Android藍牙聊天開源項目

更新時間：2018年06月02日 14:23:43 作者：幻影宇寰

這篇文章主要為大家詳細介紹了Android藍牙聊天開源項目的開發(fā)，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

前言

基于Android Classic Bluetooth的藍牙聊天軟件，目前僅支持一對一實時通信、文件傳輸、好友添加、好友分組、好友在線狀態(tài)更新等功能，其中消息發(fā)送支持文本、表情等方式。

前景

藍牙技術(shù)作為一種小范圍無線連接技術(shù)，能夠在設(shè)備間實現(xiàn)方便快捷、靈活安全、低成本、低功耗的數(shù)據(jù)和語音通信，是目前實現(xiàn)無線個人局域網(wǎng)的主流技術(shù)之一。同時，藍牙系統(tǒng)以自組式組網(wǎng)的方式工作，每個藍牙設(shè)備都可以在網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)路由選擇的功能，可以形成移動自組網(wǎng)絡(luò)。藍牙的特性在許多方面正好符合Ad Hoc和WPAN的概念，顯示了其真正的潛力所在。而且，將藍牙與其他網(wǎng)絡(luò)相連接可帶來更廣泛的應(yīng)用，例如接入互聯(lián)網(wǎng)、PSTN或公眾移動通信網(wǎng)，可以使用戶應(yīng)用更方便或給用戶帶來更大的實惠。

藍牙聊天作為一款針對局域網(wǎng)范圍內(nèi)的聊天軟件，在辦公密集，想實現(xiàn)快速穩(wěn)定實時通訊還是比較有實用價值的。目前藍牙技術(shù)發(fā)展迅速，5.0傳輸速率已經(jīng)達到2Mbps，傳輸級別達到無損級別，有效工作距離可達300米，在藍牙組網(wǎng)方面技術(shù)也在進一步更新，相信要不了多久會有很成熟的方案出來，這樣一來就可以實現(xiàn)多人在線實時聊天功能，打破只能一對多實時聊天的界限。

技術(shù)簡介

1、藍牙通信的主從關(guān)系

藍牙技術(shù)規(guī)定每一對設(shè)備之間進行藍牙通訊時，必須一個為主角色，另一為從角色，才能進行通信，通信時，必須由主端進行查找，發(fā)起配對，建鏈成功后，雙方即可收發(fā)數(shù)據(jù)。理論上，一個藍牙主端設(shè)備，可同時與7個藍牙從端設(shè)備進行通訊。一個具備藍牙通訊功能的設(shè)備，可以在兩個角色間切換，平時工作在從模式，等待其它主設(shè)備來連接，需要時，轉(zhuǎn)換為主模式，向其它設(shè)備發(fā)起呼叫。一個藍牙設(shè)備以主模式發(fā)起呼叫時，需要知道對方的藍牙地址，配對密碼等信息，配對完成后，可直接發(fā)起呼叫。

2、藍牙的呼叫過程

藍牙主端設(shè)備發(fā)起呼叫，首先是查找，找出周圍處于可被查找的藍牙設(shè)備。主端設(shè)備找到從端藍牙設(shè)備后，與從端藍牙設(shè)備進行配對，此時需要輸入從端設(shè)備的PIN碼，也有設(shè)備不需要輸入PIN碼。配對完成后，從端藍牙設(shè)備會記錄主端設(shè)備的信任信息，此時主端即可向從端設(shè)備發(fā)起呼叫，已配對的設(shè)備在下次呼叫時，不再需要重新配對。已配對的設(shè)備，做為從端的藍牙設(shè)備也可以發(fā)起建鏈請求，但做數(shù)據(jù)通訊的藍牙模塊一般不發(fā)起呼叫。鏈路建立成功后，主從兩端之間即可進行雙向的數(shù)據(jù)或語音通訊。在通信狀態(tài)下，主端和從端設(shè)備都可以發(fā)起斷鏈，斷開藍牙鏈路。

3、藍牙一對一的串口數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用

藍牙數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用中，一對一串口數(shù)據(jù)通訊是最常見的應(yīng)用之一，藍牙設(shè)備在出廠前即提前設(shè)好兩個藍牙設(shè)備之間的配對信息，主端預(yù)存有從端設(shè)備的PIN碼、地址等，兩端設(shè)備加電即自動建鏈，透明串口傳輸，無需外圍電路干預(yù)。一對一應(yīng)用中從端設(shè)備可以設(shè)為兩種類型，一是靜默狀態(tài)，即只能與指定的主端通信，不被別的藍牙設(shè)備查找；二是開發(fā)狀態(tài)，既可被指定主端查找，也可以被別的藍牙設(shè)備查找建鏈。

功能概述

藍牙聊天功能主要分為以下幾個模塊：消息模塊、好友模塊以及個人模塊。

消息模塊

支持一對一、一對多、多對多實時聊天，能傳輸文字、表情、圖片、文件等。對方不在線時可支持離線消息發(fā)送，在對方在線時能及時推送過去。消息支持歷史消息存儲與查看。

好友模塊

支持附近好友添加，好友刪除，好友分組顯示，好友上下線提醒，好友昵稱及分組名稱修改。

個人模塊

展示個人信息，包含昵稱、圖像、加入時間等信息。

該模塊還未實現(xiàn)，目前實現(xiàn)功能主要有一對一實時聊天、能傳輸文字、表情、文件，支持好友添加、刪除、分組。下文主要介紹已經(jīng)實現(xiàn)的藍牙通信流程。

操作流程

查找已配對設(shè)備（即好友列表）

代碼實現(xiàn)：

private void findDevice(){
 // 獲得已經(jīng)保存的配對設(shè)備
 Set<BluetoothDevice> pairedDevices = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter().getBondedDevices();
 if (pairedDevices.size() > 0) {
  mGroupFriendListData.clear();
  GroupInfo groupInfo = new GroupInfo();
  groupInfo.setGroupName(BluetoothAdapter.getDefaultAdapter().getName());
  List<FriendInfo> friendInfoList = new ArrayList<>();
  for (BluetoothDevice device : pairedDevices) {
   FriendInfo friendInfo = new FriendInfo();
   friendInfo.setIdentificationName(device.getName());
   friendInfo.setDeviceAddress(device.getAddress());
   friendInfo.setFriendNickName(device.getName());
   friendInfo.setOnline(false);
   friendInfo.setJoinTime(DateTime.getStringByFormat(new Date(), DateTime.DEFYMDHMS));
   friendInfo.setBluetoothDevice(device);
   friendInfoList.add(friendInfo);
  }
  groupInfo.setFriendList(friendInfoList);
  groupInfo.setOnlineNumber(0);
  mGroupFriendListData.add(groupInfo);
  mGroupFriendAdapter.setGroupInfoList(mGroupFriendListData);
 }
}

好友列表示例圖：

啟用設(shè)備的可發(fā)現(xiàn)性

如果要讓本地設(shè)備可以被其他設(shè)備發(fā)現(xiàn)，那么就要調(diào)用ACTION_REQUEST_DISCOVERABLE操作意圖的startActivityForResult(Intent, int)方法。這個方法會向系統(tǒng)設(shè)置發(fā)出一個啟用可發(fā)現(xiàn)模式的請求。默認情況下，設(shè)備的可發(fā)現(xiàn)模式會持續(xù)120秒。通過給Intent對象添加EXTRA_DISCOVERABLE_DURATION附加字段，可以定義不同持續(xù)時間。應(yīng)用程序能夠設(shè)置的最大持續(xù)時間是3600秒，0意味著設(shè)備始終是可發(fā)現(xiàn)的。任何小于0或大于3600秒的值都會自動的被設(shè)為120秒。例如，以下代碼把持續(xù)時間設(shè)置為300秒：

Intent discoverableIntent = new
Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_DISCOVERABLE);
discoverableIntent.putExtra(BluetoothAdapter.EXTRA_DISCOVERABLE_DURATION, 300);
startActivity(discoverableIntent);

申請用戶啟用設(shè)備的可發(fā)現(xiàn)模式時，會顯示一個對話框。如果響應(yīng)“Yes”，那么設(shè)備的可發(fā)現(xiàn)模式會持續(xù)指定的時間，而且你的Activity會接收帶有結(jié)果代碼等于可發(fā)現(xiàn)設(shè)備持續(xù)時間的onActivityResult()回調(diào)方法的調(diào)用。如果用戶響應(yīng)“No”或有錯誤發(fā)生，則結(jié)果代碼等于RESULT_CANCELED.

在可發(fā)現(xiàn)模式下，設(shè)備會靜靜的把這種模式保持到指定的時長。如果你想要在可發(fā)現(xiàn)模式被改變時獲得通知，那么你可以注冊一個ACTION_SCAN_MODE_CHANGED類型的Intent廣播。這個Intent對象中包含了EXTRA_SCAN_MODE和EXTRA_PREVIOUS_SCAN_MODE附加字段，它們會分別告訴你新舊掃描模式。它們每個可能的值是：SCAN_MODE_CONNECTABLE_DISCOVERABLE，SCAN_MODE_CONNECTABLE或SCAN_MODE_NONE，它們分別指明設(shè)備是在可發(fā)現(xiàn)模式下，還是在可發(fā)現(xiàn)模式下但依然可接收連接，或者是在可發(fā)現(xiàn)模式下并不能接收連接。
如果你要初始化跟遠程設(shè)備的連接，你不需要啟用設(shè)備的可現(xiàn)性。只有在你想要把你的應(yīng)用程序作為服務(wù)端來接收輸入連接時，才需要啟用可發(fā)現(xiàn)性，因為遠程設(shè)備在跟你的設(shè)備連接之前必須能夠發(fā)現(xiàn)它。

搜索設(shè)備并進行配對（即添加好友）

簡單的調(diào)用startDiscovery()方法就可以開始發(fā)現(xiàn)設(shè)備。該過程是異步的，并且該方法會立即返回一個布爾值來指明發(fā)現(xiàn)處理是否被成功的啟動。通常發(fā)現(xiàn)過程會查詢掃描大約12秒，接下來獲取掃描發(fā)現(xiàn)的每個設(shè)備的藍牙名稱。

public class ScanBroadcastReceiver extends BroadcastReceiver {

 private IScanCallback<BluetoothDevice> scanCallback;
 private final Map<String, BluetoothDevice> mDeviceMap = new HashMap<>();

 public ScanBroadcastReceiver(IScanCallback<BluetoothDevice> scanCallback) {
  this.scanCallback = scanCallback;
 }

 @Override
 public void onReceive(Context context, Intent intent) {
  if (scanCallback == null) {
   return;
  }
  if(intent.getAction().equals(BluetoothDevice.ACTION_FOUND)){
   //掃描到藍牙設(shè)備
   BluetoothDevice bluetoothDevice = intent.getParcelableExtra(BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE);
   if (bluetoothDevice == null) {
    return;
   }
   if (!mDeviceMap.containsKey(bluetoothDevice.getAddress())) {
    mDeviceMap.put(bluetoothDevice.getAddress(), bluetoothDevice);
   }
   scanCallback.discoverDevice(bluetoothDevice);
  }else if(intent.getAction().equals(BluetoothAdapter.ACTION_DISCOVERY_FINISHED)) {
   //掃描設(shè)備結(jié)束
   final List<BluetoothDevice> deviceList = new ArrayList<>(mDeviceMap.values());
   if(deviceList != null && deviceList.size() > 0){
    scanCallback.scanFinish(deviceList);
   } else{
    scanCallback.scanTimeout();
   }
  }
 }
}

搜索好友示例圖：

public class PairBroadcastReceiver extends BroadcastReceiver {

 private IPairCallback pairCallback;

 public PairBroadcastReceiver(IPairCallback pairCallback) {
  this.pairCallback = pairCallback;
 }

 @Override
 public void onReceive(Context context, Intent intent) {
  if(intent.getAction().equals(BluetoothDevice.ACTION_BOND_STATE_CHANGED)){
   //取得狀態(tài)改變的設(shè)備，更新設(shè)備列表信息（配對狀態(tài)）
   BluetoothDevice device = intent.getParcelableExtra(BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE);
   if(device != null){
    resolveBondingState(device.getBondState());
   }
  }
 }

 private void resolveBondingState(final int bondState) {
  if (pairCallback == null) {
   return;
  }
  switch (bondState) {
   case BluetoothDevice.BOND_BONDED://已配對
    pairCallback.bonded();
    break;
   case BluetoothDevice.BOND_BONDING://配對中
    pairCallback.bonding();
    break;
   case BluetoothDevice.BOND_NONE://未配對
    pairCallback.unBonded();
    break;
   default:
    pairCallback.bondFail();
    break;
  }
 }
}

配對信息示例圖：

配對過程示例圖：

連接設(shè)備（即好友建立通信通道）

當你想要連接兩個設(shè)備時，一個必須通過持有一個打開的BluetoothServerSocket對象來作為服務(wù)端。服務(wù)套接字的用途是監(jiān)聽輸入的連接請求，并且在一個連接請求被接收時，提供一個BluetoothSocket連接對象。在從BluetoothServerSocket對象中獲取BluetoothSocket時，BluetoothServerSocket能夠（并且也應(yīng)該）被廢棄，除非你想要接收更多的連接。
以下是建立服務(wù)套接字和接收一個連接的基本過程：

1、調(diào)用listenUsingRfcommWithServiceRecord(String, UUID)方法來獲得一個BluetoothServerSocket對象。該方法中的String參數(shù)是一個可識別的你的服務(wù)端的名稱，系統(tǒng)會自動的把它寫入設(shè)備上的Service Discovery Protocol（SDP）數(shù)據(jù)庫實體（該名稱是任意的，并且可以簡單的使用你的應(yīng)用程序的名稱）。UUID參數(shù)也會被包含在SDP實體中，并且是跟客戶端設(shè)備連接的基本協(xié)議。也就是說，當客戶端嘗試跟服務(wù)端連接時，它會攜帶一個它想要連接的服務(wù)端能夠唯一識別的UUID。只有在這些UUID完全匹配的情況下，連接才可能被接收。

2、通過調(diào)用accept()方法，啟動連接請求。這是一個阻塞調(diào)用。只有在連接被接收或發(fā)生異常的情況下，該方法才返回。只有在發(fā)送連接請求的遠程設(shè)備所攜帶的UUID跟監(jiān)聽服務(wù)套接字所注冊的一個UUID匹配的時候，該連接才被接收。連接成功，accept()方法會返回一個被連接的BluetoothSocket對象。

3、除非你想要接收其他連接，否則要調(diào)用close()方法。該方法會釋放服務(wù)套接字以及它所占用的所有資源，但不會關(guān)閉被連接的已經(jīng)有accept()方法所返回的BluetoothSocket對象。跟TCP/IP不一樣，每個RFCOMM通道一次只允許連接一個客戶端，因此在大多數(shù)情況下，在接收到一個連接套接字之后，立即調(diào)用BluetoothServerSocket對象的close()方法是有道理的。

以下是以上過程實現(xiàn)的監(jiān)聽線程：

public class AcceptThread extends Thread {

 private BluetoothChatHelper mHelper;
 private final BluetoothServerSocket mServerSocket;
 private String mSocketType;

 public AcceptThread(BluetoothChatHelper bluetoothChatHelper, boolean secure) {
  mHelper = bluetoothChatHelper;
  BluetoothServerSocket tmp = null;
  mSocketType = secure ? "Secure" : "Insecure";

  try {
   if (secure) {
    tmp = mHelper.getAdapter().listenUsingRfcommWithServiceRecord(ChatConstant.NAME_SECURE, ChatConstant.UUID_SECURE);
   } else {
    tmp = mHelper.getAdapter().listenUsingInsecureRfcommWithServiceRecord(ChatConstant.NAME_INSECURE, ChatConstant.UUID_INSECURE);
   }
  } catch (IOException e) {
   BleLog.e("Socket Type: " + mSocketType + "listen() failed", e);
  }
  mServerSocket = tmp;
 }

 public void run() {
  BleLog.i("Socket Type: " + mSocketType + "BEGIN mAcceptThread" + this);
  setName("AcceptThread" + mSocketType);

  BluetoothSocket socket = null;

  while (mHelper.getState() != com.vise.basebluetooth.common.State.STATE_CONNECTED) {
   try {
    BleLog.i("wait new socket:" + mServerSocket);
    socket = mServerSocket.accept();
   } catch (IOException e) {
    BleLog.e("Socket Type: " + mSocketType + " accept() failed", e);
    break;
   }
   if (socket != null) {
    synchronized (this) {
     if(mHelper.getState() == com.vise.basebluetooth.common.State.STATE_LISTEN
       || mHelper.getState() == com.vise.basebluetooth.common.State.STATE_CONNECTING){
      BleLog.i("mark CONNECTING");
      mHelper.connected(socket, socket.getRemoteDevice(), mSocketType);
     } else if(mHelper.getState() == com.vise.basebluetooth.common.State.STATE_NONE
       || mHelper.getState() == com.vise.basebluetooth.common.State.STATE_CONNECTED){
      try {
       socket.close();
      } catch (IOException e) {
       BleLog.e("Could not close unwanted socket", e);
      }
     }
    }
   }
  }
  BleLog.i("END mAcceptThread, socket Type: " + mSocketType);
 }

 public void cancel() {
  BleLog.i("Socket Type" + mSocketType + "cancel " + this);
  try {
   mServerSocket.close();
  } catch (IOException e) {
   BleLog.e("Socket Type" + mSocketType + "close() of server failed", e);
  }
 }
}

以下是一個基本的連接過程：

1、通過調(diào)用BluetoothDevice的createRfcommSocketToServiceRecord(UUID)方法，獲得一個BluetoothSocket對象。這個方法會初始化一個連接到BluetoothDevice對象的BluetoothSocket對象。傳遞給這個方法的UUID參數(shù)必須與服務(wù)端設(shè)備打開BluetoothServerSocket對象時所使用的UUID相匹配。在你的應(yīng)用程序中簡單的使用硬編碼進行比對，如果匹配，服務(wù)端和客戶端代碼就可以應(yīng)用這個BluetoothSocket對象了。

2、通過調(diào)用connect()方法來初始化連接。在這個調(diào)用中，為了找到匹配的UUID，系統(tǒng)會在遠程的設(shè)備上執(zhí)行一個SDP查詢。如果查詢成功，并且遠程設(shè)備接收了該連接請求，那么它會在連接期間共享使用RFCOMM通道，并且connect()方法會返回。這個方法是一個阻塞調(diào)用。如果因為某些原因，連接失敗或連接超時（大約在12秒之后），就會拋出一個異常。

以下是實現(xiàn)以上過程的連接線程：

public class ConnectThread extends Thread {

 private BluetoothChatHelper mHelper;
 private final BluetoothSocket mSocket;
 private final BluetoothDevice mDevice;
 private String mSocketType;

 public ConnectThread(BluetoothChatHelper bluetoothChatHelper, BluetoothDevice device, boolean secure) {
  mHelper = bluetoothChatHelper;
  mDevice = device;
  BluetoothSocket tmp = null;
  mSocketType = secure ? "Secure" : "Insecure";

  try {
   if (secure) {
    tmp = device.createRfcommSocketToServiceRecord(ChatConstant.UUID_SECURE);
   } else {
    tmp = device.createInsecureRfcommSocketToServiceRecord(ChatConstant.UUID_INSECURE);
   }
  } catch (IOException e) {
   BleLog.e("Socket Type: " + mSocketType + "create() failed", e);
  }
  mSocket = tmp;
 }

 public void run() {
  BleLog.i("BEGIN mConnectThread SocketType:" + mSocketType);
  setName("ConnectThread" + mSocketType);

  mHelper.getAdapter().cancelDiscovery();

  try {
   mSocket.connect();
  } catch (IOException e) {
   try {
    mSocket.close();
   } catch (IOException e2) {
    BleLog.e("unable to close() " + mSocketType + " socket during connection failure", e2);
   }
   mHelper.connectionFailed();
   return;
  }

  synchronized (this) {
   mHelper.setConnectThread(null);
  }

  mHelper.connected(mSocket, mDevice, mSocketType);
 }

 public void cancel() {
  try {
   mSocket.close();
  } catch (IOException e) {
   BleLog.e("close() of connect " + mSocketType
     + " socket failed", e);
  }
 }
}

在建立連接之前要調(diào)用cancelDiscovery()方法。在連接之前應(yīng)該始終調(diào)用這個方法，并且不用實際的檢查藍牙發(fā)現(xiàn)處理是否正在運行也是安全的（如果想要檢查，調(diào)用isDiscovering()方法）。

管理連接（即好友間通信）

當你成功的連接了兩個（或更多）設(shè)備時，每一個設(shè)備都有一個被連接的BluetoothSocket對象。這是良好的開始，因為你能夠在設(shè)備之間共享數(shù)據(jù)。使用BluetoothSocket對象來傳輸任意數(shù)據(jù)的過程是簡單的：

1、分別通過getInputStream()和getOutputStream()方法來獲得通過套接字來處理傳輸任務(wù)的InputStream和OutputStream對象；

2、用read(byte[])和write（byte[]）方法來讀寫流中的數(shù)據(jù)。

以下為實現(xiàn)以上過程的通信線程：

public class ConnectedThread extends Thread {

 private final BluetoothChatHelper mHelper;
 private final BluetoothSocket mSocket;
 private final InputStream mInStream;
 private final OutputStream mOutStream;

 public ConnectedThread(BluetoothChatHelper bluetoothChatHelper, BluetoothSocket socket, String socketType) {
  BleLog.i("create ConnectedThread: " + socketType);
  mHelper = bluetoothChatHelper;
  mSocket = socket;
  InputStream tmpIn = null;
  OutputStream tmpOut = null;

  try {
   tmpIn = socket.getInputStream();
   tmpOut = socket.getOutputStream();
  } catch (IOException e) {
   BleLog.e("temp sockets not created", e);
  }

  mInStream = tmpIn;
  mOutStream = tmpOut;
 }

 public void run() {
  BleLog.i("BEGIN mConnectedThread");
  int bytes;
  byte[] buffer = new byte[1024];

  // Keep listening to the InputStream while connected
  while (true) {
   try {
    bytes = mInStream.read(buffer);
    byte[] data = new byte[bytes];
    System.arraycopy(buffer, 0, data, 0, data.length);
    mHelper.getHandler().obtainMessage(ChatConstant.MESSAGE_READ, bytes, -1, data).sendToTarget();
   } catch (IOException e) {
    BleLog.e("disconnected", e);
    mHelper.start(false);
    break;
   }
  }
 }

 public void write(byte[] buffer) {
  if(mSocket.isConnected()){
   try {
    mOutStream.write(buffer);
    mHelper.getHandler().obtainMessage(ChatConstant.MESSAGE_WRITE, -1, -1, buffer).sendToTarget();
   } catch (IOException e) {
    BleLog.e("Exception during write", e);
   }
  }
 }

 public void cancel() {
  try {
   mSocket.close();
  } catch (IOException e) {
   BleLog.e("close() of connect socket failed", e);
  }
 }
}

發(fā)送消息示例圖：