Flutter中的BLE蓝牙

蓝牙的简单知识

蓝牙，根据不同的版本，可以分成：

• 经典蓝牙，蓝牙版本2.1
• 高速蓝牙，蓝牙版本3.0
• 低功耗蓝牙，蓝牙版本4.0

最普及的，也是人们认知的蓝牙，一般是经典蓝牙。高速蓝牙，是在经典蓝牙的基础上，提升了传输速率。而低功耗蓝牙，区别于经典蓝牙，最大的特点是低功耗，副作用是传输速率慢。

今天的主题是低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy)，简称BLE。

GATT协议

BLE基于GATT(Generic Attribute Profile)协议。GATT协议中有三个概念：

• 服务（Service）
• 特征（Characteristic）
• 描述（Descriptor）

一个设备中，有一个Profile配置文件，可以配置多个Service。一个Service中可以包含多个Characteristic。一个Characteristic中可以包含多个Descriptor。

关系如下图所示：

每个Service都有一个唯一标识UUID。Service的UUID有两个长度：

• 16Bit. 官方认证的UUID.
• 128Bit. 自定义的UUID.

每个Characteristic也有一个唯一的UUID标识。它是BLE通讯中的最小单元，通过它可以读取数据或者写入数据。

GAP协议

BLE的整个通讯流程，包括：广播、扫描、连接，都是基于Gap(Generic Access Profile)协议。在Gap协议中，定义了两种角色：

• 外围设备（Peripheral）
• 中心设备（Central）

Peripheral一般是低功耗设备，用来提供数据的一方，如智能手表。

Central一般用来连接外围设备，处理数据的一方，如我们常用的手机。

外围设备会定期向外广播数据。广播数据又分成两种：

• Advertising Data Payload, 广播数据
• Scan Response data Payload， 扫描回复数据

每种广播数据的最大长度是31Byte。其中，广播数据(Advertising Data Payload)是必须的，只有不停的广播数据才能被中心设备发现。而扫描回复数据是可选的，它包含了设备的名字等信息。

一旦中心设备与外围设备连接之后，就会停止发送广播数据。断开之后，会恢复并继续发送广播数据。

广播的流程图：

BLE on Flutter

Flutter自身无法提供关于蓝牙的api，只能通过混编的方式去调native层。第三方库flutter-blue就是这样做的，项目地址：flutter-blue.

扫描设备

StreamSubscription ss = FlutterBlue.instance.scan().listen((scanResult) {
    //...
});

//停止扫描
ss.cancel();

连接设备

StreamSubscription connection = FlutterBlue.instance.connect(device).listen((s) {
    if (s == BluetoothDeviceState.connected) {
        //...
    }
});

//断开连接
connection.cancel();

扫描服务

device.discoverServices().then((list) {
    //...
});

discoverServices方法需要在连接上之后调用

读取数据

device.readCharacteristic(characteristic)

写入数据

device.writeCharacteristic(characteristic, value)