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小程序•小故事(11)——低功耗蓝牙能力-绍兴微信小程序公众号直播商城开发为你转播在无线通信领域,蓝牙是最基础又常用的能力。蓝牙组网十分简单,两设备间做个配对就可以建立起连接,其通信距离理论值为10米至100米以内,是近距离通信应用场景的首选。今天我们想跟大家分享小程序连接蓝牙的能力。 目前蓝牙最为普遍的两种规格为蓝牙基础率/增强数据率 (BR/EDR) 和低功耗 (LE) 蓝牙。 蓝牙基础率/增强数据率 (BR/EDR) 是经典的蓝牙协议,常用在对数据传输带宽有一定要求的场景上,比如需要传输音频数据的蓝牙音箱等; 低功耗 (LE) 蓝牙是从蓝牙4.0起支持的协议,特点就是耗电极低、传输速度更快,常用在对续航要求较高且只需小数据量传输的各种智能电子产品中,包括心率监测仪器、体温计、血糖仪、智能穿戴设备、胎压监测和电子烟等等,应用场景广泛,所以小程序在很早的版本(基础库 1.1.0)就优先支持了低功耗蓝牙能力。 我们在开发基于低功耗蓝牙接口的小程序时,需要先理解一下蓝牙在连接和通信过程中的一些概念。 工作模式 低功耗蓝牙协议给设备定义了若干角色,其中最主要的角色是:外围设备(Peripheral)与中心设备(Central)。 1 外围设备是用来提供数据,通过不停地向外广播数据,让中心设备发现自己。 2 中心设备会扫描外围设备,发现有外围设备存在后,可以与之建立连接,之后就可以使用外围设备提供的服务(Service)。一般而言,手机会担任中心设备的角色,利用外围设备提供的数据进行处理或展示等等。因此,小程序提供低功耗蓝牙接口是默认设定手机为中心设备的。 通信协议 在两个蓝牙设备建立连接之后,双方的数据交互是基于一个叫做 GATT (Generic Attribute Profile) 的规范,根据该规范可以定义出一个个配置文件(Profile),描述该蓝牙设备提供的服务(Service)。 在整个通信过程中,有三个最主要的概念:配置文件(Profile)、服务(Service)、特性(Characteristic)。 1 Profile 并不真实存在于蓝牙设备中,它只是被蓝牙标准预先定义的一些 Service 的集合,如果蓝牙设备之间要相互兼容,它们只要支持相同的 Profile 即可。一个蓝牙设备可以支持多个 Profile。 2 Service 可以理解为蓝牙设备提供的服务,一个设备可以提供多个服务,比如电量信息服务、系统信息服务等。每个 Service 又包含多个 Characteristic 特性值,比如电量信息服务就会有个 Characteristic 表示电量数据,同时还会有一个 16bit 或 128bit 的 UUID 唯一标识该服务,像微信硬件平台的蓝牙智能灯的主服务 UUID 为 0xFEE7。16 bit 的 UUID 实际上是 128 bit 的缩短版,接收方收到后会补上蓝牙的 UUID 基数,目的是为了提高传输效率。 3 Characteristic 是在 GATT 规范中最小的逻辑数据单元,由一个 value 和多个描述特性的 Desciptor 组成。实际上,在与蓝牙设备打交道,主要就是通过读写 Characteristic 的 value 完成。同样的,Characteristic 也是通过一个 16bit 或 128bit 的 UUID 唯一标识。 总结一下,如下图所示,我们可以简单地理解为:每个蓝牙设备可能提供多个 Service,每个 Service 可能有多个 Characteristic,我们根据蓝牙设备的协议用对应的 Characteristic 进行读写即可达到与其通信的目的。 在理解了上面的模式和概念后,接下来我们看看如何可以使用小程序提供的蓝牙接口。 Step 1 :扫描并发现蓝牙外围设备 扫描并发现蓝牙外设。如果蓝牙功能未开启,可监听蓝牙状态变化以便自动进入下一步,提升用户体验。 Step 2 :连接蓝牙外围设备 若之前连接过某个设备,可跳过扫描步骤,直接传入 deviceId 连接。 Step 3 :查找蓝牙外围设备的服务 Step 4 : 读写指定服务的特性值 基本上,小程序暴露出来的蓝牙接口都是系统级 API ,但在使用流程上对安卓和 iOS 两个平台做了统一,因此在使用这一套接口时也会出现一些因系统限制而导致的问题,在这里我们整理了一些常见的问题供开发者参考: 1 在安卓上,部分机型无定位权限或者是定位开关未打开时会搜不到设备。原因是蓝牙功能是可以获取到定位的,系统基于安全考量,使用蓝牙接口时必须要有定位权限,否则搜索不到; 2 在安卓上,部分机型获取设备服务时会多出 00001800 和 00001801 UUID 的服务,这是系统行为,注意不要使用这两个服务; 3 建立连接和关闭连接必须要成对调用。如果未能及时关闭连接释放资源,容易导致 state 133 GATT ERROR的异常; 4 与蓝牙设备通信的 MTU(最大传输单元)系统限定为 20 字节,如果超过则会出错,这里应该根据蓝牙设备协议进行分片传输。 更多有关小程序连接蓝牙功能的信息,可查阅[接口文档]。 这是作者的赞赏码,如果你觉得这个故事,让你们有所收获,欢迎赞赏给作者。 第十期回顾:小程序•小故事(10)——群聊功能 第九期回顾:小程序•小故事(9)——音视频组件 第八期回顾:小程序•小故事(8)——自定义组件 第七期回顾:小程序•小故事(7)——小程序音频能力介绍 第六期回顾:小程序•小故事(6)——微信登录能力优化 第五期回顾:小程序•小故事(5)——小程序插件 第四期回顾:小程序•小故事(4)——获取用户信息 第三期回顾:小程序•小故事(3)——更新机制 第二期回顾:小程序•小故事(2)——代码片段 第一期回顾:小程序•小故事(1)——分包加载 如果大家有想了解的小程序相关能力的故事,欢迎在评论区留言,我们后续会考虑将这些能力背后的故事分期分享给大家。 关于小程序快速上手的教程《小程序开发指南》已经上线,欢迎大家查阅~ |