引言

在现代移动应用开发中，蓝牙技术因其低功耗和高效率的特性，成为了实现设备间无线通信的重要手段。尤其是在Android平台上，通过蓝牙连接设备进行数据传输的需求日益增多。本文将详细介绍如何在Android开发中，使用Java语言实现蓝牙设备的连接与通信，涵盖从权限配置到数据传输的完整流程。

一、准备工作：权限与配置

1.1 添加权限

首先，需要在项目的AndroidManifest.xml文件中声明必要的蓝牙和位置权限。这些权限确保应用能够访问蓝牙硬件并进行设备扫描。

<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" />
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_CONNECT" /> <!-- Android 12 及以上需要 -->
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_SCAN" /> <!-- Android 12 及以上需要 -->
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" /> <!-- 扫描设备需要位置权限 -->
<uses-feature android:name="android.hardware.bluetooth" />

二、启用蓝牙与设备扫描

2.1 获取BluetoothAdapter

BluetoothAdapter是Android蓝牙通信的核心类，用于管理蓝牙设备。首先，我们需要获取BluetoothAdapter的实例。

BluetoothAdapter bluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
if (bluetoothAdapter == null) {
    // 设备不支持蓝牙
}

2.2 启用蓝牙

如果蓝牙未开启，需要请求用户开启蓝牙。

if (!bluetoothAdapter.isEnabled()) {
    Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
    startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT);
}

2.3 扫描蓝牙设备

使用BluetoothAdapter的startDiscovery方法扫描周围的蓝牙设备。

if (bluetoothAdapter.isDiscovering()) {
    bluetoothAdapter.cancelDiscovery();
}
bluetoothAdapter.startDiscovery();

同时，需要注册一个BroadcastReceiver来接收扫描到的设备信息。

private final BroadcastReceiver bluetoothReceiver = new BroadcastReceiver() {
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        String action = intent.getAction();
        if (BluetoothDevice.ACTION_FOUND.equals(action)) {
            BluetoothDevice device = intent.getParcelableExtra(BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE);
            // 处理找到的设备
        }
    }
};

IntentFilter filter = new IntentFilter(BluetoothDevice.ACTION_FOUND);
registerReceiver(bluetoothReceiver, filter);

三、设备配对与连接

3.1 选择目标设备

在扫描到的设备列表中，选择目标设备进行配对。

BluetoothDevice targetDevice = bluetoothAdapter.getRemoteDevice(deviceAddress);

3.2 创建BluetoothSocket

使用目标设备的MAC地址和预定义的UUID创建BluetoothSocket。

UUID MY_UUID = UUID.fromString("00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB");
BluetoothSocket socket = null;
try {
    socket = targetDevice.createRfcommSocketToServiceRecord(MY_UUID);
} catch (IOException e) {
    // 处理异常
}

3.3 连接设备

在子线程中调用connect方法连接设备。

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        try {
            socket.connect();
            // 连接成功
        } catch (IOException e) {
            // 连接失败
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException closeException) {
                // 处理异常
            }
        }
    }
}).start();

四、数据传输

4.1 发送数据

通过BluetoothSocket的getOutputStream方法获取输出流，发送数据。

OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
byte[] data = "Hello Bluetooth".getBytes();
outputStream.write(data);

4.2 接收数据

通过BluetoothSocket的getInputStream方法获取输入流，接收数据。

InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte[] buffer = new byte[1024];
int bytes;
while ((bytes = inputStream.read(buffer)) > 0) {
    String receivedData = new String(buffer, 0, bytes);
    // 处理接收到的数据
}

五、常见问题与解决方案

5.1 连接失败

  • UUID不匹配：确保使用正确的UUID。
  • 未在子线程调用connect：确保在子线程中进行连接操作。
  • 创建socket方法不正确：使用Google推荐的方式创建socket。

5.2 接收状态异常

  • remoteDevice.connectGatt使用不当：正确使用connectGatt方法。
  • 蓝牙驱动异常：关闭并重启蓝牙驱动。

5.3 大包传输问题

  • 拆分数据包：将大包拆分成多个子包传输。
  • 更换连接方式：使用传统蓝牙连接方式传输更多内容。

六、总结

通过本文的详细讲解，相信你已经掌握了在Android开发中使用Java实现蓝牙设备连接与通信的基本步骤和技巧。从权限配置到数据传输，每一步都至关重要。希望这些知识能帮助你在实际项目中高效实现蓝牙服务连接，提升应用的无线通信能力。

七、扩展阅读

  • Android官方文档：了解更多关于蓝牙API的详细信息。
  • 开源项目：参考开源项目中的蓝牙实现案例，提升开发效率。

通过不断学习和实践，你将能够在Android蓝牙开发领域游刃有余，创造出更多优秀的应用。