安卓4.3(API 18)为BLE的核心功能提供平台支持和API，App可以利用它来发现设备、查询服务和读写特性。相比传统的蓝牙，BLE更显著的特点是低功耗。这一优点使android App可以与具有低功耗要求的BLE设备通信，如近距离传感器、心脏速率监视器、健身设备等。
以下是Android设备与BLE设备交互时的角色和责任：
中央 VS 外围设备。 适用于BLE连接本身。中央设备扫描，寻找广播；外围设备发出广播。GATT 服务端 VS GATT 客户端。决定了两个设备在建立连接后如何互相交流。为了方便理解，想象你有一个Android手机和一个用于活动跟踪BLE设备，手机支持中央角色，活动跟踪器支持外围（为了建立BLE连接你需要注意两件事，只支持外围设备的两方或者只支持中央设备的两方不能互相通信）。
当手机和运动追踪器建立连接后，他们开始向另一方传输GATT数据。哪一方作为服务器取决于他们传输数据的种类。例如，如果运动追踪器想向手机报告传感器数据，运动追踪器是服务端。如果运动追踪器更新来自手机的数据，手机会作为服务端。
在这份文档的例子中，android app(运行在android设备上）作为GATT客户端。app从gatt服务端获得数据，gatt服务端即支持Heart Rate Profile(心率配置）的BLE心率监测仪。但是你可以自己设计android app去扮演GATT服务端角色。更多信息见BluetoothGattServer。
为了在app中使用蓝牙功能，必须声明蓝牙权限BLUETOOTH。利用这个权限去执行蓝牙通信，例如请求连接、接受连接、和传输数据。
如果想让你的app启动设备发现或操纵蓝牙设置，必须声明BLUETOOTH_ADMIN权限。注意：如果你使用BLUETOOTH_ADMIN权限，你也必须声明BLUETOOTH权限。
在你的app manifest文件中声明蓝牙权限。
1 2 <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/> <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>如果想声明你的app只为具有BLE的设备提供，在manifest文件中包括：
1 <uses-feature android: name= "android.hardware.bluetooth_le" android: required= "true"/>但是如果想让你的app提供给那些不支持BLE的设备，需要在manifest中包括上面代码并设置required="false"，然后在运行时可以通过使用PackageManager.hasSystemFeature()确定BLE的可用性。
1 2 3 4 5 // 使用此检查确定BLE是否支持在设备上，然后你可以有选择性禁用BLE相关的功能 if (!getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_BLUETOOTH_LE)) { Toast.makeText( this, R. string.ble_not_supported, Toast.LENGTH_SHORT).show(); finish(); }你的app能与BLE通信之前，你需要确认设备是否支持BLE，如果支持，确认已经启用。注意如果<uses-feature.../>设置为false，这个检查才是必需的。
如果不支持BLE，那么你应该适当地禁用部分BLE功能。如果支持BLE但被禁用，你可以无需离开应用程序而要求用户启动蓝牙。使用BluetoothAdapter两步完成该设置。
获取 BluetoothAdapter
所有的蓝牙活动都需要蓝牙适配器。BluetoothAdapter代表设备本身的蓝牙适配器(蓝牙无线）。整个系统只有一个蓝牙适配器，而且你的app使用它与系统交互。下面的代码片段显示了如何得到适配器。注意该方法使用getSystemService（）]返回BluetoothManager，然后将其用于获取适配器的一个实例。Android 4.3（API 18）引入BluetoothManager。
1 2 3 4 // 初始化蓝牙适配器 final BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE); mBluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();开启蓝牙
接下来，你需要确认蓝牙是否开启。调用isEnabled())去检测蓝牙当前是否开启。如果该方法返回false,蓝牙被禁用。下面的代码检查蓝牙是否开启，如果没有开启，将显示错误提示用户去设置开启蓝牙。
1 2 3 4 5 // 确保蓝牙在设备上可以开启 if (mBluetoothAdapter == null || !mBluetoothAdapter.isEnabled()) { Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE); startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_ENABLE_BT); }为了发现BLE设备，使用startLeScan())方法。这个方法需要一个参数BluetoothAdapter.LeScanCallback。你必须实现它的回调函数，那就是返回的扫描结果。因为扫描非常消耗电量，你应当遵守以下准则：
只要找到所需的设备，停止扫描。不要在循环里扫描，并且对扫描设置时间限制。以前可用的设备可能已经移出范围，继续扫描消耗电池电量。下面代码显示了如何开始和停止一个扫描：
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作为BLE扫描结果的接口，下面是BluetoothAdapter.LeScanCallback的实现。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 private LeDeviceListAdapter mLeDeviceListAdapter; ... // Device scan callback. private BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback = new BluetoothAdapter.LeScanCallback() { @Override public void onLeScan( final BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) { runOnUiThread( new Runnable() { @Override public void run() { mLeDeviceListAdapter.addDevice(device); mLeDeviceListAdapter.notifyDataSetChanged(); } }); } };注意：只能扫描BLE设备或者扫描传统蓝牙设备，不能同时扫描BLE和传统蓝牙设备。
与一个BLE设备交互的第一步就是连接它——更具体的，连接到BLE设备上的GATT服务端。为了连接到BLE设备上的GATT服务端，需要使用connectGatt( )方法。这个方法需要三个参数：一个Context对象，自动连接（boolean值,表示只要BLE设备可用是否自动连接到它），和BluetoothGattCallback调用。
1 mBluetoothGatt = device.connectGatt( this, false, mGattCallback);连接到GATT服务端时，由BLE设备做主机，并返回一个BluetoothGatt实例，然后你可以使用这个实例来进行GATT客户端操作。请求方（Android app)是GATT客户端。BluetoothGattCallback用于传递结果给用户，例如连接状态，以及任何进一步GATT客户端操作。
在这个例子中，这个BLE APP提供了一个activity（DeviceControlActivity)来连接，显示数据，显示该设备支持的GATT services和characteristics。根据用户的输入，这个activity与BluetoothLeService通信，通过Android BLE API实现与BLE设备交互。
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 private void broadcastUpdate( final String action) { final Intent intent = new Intent(action); sendBroadcast(intent); } private void broadcastUpdate( final String action, final BluetoothGattCharacteristic characteristic) { final Intent intent = new Intent(action); // 这是心率测量配置文件。 if (UUID_HEART_RATE_MEASUREMENT.equals(characteristic.getUuid())) { int flag = characteristic.getProperties(); int format = - 1; if ((flag & 0x01) != 0) { format = BluetoothGattCharacteristic.FORMAT_UINT16; Log.d(TAG, "Heart rate format UINT16."); } else { format = BluetoothGattCharacteristic.FORMAT_UINT8; Log.d(TAG, "Heart rate format UINT8."); } final int heartRate = characteristic.getIntValue(format, 1); Log.d(TAG, String.format( "Received heart rate: %d", heartRate)); intent.putExtra(EXTRA_DATA, String.valueOf(heartRate)); } else { // 对于所有其他的配置文件，用十六进制格式写数据 final byte[] data = characteristic.getValue(); if (data != null && data.length > 0) { final StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(data.length); for( byte byteChar : data) stringBuilder.append(String.format( "%02X ", byteChar)); intent.putExtra(EXTRA_DATA, new String(data) + "\n" + stringBuilder.toString()); } } sendBroadcast(intent); }返回DeviceControlActivity, 这些事件由一个BroadcastReceiver来处理:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 // 通过服务控制不同的事件 // ACTION_GATT_CONNECTED: 连接到GATT服务端 // ACTION_GATT_DISCONNECTED: 未连接GATT服务端. // ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED: 未发现GATT服务. // ACTION_DATA_AVAILABLE: 接受来自设备的数据，可以通过读或通知操作获得。 private final BroadcastReceiver mGattUpdateReceiver = new BroadcastReceiver() { @Override public void onReceive(Context context, Intent intent) { final String action = intent .getAction(); if (BluetoothLeService .ACTION_GATT_CONNECTED . equals(action)) { mConnected = true; updateConnectionState(R . string .connected); invalidateOptionsMenu(); } else if (BluetoothLeService .ACTION_GATT_DISCONNECTED . equals(action)) { mConnected = false; updateConnectionState(R . string .disconnected); invalidateOptionsMenu(); clearUI(); } else if (BluetoothLeService . ACTION_GATT_SERVICES_DISCOVERED . equals(action)) { // 在用户接口上展示所有的services and characteristics displayGattServices(mBluetoothLeService .getSupportedGattServices()); } else if (BluetoothLeService .ACTION_DATA_AVAILABLE . equals(action)) { displayData(intent .getStringExtra(BluetoothLeService .EXTRA_DATA)); } } };你的android app完成与GATT服务端连接和发现services后，就可以读写支持的属性。例如，这段代码通过服务端的services和 characteristics迭代，并且将它们显示在UI上。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 public class DeviceControlActivity extends Activity { ... // 演示如何遍历支持GATT Services/Characteristics // 这个例子中，我们填充绑定到UI的ExpandableListView上的数据结构 private void displayGattServices( List <BluetoothGattService > gattServices) { if (gattServices == null) return; String uuid = null; String unknownServiceString = getResources() . getString(R . string .unknown_service); String unknownCharaString = getResources() . getString(R . string .unknown_characteristic); ArrayList <HashMap < String, String >> gattServiceData = new ArrayList <HashMap < String, String >>(); ArrayList <ArrayList <HashMap < String, String >>> gattCharacteristicData = new ArrayList <ArrayList <HashMap < String, String >>>(); mGattCharacteristics = new ArrayList <ArrayList <BluetoothGattCharacteristic >>(); // 循环可用的GATT Services. for (BluetoothGattService gattService : gattServices) { HashMap < String, String > currentServiceData = new HashMap < String, String >(); uuid = gattService .getUuid() .toString(); currentServiceData .put( LIST_NAME, SampleGattAttributes . lookup(uuid, unknownServiceString)); currentServiceData .put(LIST_UUID, uuid); gattServiceData .add(currentServiceData); ArrayList <HashMap < String, String >> gattCharacteristicGroupData = new ArrayList <HashMap < String, String >>(); List <BluetoothGattCharacteristic > gattCharacteristics = gattService .getCharacteristics(); ArrayList <BluetoothGattCharacteristic > charas = new ArrayList <BluetoothGattCharacteristic >(); // 循环可用的Characteristics. for (BluetoothGattCharacteristic gattCharacteristic : gattCharacteristics) { charas .add(gattCharacteristic); HashMap < String, String > currentCharaData = new HashMap < String, String >(); uuid = gattCharacteristic .getUuid() .toString(); currentCharaData .put( LIST_NAME, SampleGattAttributes .lookup(uuid, unknownCharaString)); currentCharaData .put(LIST_UUID, uuid); gattCharacteristicGroupData .add(currentCharaData); } mGattCharacteristics .add(charas); gattCharacteristicData .add(gattCharacteristicGroupData); } ... } ... }当设备上的特性改变时会通知BLE应用程序。这段代码显示了如何使用setCharacteristicNotification( )给一个特性设置通知。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 private BluetoothGatt mBluetoothGatt; BluetoothGattCharacteristic characteristic; boolean enabled; ... mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic, enabled); ... BluetoothGattDescriptor descriptor = characteristic.getDescriptor( UUID.fromString(SampleGattAttributes.CLIENT_CHARACTERISTIC_CONFIG)); descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE); mBluetoothGatt.writeDescriptor(descriptor);如果对一个特性启用通知,当远程蓝牙设备特性发送变化，回调函数onCharacteristicChanged( ))被触发。
1 2 3 4 5 6 @Override // 广播更新 public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic) { broadcastUpdate(ACTION_DATA_AVAILABLE, characteristic); }当你的app完成BLE设备的使用后，应该调用close( ))，系统可以合理释放占用资源。
1 2 3 4 5 6 7 public void close() { if (mBluetoothGatt == null) { return; } mBluetoothGatt.close(); mBluetoothGatt = null; }