移动端开发进阶之蓝牙通讯（三）

news2024/11/19 3:41:17

移动端开发进阶之蓝牙通讯（三）

移动端蓝牙通讯的主要特点是无线、便捷和高效；
它能够摆脱传统有线连接的束缚，让用户更加自由地使用设备；
同时，蓝牙通讯协议经过多年的发展和完善，已经具备了较高的传输速度和稳定性，可以满足多种应用场景的需求；
在实际应用中，移动端蓝牙通讯可以应用于多种场景，如音频传输、数据传输、设备控制等。
移动端开发
以物联网（IoT）为例，通过蓝牙技术，物联网设备可以实现快速、稳定、可靠的无线连接，从而进行数据传输、设备控制等操作。

以下就以Flutter开发实战蓝牙通讯过程。

一、添加Flutter_blue_plus插件

dependencies:  
  flutter:  
    sdk: flutter  
  flutter_blue_plus: ^版本号

二、请求蓝牙权限

import 'package:flutter_blue_plus/flutter_blue_plus.dart';  
  
Future<void> requestBluetoothPermissions() async {  
  final FlutterBluePlusPlugin instance = FlutterBluePlusPlugin();  
  final result = await instance.requestPermissions();  
  if (result == null || !result.granted) {  
    throw 'Failed to request permissions';  
  }  
}

三、扫描蓝牙设备

import 'package:flutter_blue_plus/flutter_blue_plus.dart';  
  
Future<void> scanBluetoothDevices() async {  
  final FlutterBluePlusPlugin instance = FlutterBluePlusPlugin();  
  final List<ScanResult> results = await instance.scan();  
  results.forEach((result) {  
    print('Device: ${result.name}, Address: ${result.address}');  
  });  
}

四、连接设备

FlutterBluePlus().connect(macAddress).then((connectionResult) {  
  if (connectionResult == ConnectionResult.success) {  
    print('连接成功');  
  } else {  
    print('连接失败');  
  }  
});

五、进行数据传输

以下是收发数据的示例，实际应用中数据并不会直接传输字符串，因为数据量太少，通常都是一个个字节的数据。

import 'package:flutter_blue_plus/flutter_blue_plus.dart';  
  
class BluetoothService {  
  FlutterBluePlus _flutterBluePlus = FlutterBluePlus();  
  ConnectionResult _connectionResult;  
  final String _macAddress = '00:00:00:00:00:00'; // 替换为实际的蓝牙设备MAC地址  
  
  Future<void> _connectDevice() async {  
    _connectionResult = await _flutterBluePlus.connect(_macAddress);  
    if (_connectionResult == ConnectionResult.success) {  
      print('设备连接成功');  
      _sendData();  
    } else {  
      print('设备连接失败');  
    }  
  }  
  
  Future<void> _sendData() async {  
    final DataToSend dataToSend = DataToSend('Hello from Flutter'); // 发送的数据内容  
    final SendDataResult sendDataResult = await _flutterBluePlus.send(dataToSend);  
    if (sendDataResult == SendDataResult.success) {  
      print('数据发送成功');  
    } else {  
      print('数据发送失败');  
    }  
  }  
  
  Future<void> _startDataListener() async {  
    final DataReceivedHandler dataReceivedHandler = (data) async {  
      // 处理接收到的数据  
      print('从设备接收到的数据: ${data.toString()}');  
    };  
    _flutterBluePlus.onDataReceived.listen(dataReceivedHandler);  
  }  
  
  Future<void> _disconnectDevice() async {  
    await _flutterBluePlus.disconnect(_macAddress);  
    print('设备断开连接');  
  }  
}

以BLE（Bluetooth Low Energy）为例，在链路层上，BLE数据包的结构主要包括前导码（Preamble）、接入地址（Access Address）、数据包（PDU）和校验和（CRC）；
前导码用于频率同步和时间估计，接入地址用于区分广播数据包和数据数据包，PDU包含实际传输的数据，而CRC用于检查数据的完整性；
属性协议默认的MTU长度为23字节；
按照1个字节的类型操作码(六种基本操作：请求、响应、命令、指示、确认、通知)以及最少2个字节操作句柄(16BitsUUID)算，数据传输字节最多不超过20字节；
在两个设备连接初期，谁也不知道对方底细，因此数据交换严格按照默认MTU来，即MTU为23字节。

有了前面的基础后，就可以考虑使用蓝牙进行固件更新了，如果固件文件较大，通常需要将文件分割成多个数据包进行传输。

六、固件更新

import 'package:flutter/material.dart';  
import 'package:flutter_blue_plus/flutter_blue_plus.dart';  
import 'dart:io';  
import 'dart:async';  
  
class FirmwareUpdater extends StatefulWidget {  
  @override  
  _FirmwareUpdaterState createState() => _FirmwareUpdaterState();  
}  
  
class _FirmwareUpdaterState extends State<FirmwareUpdater> {  
  FlutterBluePlus flutterBlue = FlutterBluePlus.instance;  
  BluetoothDevice device; // 假设这个设备已经被扫描并选择了  
  BluetoothService service; // 假设这个服务已经被发现  
  BluetoothCharacteristic characteristic; // 假设这个特征已经被发现用于写入数据  
  File firmwareFile;  
  int packetSize = 20; // 根据设备的要求设置合适的分包大小  
  int currentPacket = 0;  
  StreamSubscription<List<int>> _valueSubscription;  
  
  @override  
  void initState() {  
    super.initState();  
    // 初始化固件文件  
    firmwareFile = File('path_to_your_firmware_file.bin');  
    // 假设我们已经连接到了设备并找到了正确的服务和特征  
    // 这里应该是连接设备、发现服务和特征的代码  
    // ...  
  
    // 准备发送固件  
    sendFirmware();  
  }  
  
  Future<void> sendFirmware() async {  
    try {  
      Uint8List firmwareBytes = await firmwareFile.readAsBytes();  
      int totalPackets = (firmwareBytes.length / packetSize).ceil();  
  
      for (int i = 0; i < totalPackets; i++) {  
        int start = i * packetSize;  
        int end = (i + 1) * packetSize - 1;  
        if (end >= firmwareBytes.length) {  
          end = firmwareBytes.length - 1;  
        }  
        Uint8List packet = firmwareBytes.sublist(start, end + 1);  
        await characteristic.write(packet, withoutResponse: true);  
        print('Sent packet ${i + 1} of $totalPackets');  
        // 根据需要添加延迟或其他逻辑  
        await Future.delayed(Duration(milliseconds: 10)); // 示例中的延迟  
      }  
      print('Firmware update complete');  
    } catch (e) {  
      print('Error sending firmware: $e');  
    }  
  }  
  
  @override  
  void dispose() {  
    // 清理资源  
    _valueSubscription?.cancel();  
    super.dispose();  
  }  
}

实际开发中的固件更新方案会更复杂，还需要处理各种可能的错误情况，例如文件读取失败、蓝牙连接断开等；
在实际部署之前充分测试固件更新过程，以确保其稳定性和可靠性。

注意

固件更新是一项重要的任务，需要仔细考虑和规划。
设备兼容性：首先，需要确保新的固件与当前的设备兼容，这包括硬件和软件版本检查。
固件大小：如果固件文件非常大，可能需要将它分割成几个较小的包进行传输，确保了解如何有效地分发和传输这些数据包。
安全考虑：固件更新可能涉及到安全风险，确保固件来自可靠来源，并考虑实施安全措施，如数字签名和加密。
更新流程：设计一个清晰、简单的更新流程，使终端用户能够轻松完成固件更新。
测试：在实际部署之前，对固件进行彻底的测试是非常重要的，这包括功能测试、兼容性测试和性能测试。
回滚计划：考虑一个回滚计划，以防新的固件版本出现问题，这可能包括一个旧版本的备份或快速恢复到先前的设置。
用户通知和支持：通知用户有关固件更新的信息，并提供必要的支持，以确保能够顺利完成更新。
日志和错误处理：记录更新过程中的所有活动和错误，以便于问题追踪和未来的改进。
设备状态检查：在开始固件更新之前，确保设备处于良好状态并具有足够的资源来完成更新。
网络连接：如果固件更新需要通过互联网进行，确保设备有稳定的网络连接，考虑使用离线更新或分阶段更新策略。
备份数据：在开始更新之前，建议备份所有重要数据，以防数据丢失。
反馈机制：设计一个反馈机制，允许用户在更新过程中报告任何问题或提供反馈。
版本控制：确保新固件有明确的版本号，以便于跟踪和管理不同的版本。
兼容性检查：在新固件发布之前，进行全面的兼容性检查，以确保新固件不会与任何现有功能或硬件产生冲突。
持续维护和支持：考虑为新固件提供持续的维护和支持，以便及时修复任何潜在问题。