessage(msg) //通过msgHandler将消息发送到界面            } catch (e: IOException) {                     e.printStackTrace()            }        }        val msg = Message() //创建message对象        msg.what = 0x2000        msgHandler!!.sendMessage(msg) //通过msgHandler将消息发送到界面        blue_tooth_msg_server_thread!!.interrupt()        try {                 outStream!!.close()            mmInStream!!.close()            clientSocket!!.close()        } catch (ex: Exception) {             }    }    init {        //构造函数        this.msgHandler = msgHandler        this.serverSocket = serverSocket    }}

蓝牙消息服务器线程 bluetoothMsgServerThread ：

internal class bluetoothMsgServerThread     //构造函数(//输入数据流        private val mmInStream: DataInputStream, //Handler对象        private val msgHandler: Handler?) : Thread() {         override fun run() {             val InBuffer = ByteArray(64) //定义缓冲区        while (!interrupted()) {                 try {                     val readed = mmInStream.read(InBuffer, 0, 64) //读取输入数据                val msg = Message() //创建message对象                msg.what = 0x1234                msg.obj = InBuffer                msg.arg1 = readed                msgHandler!!.sendMessage(msg) //通过msgHandler将消息发送到界面            } catch (e: IOException) {                     e.printStackTrace()            }        }        val msg = Message() //创建message对象        msg.what = 0x2001        msgHandler!!.sendMessage(msg) //通过msgHandler将消息发送到界面    }}

发送蓝牙指令
这一部分直接看备注就好了

这里有一个坑，蓝牙指令发送完毕以后，一定要记得将蓝牙输出流 flush mmOutStream.flush掉，这个坑花掉了我一个小时的时间。

        buttonServerSend = findViewById<View>(R.id.buttonServerSend) as Button        buttonServerSend!!.setOnClickListener(View.OnClickListener {                 iv_server_original!!.setImageResource(R.drawable.server_status_frontopened)            val mmOutStream = btListen_Thread!!.outStream            var buffer: ByteArray? = null            try {                     buffer = editTextServerSend!!.text.toString().toByteArray(charset("UTF-8"))            } catch (e: UnsupportedEncodingException) {                     e.printStackTrace()            }            //byte[] buffer = editTextServerSend.getText().toString().getBytes();       //定义 要发送的数据内容            if (buffer!!.size < 1) {                     Toast.makeText(applicationContext, "请输入要发送的内容", Toast.LENGTH_SHORT).show()                return@OnClickListener            }            try {                     buffer = "Car_Control_OpenRearDoor".toByteArray(charset("UTF-8"))                mmOutStream!!.write(buffer) //发送buffer的内容给蓝牙                mmOutStream.flush()                 vib!!.vibrate(100) //震动            } catch (e: Exception) {                     e.printStackTrace()            }        })        stopServerBtn = findViewById<View>(R.id.stopServerBtn) as Button        stopServerBtn!!.setOnClickListener {                 iv_server_original!!.setImageResource(R.drawable.server_status_rearopened)            if (btListen_Thread != null) {                     btListen_Thread!!.interrupt()                try {                         serverSocket!!.close()                } catch (e: IOException) {                         e.printStackTrace()                }            }        }    }

Client端搜索附件的蓝牙设备
- 在Client搜索蓝牙的方法里面，首先是获取蓝牙适配器 BluetoothAdapter.getDefaultAdapter()，
  通过蓝牙设备器获取绑定的蓝牙设备，并将其保存在 Set 内，如果没有配对的蓝牙设备，则弹出提示即可。

- NameList用于保存可以配对的蓝牙- spinner.adapter 用户下拉展示配对的蓝牙设备-

           iv_car_status!!.setImageResource(R.drawable.car_status_original)            mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter() //获取蓝牙适配器            if (mBluetoothAdapter == null) {                     Toast.makeText(applicationContext, "bluetooth is no available", Toast.LENGTH_LONG).show()                return@OnClickListener            }            mBluetoothAdapter!!.enable() //允许蓝牙适配器            if (!mBluetoothAdapter!!.isEnabled) {                     Toast.makeText(applicationContext, "bluetooth function is no available", Toast.LENGTH_LONG).show()                finish()                return@OnClickListener            }            val pairedDevices = mBluetoothAdapter!!.bondedDevices //获取安卓系统已经配对的蓝牙设备            if (pairedDevices.size < 1) {                     Toast.makeText(applicationContext, "没有配对的蓝牙设备，请先配对再使用", Toast.LENGTH_LONG).show()                return@OnClickListener            }            val spinner = findViewById<View>(R.id.spinner1) as Spinner //下拉框控件定义            for (device in pairedDevices) {                     Namelist.add(device.name)                Addresslist.add(device.address) //将mac地址加入到下拉框中            }            //通过适配器对象 显示下拉框中的内容            val adapter = ArrayAdapter(applicationContext, android.R.layout.simple_spinner_item, Namelist)            adapter.setDropDownViewResource(android.R.layout.simple_spinner_dropdown_item)            spinner.adapter = adapter

Client 端连接服务器

mBluetoothAdapter!!.getRemoteDevice(address) 可以用户根据蓝牙地址获取到蓝牙设备
mBluetoothAdapter!!.getRemoteDevice(address) 方法用于根据UUID 连接到ClientSocket
blue_tooth_msg_thread = bluetoothMsgThread(mmInStream!!, bluetoothMessageHandle) 用于//创建线程接收单片机发送给安卓蓝牙的数据

       iv_car_status!!.setImageResource(R.drawable.car_status_original)            editTextAll!!.setText("") //清空接收区            try {                     val spinner = findViewById<View>(R.id.spinner1) as Spinner                address = Addresslist[spinner.selectedItemPosition]                device = mBluetoothAdapter!!.getRemoteDevice(address)                 clientSocket = device.createRfcommSocketToServiceRecord(uuid)                 clientSocket.connect() //连接蓝牙设备                mmOutStream = clientSocket.getOutputStream() //获取out数据量对象                mmInStream = DataInputStream(BufferedInputStream(clientSocket.getInputStream()))                Toast.makeText(applicationContext, "蓝牙设备连接成功", Toast.LENGTH_SHORT).show()                vib!!.vibrate(100) //震动                //set_btn_status(true);       //设置 继电器、led按钮 允许操作                //创建线程接收 单片机发送给安卓 蓝牙的数据                blue_tooth_msg_thread = bluetoothMsgThread(mmInStream!!, bluetoothMessageHandle)                blue_tooth_msg_thread!!.start()            } catch (e: Exception) {                     //set_btn_status(false);    //不运行界面操作                Toast.makeText(applicationContext, "连接蓝牙设备失败:$e", Toast.LENGTH_SHORT).show()                e.printStackTrace()            }

好了，这样Client蓝牙设备就可以通过下面的方法获取Server发送过来的蓝牙车控指令。

mmInStream.read(InBuffer, 0, 64) 用于读取输入数据
msgHandler.sendMessage(msg) 用于通过msgHandler将消息发送到界面
msgHandler.sendMessage(msg) 用于通过msgHandler将消息发送到界面
show_result(msg.obj as ByteArray, msg.arg1) 用于显示内容到界面上

lass bluetoothMsgThread     //构造函数(//输入数据流        private val mmInStream: DataInputStream, //Handler对象        private val msgHandler: Handler) : Thread() {         override fun run() {             val InBuffer = ByteArray(64) //定义缓冲区        while (!interrupted()) {                 try {                     //mmInStream.readFully(InBuffer, 0, 64); //读取输入数据                val readed = mmInStream.read(InBuffer, 0, 64)                 val msg = Message() //创建message对象                msg.what = 0x1234                msg.obj = InBuffer                msg.arg1 = readed                msgHandler.sendMessage(msg)            } catch (e: IOException) {                     e.printStackTrace()                val msg = Message() //创建message对象                msg.what = 0x3000                msgHandler.sendMessage(msg)                 break            }        }    }

    var bluetoothMessageHandle: Handler = object : Handler() {             //定义handler对象        override fun handleMessage(msg: Message) {                 if (msg.what == 0x1234) {                                  //接收what = 0x1234的自定义数据                show_result(msg.obj as ByteArray, msg.arg1)                 iv_car_status!!.setImageResource(R.drawable.car_status_frontopen)            }            if (msg.what == 0x3000) {                                  //接收what = 0x1234的自定义数据                Toast.makeText(applicationContext, "蓝牙连接断开", Toast.LENGTH_SHORT).show()                iv_car_status!!.setImageResource(R.drawable.car_status_rearopen)            }        }

结语

好了，以上就是Android 手机通过蓝牙通信给车辆网设备发送车控指令的流程。

再上三天班，就是2021年的春节。
放假啦.

Bye！

我的GitHub地址：https://github.com/18601949127
CSDN博客：https://blog.csdn.net/weixin_37734988

目录

前言