C#下蓝牙开发.docx
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C#下蓝牙开发
在WindowsMobile软件开发中.net正扮演着日益重要的角色,我们已经可以看到很多用.NetCF开发的软件,这些软件涉及到了日常应用的方方面面。
在智能设备的软件开发中,无线互联是一个相当重要的一块,我们可以看到,红外几乎是所有智能设备的标配,而蓝牙也日益在越来越多的智能设备上出现,有了硬件,显然要有相应的软件相关的应用。
我们也知道,用.NETCF开发红外通信应用时相当轻松的,因为.NETCF中有一个命名空间System.Net.IrDA就是用于红外通信的通信模块。
但是,.NETCF中还没有关于蓝牙通信的模块,所以目前来讲做这方面的开发还有一定的困难。
下面,就谈谈如何用C#开发.NETCF蓝牙通信模块。
一.基本要点
首先明确一点,因为涉及到驱动硬件的问题,所以仅靠了解C#开发的相关知识显然是无法完成开发的,我们必须对C++开发有所了解。
但是为了简单起见,我们不希望用C++写半行代码,所有的编码工作全部使用C#,也就是说,使用的开发环境只需要使用VisualS,不需要用其他的编辑器。
作为开发这类驱动硬件的程序的知识准备,您需要了解C++的基本知识,知道头文件是怎么一回事,知道托管代码如何与非托管代码交互。
因为本文的核心是说明如何开发.netCF蓝牙通信模块,所以前述这些准备知识并不作讲述。
二.关于蓝牙
做蓝牙通信模块开发,自然先要知道蓝牙通信是怎么一回事。
在我看来,蓝牙通信应该和红外通信模块类似,当然我是从开发者的角度来讲,抽象化以后应该就是这样,当然蓝牙和红外通信也有很多不一样的地方,这在面向对象设计里面怎么讲,我想一定有很多人理解的比我透彻。
好了,这就是我们的基本思路了。
我曾经在网上查过关于蓝牙开发的文章,很多人在.netCF开发中把蓝牙通信当作一个串行通信来处理,这也是不错的,但是我不是很喜欢,因为这样做的话,并不是针对蓝牙来开发的,换言之,在使用过程中,需要先手动开启蓝牙,配对,连接,建立串行通道,然后开启应用程序使用,你还要在应用程序中设置串行端口,对最终用户来讲,这是非常麻烦的。
我觉得,这样的解决方案冠上蓝牙通信的名头简直就是……不多说了,书归正传。
在红外通信中,我们知道,设备的DeviceID是一个Byte数组,那么蓝牙设备的DeviceID什么样子呢?
我想这个大家都很清楚,是一串以“:
”分隔的16进制数字。
红外通信中,一般而言红外并没有开启、关闭之类的状态,但是蓝牙有开启、关闭、可发现三种状态。
红外没有安全设置,而蓝牙有安全设置,所以我们需要对蓝牙设备进行配对,而红外通信这部需要。
我们查看.net的Socket地址族里有IrDA,但是没有蓝牙相关的地址族,这是我们需要解决的问题。
三.获取设备ID
1.获取本地设备的ID
我们查看WindowCE4.2的SDK文档,得知获取本地设备ID的函数是BthReadLocalAddr,在btdrt.dll中。
SDK文档中的英文原文是这样的:
“ThisfunctionretrievestheBluetoothaddressofthecurrentdevice.”好了,知道了这个就好说了:
首先封装本地托管函数:
[DllImport("Btdrt.dll",SetLastError=true)]
publicstaticexternintBthReadLocalAddr(byte[]PBa);
这个函数得到的本地DeviceID也是一组byte数组,为了向人们显示出来,我们要把它变为String:
stringtext1="";
text1=text1+pba[5].ToString("X2")+":
";
text1=text1+pba[4].ToString("X2")+":
";
text1=text1+pba[3].ToString("X2")+":
";
text1=text1+pba[2].ToString("X2")+":
";
text1=text1+pba[1].ToString("X2")+":
";
return(text1+pba[0].ToString("X2"));
2.获取远程设备的ID
其实谈到获取远程设备的ID就涉及到如何去发现远程设备了,所以这里就一并把发现设备的方法也说明了吧。
发现设备需要用到三个WinsockAPI,分别是WSALookupServiceBegin、WSALookupServiceNext和WSALookupServiceEnd,这三个API到底起什么作用可以去查看WindowsCE4.2的SDK,这里就不详细解释了,只谈一下几个需要注意的地方。
WSALookupServiceBegin的函数原形是这样的:
INTWSALookupServiceBegin(
LPWSAQUERYSETlpqsRestrictions,
DWORDdwControlFlags,
LPHANDLElphLookup
);
我们用托管代码进行包装:
[DllImport("ws2.dll",EntryPoint="WSALookupServiceBegin",SetLastError=true)]
publicstaticexternintCeLookupServiceBegin(byte[]pQuerySet,LookupFlagsdwFlags,refintlphLookup);
可以看到,本来lpqsRestrictions是一个struct,经过包装后在托管代码中成为了byte[],我们计算好该struct大概要占用多少个byte,struct中每一个成员在byte数组中的位置是怎样的,装配出来就好了。
由于是针对蓝牙作的开发,所以我们要查看一下这些参数应该是哪些值。
WindowsCE4.2的SDK中说,蓝牙开发时,structLPWSAQUERYSET中的如下成员应当为这些值:
ThedwSizemembermustbesizeof(WSAQUERYSET).
ThelpBlobmember(itselfapointertoaBLOBstructure)isoptional,butifused,thedeviceinquireparametersvalidforLUP_FLUSHCACHEarethefollowing:
ThecbSizememberoftheBLOBstructuremustbesizeof(BTH_QUERY_DEVICE).
ThepBlobDatamemberisapointertoaBTH_QUERY_DEVICEstructure,forwhichtheLAPmemberistheBluetoothinquiryAccesscode,andthelengthmemberisthelengthoftheinquiry,inseconds.
ThedwNameSpacemembermustbeNS_BTH.
AllotherWSAQUERYSETmembersareignored.
具体什么意思各位可以自己去理解,我想比我翻译出来要好些,毕竟我英语很差的。
根据以上要求,我们这样装配pQuerySet:
byte[]buffer1=newbyte[0x400];
BitConverter.GetBytes(60).CopyTo(buffer1,0);
GCHandlehandle1=GCHandle.Alloc(blob1.ToByteArray(),GCHandleType.Pinned);
IntPtrptr1=handle1.AddrOfPinnedObject();
BitConverter.GetBytes((int)(ptr1.ToInt32()+4)).CopyTo(buffer1,0x38);
另外的两个API也照类似方法调用即可。
在调用了WSALookupServiceNext之后,bytes数组pQuerySet中便包含了远程设备的地址信息,下面我们需要把它找出来。
通过阅读SDK中WSAQUERYSET结构的说明和计算每个成员的位置之后,我们写出如下代码:
intnum5=BitConverter.ToInt32(buffer1,0x30);
intnum6=Marshal.ReadInt32((IntPtr)num5,8);
intnum7=Marshal.ReadInt32((IntPtr)num5,12);
SocketAddressaddress1=newSocketAddress(AddressFamily.Unspecified,num7);
因为.net框架的地址族里面没有蓝牙,所以我们这里用的是AddressFamily.Unspecified。
然后的工作就是从中获取远程设备的ID了:
前面我们已经计算出,这个Address里面的前六个字节是byte数组形式的设备ID,第七到第二十二个字节是蓝牙的ServiceGuid,在后面四个字节是端口号,所以我们只需要分别提取出来即可。
四.监听服务
监听服务调用的是非托管APIWSASetService,其原型是
INTWSASetService(
LPWSAQUERYSETlpqsRegInfo,
WSAESETSERVICEOPessoperation,
DWORDdwControlFlags
);
可以看到关键也是第一个参数,lpqsRegInfo,这也是一个struct,我们的包装方法与前面的发现设备采用的方法类似,做蓝牙通信时要注意其成员要如下设置:
lpqsRegInfo
dwSize
sizeof(WSAQUERYSET)
lpszServiceInstanceName
NotsupportedonWindowsCE.Setto0.
lpServiceClassId
NotsupportedonWindowsCE.Setto0.
dwNameSpace
NS_BTH.
dwNumberOfCsAddrs
NotsupportedonWindowsCE.Setto0.
IpcsaBuffer
NotsupportedonWindowsCE.Setto0.
lPBlob
PointstoaBTHNS_SETBLOBstructure,containinginformationabouttheservicetobeadded.
*
AllotherWSAQUERYSETfieldsareignored.
五.连接
我们知道,IrDA中连接远程服务是使用方法S.Sockets.IrDAClient类中的Connect方法。
而这个方法又是调用的Socket类中的Connect方法。
而Socket类是一个比较抽象的类,它并不绑定某个具体的地址族、SocketType和protocolType,所以在实例化的时候,需要指定这三个参数。
我们也知道,在IrDA中,这三个参数分别是AddressFamily.Irda,SocketType.Stream,和ProtocolType.IP,那么在蓝牙中这三个参数分别是什么呢?
我们好像找不到。
且慢,真是这样吗?
我们知道在.net中,这三个参数都是枚举值,而枚举在默认情况下,你可以认为就是int值的替代表现。
我们该如何知道这三个参数到底是什么呢?
还是先看Socket类的Connect方法。
我们查查有关资料,可以知道这个方法实际上是调用的一个非托管函数:
[DllImport("mscoree",EntryPoint="@339")]
publicstaticexternintconnect(ints,byte[]name,intnamelen);
也就是非托管的SocketAPI。
我们看WindowsCE4.2的SDK,可以看到,在使用蓝牙进行连接的时候,需要使用WinSock扩展。
我们还可以看到,在使用蓝牙进行连接的时候,三个参数分别应当是AF_BTH、SOCK_STREAM和BTHPROTO_RFCOMM,至于这三个参数分别代表什么,我们就要查看相关的头文件了。
我们找到ws2bth.h头文件,可以看到AF_BTH代表十进制数32,而BTHPROTO_RFCOMM代表十六进制数0x0003,恰好和ProtocolType.Ggp代表的数值是一致的。
所以,我们在实例化Socket时是这么写的:
newSocket((AddressFamily)0x20,SocketType.Stream,ProtocolType.Ggp);
Socket实例化出来了,其他的当然就都好说了,这里不再赘述。
六.蓝牙的安全设置
蓝牙比红外多了安全方面的设置,所以就需要多一些代码来处理这些。
具体也就不多说了,其实也就是一些非托管代码的包装调用,这些API在Btdrt.dll中:
获取配对码请求:
[DllImport("Btdrt.dll",SetLastError=true)]
publicstaticexternintBthGetPINRequest(byte[]pba);
设置配对码:
[DllImport("btdrt.dll",SetLastError=true)]
publicstaticexternintBthSetPIN(byte[]pba,intcPinLength,byte[]ppin);
比较麻烦点的是配对,总共有三步操作:
首先是创建ACL连接:
[DllImport("Btdrt.dll",SetLastError=true)]
publicstaticexternintBthCreateACLConnection(byte[]pbt,refushortphandle);
然后是配对码验证:
[DllImport("Btdrt.dll",SetLastError=true)]
publicstaticexternintBthAuthenticate(byte[]pbt);
然后一定要关闭连接:
[DllImport("Btdrt.dll",SetLastError=true)]
publicstaticexternintBthCloseConnection(ushorthandle);
七.设置蓝牙无线电状态
我们知道,蓝牙无线电有打开、关闭、可发现三种状态,那么我们如何实现编程控制呢?
我想这个一定大家都知道了,因为网上有很多关于这个的文章:
先写一个枚举:
publicenumRadioMode
{
Connectable=1,
Discoverable=2,
PowerOff=0
}
然后写一个函数调用非托管代码即可:
[DllImport("BthUtil.dll",SetLastError=true)]
publicstaticexternintBthSetMode(RadioModedwMode);
获取无线电状态的话就用下面的函数:
[DllImport("BthUtil.dll",SetLastError=true)]
publicstaticexternintBthGetMode(refRadioModedwMode);