基于安卓的蓝牙通信系统开发Word文档格式.docx

1、近年来，世界上一些权威的标准化组织,也都在关注蓝牙技术标准的制定和发展。例如，IEEE的标准化机构，也已经成立了80215工作组，专门关注有关蓝牙技术标准的兼容和未来的发展等问题。IEEE802。15。1TG1就是讨论建立与蓝牙技术1.0版本相一致的标准；15.2TG2是探讨蓝牙如何与IEEE11b无线局域网技术共存的问题；而IEEE802.15。3TG3则是研究未来蓝牙技术向更高速率（如1020Mbits/s）发展的问题.国内的一些生产厂家与研究部门也准备开始组织蓝牙技术产品的开发。由来自国家主管部门、企业界、学术界以及研究生产机构的领导、专家、教授等权威人士发起成立的中国蓝牙技术发展与应用

2、论坛，吸引了众多关注蓝牙技术的各界人士，还组织国内各界与世界蓝牙组织SIG的代表,就双方所关注的问题进行了认真的讨论.并就双方今后进一步加强联系、共享蓝牙技术信息资源、共同促进蓝牙技术在中国的推广与应用等问题达成共识。蓝牙是取代数据电缆的短距离无线通信技术，可以支持物体与物体之间的通信，工作频段是全球开放的2.4GHz频段，可以同时进行数据和语音传输，传输速率可达到10Mb/s,使得在其范围内的各种信息化设备都能实现无缝资源共享。蓝牙技术的应用被认为非常广泛而且极具潜力。它可以应用于无线设备（如PDA、手机、智能电话、无绳电话）、图像处理设备（照相机、打印机、扫描仪）、安全产品（智能卡、身份识

3、别、票据管理、安全检查）、消费娱乐（耳机、MP3、游戏）汽车产品（GPS、ABS、动力系统、安全气袋）、家用电器（电视机、电冰箱、电烤箱、微波炉、音响、录像机）、医疗健身、建筑、玩具等领域.蓝牙行业对于市场的持续增长感到欣慰,现在没有人再质疑它的生命力。2002年,400余种蓝牙产品的销量总共达到了3000万件；而2003年的数字是2002年的2倍。InStatMDR公司预测，蓝牙市场的规模在2007年将膨胀到6亿件。爱立信技术授权公司的总裁MariaKhorsand表示：“在如此艰难的经济环境下，蓝牙是少数仍在增长的产品之一”.二、系统分析2。1 需求分析本系统设计的目标是开发出一个基于An

4、droid系统的短距离蓝牙通信软件。现在几乎每一部智能手机都有蓝牙连接，在安装本程序设计APP后,可以实现在蓝牙的有效距离内进行数据传输,并且不用耗费额外的流量和话费.用户打开应用软件后首先要提醒用户允许打开自己的手机蓝牙,然后扫描附近的其他蓝牙设备,并选择其中一个设备对象进行连接并进行数据通信,所以该设计要有对其他蓝牙设备的扫描功能，连接功能和数据通信功能.另外，本设计还可以实现发送接受表情，显示在线用户，查看聊天记录，设置本机用户名，可以实现短距离蓝牙通信的基本操作.本设计界面简洁明了，使用户使用方便快捷,并且加入了再按一次退出提醒功能，使操作更加人性化。2.2 技术基础本设计是基于And

5、roid平台的一个设计.Android是Google开发的基于linux平台的开源智能手机操作系统。Android平台的基本框架如图2。1所示。图2.2.1 Android基本框架图（1）Applications ApplicationAndroid会同一个核心应用程序包一起发布,该应用程序包包括email客户端,SMS短消息程序，日历，地图,浏览器，联系人管理程序等。所有的应用程序都是用JAVA编写的.（2）ApplicationFrameWork开发者完全可以访问核心应用程序所使用的API框架.该应用程序架构用来简化组件软件的重用;任何一个应用程序都可以发布它的功能块并且任何其它的应用程序

6、都可以使用其所发布的功能块（不过得遵循框架的安全性限制）。（3）Libraries库 Android包括一个被Android系统中各种不同组件所使用的C/C+库集.该库通过Android应用程序框架为开发者提供服务。（4）AndroidRuntime Android包括了一个核心库，该核心库提供了JAVA编程语言核心库的大多数功能.（5）Linux内核 Android的核心系统服务依赖于Linux2.6内核，如安全性,内存管理，进程管理，网络协议栈和驱动模型。Linux内核也同时作为硬件和软件堆栈之间的硬件抽象层。Android的四大基本组件：Activity（活动）,Service（服务）,

7、BroadcastReceiver（广播），ContentProvider（内容提供者）,各组件之间要进行切换需要一个意图或企图Intent类，通过启动StartIntent（）方法来使各组件进行跳转。Android的五大布局方式:LinearLayout（线性布局）,FrameLayout（帧布局），TableLayout（表格布局）,AbsoluteLayout（绝对布局）和RelativeLayout（相对布局）。五种布局方式可以相互嵌套，Android各种漂亮的界面都是通过嵌套布局而实现的。Android的线程以及线程之间通信的中介：Handler类。Android配置文件：Andro

8、idManifest.xml及res资源文件中各种属性布局方式引用的资源等。Android应用程序由一些零散的有联系的组件组成,通过一个工程manifest绑定在一起，在manifest中，描述了每一个组件以及组件的作用. 然而，并不是所有的程序都需要全部部分，可以由上面的一个或几个来组建。使用某些组件构建Android应用程序时,需要在AndroidManifestxml文件里进行声明。 （1）Activities（活动） 在Android应用程序中，Activity一般代表手机的一屏即用户可见的一个界面。An droid应用程序的运行过程就是在不同的Activity之间切换的过程。每个Ac

9、tivity都有自己的视图和事件对应.大多数应用程序都有多个Activity。每一个画面对应于你的应用程序，将会是Activity类的扩展。Activity使用Views去构建UI来显示信息和响应用户的行为。Activity的生命周期示意图如图2。2.2所示。图2.2.2 Activity生命周期示意图（2）Services（服务） Service是具有长生命周期并且没有用户界面的代码 通过Start Service（Intent service）可以来启动一个Service，通过ContextbindService （）可以绑定一个Service。当已经连接上了一个服务，就可以使用服务提供的

10、外部接口来和服务通讯了Android应用程序中不可见的“工人”。 Service组件运行时不可见，但它负责更新的数据源和可见的Activity,以及触发通知。它们常用来执行一些需要持续运行的处理，当你的Activity已经不处于激活状态或不可见。（3）Content（内容） Content Provider（内容提供器）就是一个类。作为应用程序之间唯一的共享数据的途径，它实现了一个标准的方法集合，其他应用程序可以使用这些方法在应用程序之间共享数据.提供共享的数据存储。Content Provider用来管理和共享应用程序的数据库。在应用程序间，Content Provider是共享数据的首选方

11、式。这意味着，你可以配置自己的Content Provider去存取其他的应用程序或者通过其他应用程序暴露的Content Provider去存取它们的数据.Android设备本身包含了几个Content Provider来访问像联系人信息等有用的数据库。（4）Intents（意图）简单的消息传递框架。使用Intent，你可以在整个系统内广播消息或者给特定的Activity或者服务来执行你的行为意图。系统会决定那个（些）目标执行适当的行为，Intent有显式和隐式两种方式.（5）Broadcast Receivers（广播接收器） Broadcast Receiver是一个接受广播消息并响应的

12、组件。广播消息可以由系统产生，例如时区发生变化、电池电量发生变化等.同时也可以由其他应用程序产生，对于这两种广播。在Broadcast receiver里都可以设置相应的过滤规则来进行接收。Broadcast Receiver是Intent广播的“消费者”。通过创建和注册一个Broadcast Receiver，应用程序可以监听符合特定条件的广播的Intent。Broadcast Receiver 会自动的启动你的Android应用程序去响应新来的Intent。Broadcast Receiver是事件驱动程序的理想手段。（6）Notifications（通知） 用户通知的框架。Notific

13、ation用来在不需要焦点或不中断它们当前Activity的情况下提示用户。它们是Service或Broadcast Receiver获得用户注意的首选方式。例如，当设备收到文本信息或外部来电时，它通过闪光，发声，显示图标或显示对话框信息来提醒你。2.3 平台搭建 （1）java JDK 安装JDK是Java语言的原创者推出的原始开发环境。采用JDK开发Java程序能够很快理解程序中各部分代码之间的关系，有利于理解Java面向对象的设计思想。在此之前，我们就必须先完成此项工作及在Windows上安装JDK,首先访问Oracle的官方网站下载页面，也可以从其他网站下载,下载完成后,双击JDK的安

14、装程序,装好后配置JDK的环境变量，在“我的电脑”|“属性“高级|“环境变量”|“系统变量”中先添加两个环境变量：JAVA_HOME=C:Program FilesJavajdk1.8.0_77（安装路径）classpath=。；JAVA_HOMElib之后修改环境变量PATH,在前面加上：%JAVA_HOME%bin;完成后测试一下在命令提示符中输入java version 显示如图 2.3.1所示则表示完成了。图 2.3。1 Java安装测试 （2）Eclipse安装以及ADT工具的安装首先下载Eclipse，直接解压放到了C:Program FilesJavajre8eclipse下，之

15、后打开eclipse设置工作路径：C:Program FilesJavajre8eclipseworkspace下面由于学校校园网不流畅我直接下载了ADT26。0.6.zip，准备离线安装ADT插件。打开eclipse，选择Help Install New Software。.之后然后选择Add。在name项中随便取一个名字如ADT-22。0。6，之后点击Archiv。找到下载的ADT-26。0.6。zip 如图 2.3.2所示。点击OK，然后选择Select all之后一路的next和OK最后会根据提示重启下eclipse，则完成了ADT的安装，至于如何看是否完成则是选择 Window Pr

16、eferences打开首选项面板看是否有Android，有的话就成功了，至于会跳出要求装SDK则在下面进行安装了。图 2.3.2 ADT安装步骤 （3）Android SDK 的安装以及系统的设置首先下载最新的SDK直接解压到C:Program FilesJava后修改环境变量PATH，在前面加上：C：Program FilesJavaandroid-sdk-windowstools;然后Window Preferences弹出“Preferences”对话框,单击左侧“Android”列表项，单击右侧“Browse按钮，选择SDK路径（例如C：Program FilesJavaandroid

17、-sdkwindows）,单击“apply”按钮,退出SDK安装提示对话框，单击“OK按钮，退出“Preferences对话框。下面是打开Window Android SDK Manager选择：“Tools”下“Android SDK platformtools” “Extras”下“Google USB driver package” “Android 2。3.3”单击“Install 22 packages”按钮 选中“Accept All” （如果选择“Accept”,可能漏掉“Google USB driver package”） 单击“Install”按钮之后就是无尽的等待，完成后

18、关闭，如图2.3.3所示.图2。3。3 Android SDK 更新界面SDK装好后还要修改下环境变量PATH，在前面加上：Program FilesJavaandroid-sdkwindowsplatformtools;4 运行环境1、硬件环境 两台Android系统的智能手机 一台Windows7系统的电脑2、软件环境Android4。0及其以上手机系统 Eclipse +JDK + ADT + SDK三、系统总体设计3.1 设计思想在Android系统中对蓝牙的操作包括开启蓝牙，关闭蓝牙，设置蓝牙可见性，扫描周围蓝牙设备，对蓝牙设备进行配对,连接蓝牙设备,进行数据通信。其中对第一次扫描到

19、的蓝牙设备进行配对过程是通过系统秘钥手动完成的，是为了保证数据通信的安全性。我们的技术开发主要的工作是设置蓝牙可见性,扫描周围的蓝牙设备，选择一台蓝牙设备进行连接并进行数据通信。并在此基础上完成数据库的读写操作，实现查看聊天记录的功能。首先两个设备上都要有蓝牙设备或者专业一点叫蓝牙适配器，以手机和电脑为例我画了一个蓝牙工作流程图如图3.1所示。其次在手机上进行扫描，扫描周围的蓝牙设备，找到手机附近的电脑后给它发出一个信号需要进行蓝牙的配对，再次返回一个信号说明手机和电脑已经配对成功了，最后配对成功后就可以进行连接和数据通信了。这是一个最基本的流程。图3.1 蓝牙工作流程图在Android中进行

20、蓝牙开发的相关类和接口都位于Android。bluetooth包中。其中最主要的几个API如下所示。BluetoothAdapter类:代表了一个本地的蓝牙适配器。它是所有蓝牙交互的的入口点。利用它你可以发现其他蓝牙设备，查询绑定了的设备，使用已知的MAC地址实例化一个蓝牙设备和建立一个BluetoothServerSocket（作为服务器端）来监听来自其他设备的连接. BluetoothDevice类：代表了一个远端的蓝牙设备，使用它请求远端蓝牙设备连接或者获取远端蓝牙设备的名称、地址、种类和绑定状态。其信息是封装在bluetoothsocket中。BluetoothSocket类：代表了一

21、个蓝牙套接字的接口（类似于tcp中的套接字），它是应用程序通过输入、输出流与其他蓝牙设备通信的连接点。BlueboothServerSocket类：代表打开服务连接来监听可能到来的连接请求（属于Server端），为了连接两个蓝牙设备必须有一个设备作为服务器打开一个服务套接字。当远端设备发起连接连接请求的时候，并且Server端已经接受连接时，BlueboothServerSocket类将会返回一个BluetoothSocket。Bluetoothclass类：描述了一个蓝牙设备的一般特点和能力.它的只读属性集定义了设备的主、次设备类和一些相关服务.然而，它并没有准确地描述所有该设备所支持的蓝牙

22、文件和服务，而是作为对设备种类来说的一个小小暗示。2 设计框架完整的蓝牙操作过程示意图如图3.2。图3。2.1 蓝牙操作流程图扫描周围蓝牙设备得到配对的设备列表后，需要从中选取一个设备进行连接并进行数据通信。蓝牙数据通信过程采用C/S模型，两台手机通过蓝牙进行数据传输,其中主动发起连接请求的设备视为客户端，监听并接受请求的设备视为服务器端。下面分别介绍蓝牙通信在服务器端和客户端上的连接操作过程如图3。2和图3。3所示。图3.2。2 服务器端连接过程3 客户端连接过程在服务器端,注意如下几点：一定要保证蓝牙开启且通信双方已经手动完成匹配;2.服务端要开启蓝牙可见性,以保证能被客户端搜索到;3.用

23、BluetoothServerSocket的listenUsingRfcommWithServiceRecord（）方法获取ServerSocket对象，再使用BluetoothServerSocket的accept（）方法阻塞接收请求者的连接请求,成功后该方法返回BluetoothSocket对象;4.使用获取到的socket对象的输入输出流方法操作数据通信,接收到的数据一定要通过handler处理显示。在客户端，注意如下几点：同样一定要保证蓝牙开启且通信双方已经手动完成匹配；通过广播扫描周围可用设备，并确定该设备已与本机完成匹配；通过调用BluetoothAdapter的startDisc

24、overy（）方法异步扫描到周围的BluetoothDevice对象,调用createRfcommSocketToServiceRecord（）方法，获取BluetoothSocket对象，并用该对象调用connect（）方法想服务器提出连接请求。注意此连接请求过程要循环请求，直至完成连接;4。使用此连接的socket对象的输入输出流方法操作数据通信，接收到的数据一定要通过handler处理显示。四、程序设计1 设置蓝牙权限在AndroidManifast.xml配置文件中设置蓝牙操作权限。代码如下:uses-permission android：name=”android.permissio

25、n.BLUETOOTH”/uses-permission android:name=”android。permission.BLUETOOTH_ADMIN/2 启动蓝牙功能首先通过调用静态方法getDefaultAdapter（）获取蓝牙适配器BluetoothAdapter,如果返回为空,说明该设备没有蓝牙适配器.代码如下：BluetoothAdaptermBluetoothAdapter=BluetoothAdapter.getDefaultAdapter（）；if（mBluetoothAdapter=null）其次，调用isEnabled（）来查询当前蓝牙设备的状态，如果返回为false

26、,则表示蓝牙设备没有开启,接下来你需要封装一个ACTION_REQUEST_ENABLE请求到intent里面，调用startActivityForResult（）方法开启蓝牙设备。代码如下：（!mBluetoothAdapter.isEnabled（）IntentenableBtIntentnewIntent（BluetoothAdapter。ACTION_REQUEST_ENABLE）;startActivityForResult（enableBtIntent,REQUEST_ENABLE_BT）; 4.3 设置蓝牙可见设置蓝牙设备可见，使其他设备可以搜索到本机蓝牙设备,然后将ACTION_REQUEST_DISCOVERABLE动作封装在Intent中然后通过调用方法startActivity（Intent）可以实现在应用程序不退出的情况下使你的设备能够被发现.缺省情况下的使能时间是120秒，可以通过添加EXTRA_DISCOVERABLE_DURATION字段来改变使能时间（最大不超过300秒,这是出于对你设备上的信息安全考虑）.代码如下：discoverableIntentIntent（BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_DISCOVERABLE）；discoverableI