Android上的BLE（低功耗蓝牙），创建并重新连接到并不总是存在的设备

Question

我想用BLE连接一个OBD2加密狗，它根据汽车状态打开/关闭。按照目前的计划，Android设备本身将一直运行。

我有两种重新连接的选择：

a） 将connectGatt“autoconnect”参数设置为“true”

b）定期扫描设备，直到“我的”MAC出现，然后连接到此设备

我的问题：

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是否有更好的方法（例如，当出现新的BLE设备时，系统广播等）来减少扫描并立即打开设备，或者至少开始扫描？

此外

对于这样的任务，哪个版本的Android足够可靠？我读到BLE实现一开始并不可靠；）

Answer 1

这个问题更适合超级用户网络，因为这不是编程问题。

回答您的问题：

“自动连接”有多可靠？

如果你知道如何使用自动连接，它是可靠的。要让它作为程序员工作，需要付出相当大的努力才能使其适用于当今大多数Android。你通常应该使用Android7和更高版本来让它工作。有些人可能会认为Android6已经足够了。我不这么认为。有一个已知的种族条件和解决方法（来自Polidea guys），但你永远不知道补丁是否已经应用（如果你不是自己编程的话）。

自动连接仅适用于缓存或绑定设备！否则没有机会。它现在通常有效。

为什么人们认为这很难，甚至不工作？如果你想使用/编程它，前面还有一些障碍需要解决。

• 谷歌的文档非常简单，通常缺乏细节甚至关键信息

是否有更好的方法（例如，当出现新的BLE设备时，系统广播等）来减少扫描并立即打开设备，或者至少开始扫描？

您有两种选择：

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自动连接设置为true-所需时间比1长。因为Android使用低能量设置进行扫描。autoconnect连接所需的时间因供应商而异。基于使用的低能耗设置（和实施）

自动连接的一大优势是它可以一次发出多个连接。如果自动连接是false，您可以一次发出一个连接。

使用的材料：主要来自Martijn van Welie的博客让Android BLE工作-第1部分和让Android BLE工作-第2部分（我建议阅读这些以了解编程细节！）

Answer 2

“自动连接”和扫描“直接连接”之间有一些区别。理想情况下，“自动连接”是我们想要的，因为这只需要一个广告包来设置连接，而不是两个。

自动连接、直接连接和扫描在收听广告时都使用不同的扫描参数。您使用的模式和广告间隔严重影响连接设置时间。

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据我所知，在所有非古代Android版本中，自动连接每1280毫秒使用一个48毫秒的窗口，所有供应商都在使用。当广告设备有一个很短的广告间隔时，这非常有效，例如20毫秒。我想象当汽车启动时，你的汽车可以爆发出这个短的广告间隔，如果一段时间没有建立连接，可能会增加间隔。当使用20毫秒的广告间隔时，应在1280毫秒内建立连接，因为在Android设备打开收音机的48毫秒内至少应捕获一个数据包。但是，如果以1秒的间隔进行广告，则连接可能需要很长时间，因为广告必须在1280毫秒的48毫秒时间范围内准确发送。

Direct connect使用大约每60毫秒30毫秒的窗口来建立快速连接。然而，直接连接在30秒后超时，并在回调中发送错误状态。因此，此模式只能在用户按下“连接”按钮的GUI中使用，或者在运行某些扫描后，您希望连接到扫描期间找到的设备。

正常扫描操作使用完全不同的扫描窗口和扫描间隔。过去，1秒扫描窗口和5秒扫描间隔用于“低功耗”，5秒扫描窗口和5秒扫描间隔用于“低延迟”。在后来的Android版本中，这种情况变得更糟，比如扫描间隔为15秒或45秒，而窗口没有增加。

随着时间的推移，后台扫描对Android的限制越来越大，你需要小心你的扫描设置、扫描过滤器、扫描频率和扫描时间，以确保Android设备真正扫描你的BLE设备。幸运的是，Android 8中添加了使用待定意图的新API，允许系统扫描您的设备，即使您的应用程序已被系统杀死以节省内存。你应该阅读http://www.davidgyoungtech.com/2017/08/07/beacon-detection-with-android-8比较了一系列扫描选项。然而，当你有一个前台服务（需要在通知栏中有一个图标指示用户你的应用正在运行）时，这篇文章似乎没有提到这种情况，这大大降低了所有限制。

然而，多年来根本没有添加对“自动连接”的限制。我所知道的唯一“限制”是您的应用程序进程中应该有一个前台服务，以避免应用程序被杀死，从而失去您的连接尝试。

当然，Android的蓝牙堆栈中存在许多错误，其中一些已经修复，一些仍然存在。还有一些预期的行为会导致不稳定——例如当Android认为您扫描太多时停止扫描。

无论使用哪种方法，如果希望在用户关闭和打开蓝牙（或者蓝牙堆栈崩溃并重新启动）后保持连接，则需要有一个侦听BluetoothAdapter的BroadcastReceiver。ACTION\u STATE\u已更改，重新启动所有挂起的连接/扫描。你可能还想设置一个BroadcastReceiver，在系统启动或你的应用程序更新时监听，在这些场景中启动你的应用程序，这样你就可以启动挂起的连接。

也许它对您的情况没有那么重要，但无论您使用哪种连接方法，您都应该注意Android对最大连接、BlueoothGatt对象、L2CAP链接和可能导致您的通信以意想不到的方式失败的东西有限制。有时通过onConnectionStateChange回调中的错误，有时没有回调来达到限制。

对于“自动连接”，如果你知道你有运行Android6或更低版本的设备，你真的应该实现像https://github.com/Polidea/RxAndroidBle/blob/7663a1ab96605dc26eba378a9e51747ad254b229/rxandroidble/src/main/java/com/polidea/rxandroidble2/internal/util/BleConnectionCompat.java这样的东西，因为https://issuetracker.google.com/issues/36995652这会导致选择“直接连接”而不是“自动连接”。

对于“自动连接”，我写了一个重要的补丁https://android.googlesource.com/platform/system/bt/ /8451ad010e26562d4a4c7d0d135c70c4325ee6b5在Android 8.1中被接受，它早些时候导致蓝牙堆栈挂起，直到设备超时时重新启动，然后在Android设备超时前重新启动广告。

当您的代码在最近的设备上运行到足以支持将TRANSPORT_LE传递给ConnectGatt时，请使用该方法，否则Android有时会尝试使用蓝牙经典进行连接。

由于一个可怕的设计缺陷，无法通过完整地址（地址类型随机/公共地址）告诉蓝牙堆栈进行连接。当您想要获取BluetoothDevice对象（然后您使用它来连接）时，您只能提供48位地址。通过挖掘Android蓝牙堆栈的源代码，蓝牙设备由48位地址而不是49位标识的问题在任何地方都是一样的。他们的“快速解决方案”是在设备信息中添加一个属性，指示设备是否具有公共或随机地址。应用程序无法设置此位，但仅在扫描期间设置。当使用ConnectGatt连接并且地址类型未知时，它会尝试使用公共地址类型建立（Android 7的一些子版本在使用“自动连接”时根据48位地址中的某些位对地址类型进行了一些愚蠢的猜测）。如果您的BLE设备具有静态随机地址，则它不会连接。通过执行扫描并检测到您的设备，它会将设备的地址和地址类型存储在RAM中的表中，因此如果您稍后使用ConnectGatt连接到它，它将成功，因为现在使用了正确的地址类型。当蓝牙重新启动时，此表将被清除。请注意，如果您执行绑定，则设备信息将写入磁盘，包括地址类型，因此即使重新启动蓝牙，连接到绑定设备也应始终正常工作。

尽管存在上述所有问题，“自动连接”通常运行完美且非常稳定，只要您遵循上述指南，假设您的外围设备有很短的广告间隔，这将为您提供快速的连接设置时间。在Android 8.1及更高版本中，大多数关键错误都已修复。

您的第二个选择可能是使用挂起意图扫描选项，当您的设备被检测到时，您会从系统获得广播（即使这可能需要相当长的时间才能检测到您的设备）。为了安全起见，您当然也可以使用这两种方法...