第5節 BTChat

本節開始介紹Arduino藍牙模塊，配合Android應用，實現一個藍牙聊天應用。

5.1 什麼是藍牙

簡單說就是一種不同設備之間點對點通訊的技術。
有大篇大篇的藍牙各種協議，各種規范。。。
本課程只講用到的內容，不展開更多內容了。

5.2 SDP

Service Discovery Protocol，簡稱SDP，是允許設備發現其他設備所支持服務的協議。
藍牙協議給每個服務分配一個UUID，用來區分各種服務。
SDP的UUID是00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB.

5.3 Android藍牙應用

Android提供了一個叫BluetoothChat的藍牙實例
這裡是相關介紹
https://developer.android.com/samples/BluetoothChat/index.html
右上角有個Download，點擊下載到一個Eclipse下的Android工程。

這個應用程序是針對Android系統的聊天應用，需要修改其UUID才能和Arduoni藍牙模塊聊天。
或者你也可以直接下載我在安豆網共享的apk。

5.4 Arduino實現藍牙

Arduino把藍牙封裝成了一個串口。
我們只需要把藍牙芯片連接到特定的串口，之後就可以當做一個串口來處理了。

5.5 Arduino模塊連接

再復習一下Serial硬件定義
Uno示例

USB接口和0、1引腳是Serial對象

Mega示例

USB接口和0、1引腳是Serial對象。
14、15引腳是Serial3對象。
16、17引腳是Serial2對象。
18、19引腳是Serial1對象。

如果用Uno開發藍牙應用，只能電腦連接USB口，藍牙也連接0、1引腳。
兩者同時連接會導致USB口不能燒寫代碼。
必須要拔下藍牙連線，才能燒寫代碼。
然後再接上藍牙連線，才能調試藍牙。
簡直是一場噩夢。
這是我在本文開頭推薦選用Mega開發板的理由之一。

用Mega就簡單了，它提供了4個串口，我們用Serial以外的其他口就沒有上邊的沖突了。
下圖是我的連接方式

藍牙模塊的VCC，GND引腳分別連接Mega的正負引腳。
藍牙模塊的TX引腳連接Mega的RX3引腳，RX引腳連接Mega的TX3引腳。
現在，USB口是Serial對象，藍牙是Serial3對象。

5.6 手機和Arduino連接

Arduino按上一節的線路連接，並用USB線連接到電腦。
打開藍牙，安裝BTChat.apk到手機，打開應用，參考下圖。

5.5 Arduino代碼修改

因為要使用Serial和Serial3，所以兩個串口都需要初始化

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial3.begin(9600);
}

用Serial3.available()函數檢查藍牙串口是否有數據輸入。
用Serial3.read()讀取藍牙串口的輸入內容。
用Serial.print(Serial3.read())將上一步讀取到的內容輸出到PC端的串口監視器。

void loop() {
  while (Serial3.available()) {
    Serial.print(Serial3.read());
  }
}

再加一段相反方向讀取輸出的代碼

void loop() {
  while (Serial3.available()) {
    Serial.print(Serial3.read());
  }

  while (Serial.available()) {
    Serial3.print(Serial.read());
  }
}

試試看吧，手機和Arduino可以簡單通訊了。

5.6 BluetoothChat的bug

通過串口監視器輸入一個很長的字符串，比如“abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234567890”。

手機顯示的數據是這樣子的，顯然不是我們希望的結果。

我們看看Android這邊是怎麼收數據的。
收數據的相關代碼在
BluetoothChat\Application\src\main\java\com\example\android\bluetoothchat\BluetoothChatService.java文件，ConnectedThread類的run()函數中。

一開始運行run函數，先申請一塊內存。

...
byte[] buffer = new byte[1024];
...

收取數據代碼段不斷循環。

...
while (true) {
...

讀取串口數據到buffer中

...
bytes = mmInStream.read(buffer);
...

把收到的數據發送給Fragment,在界面顯示內容。

...
mHandler.obtainMessage(Constants.MESSAGE_READ, bytes, -1, buffer)
                    .sendToTarget();
...

這是run()函數相關代碼

public void run() {
    Log.i(TAG, "BEGIN mConnectedThread");
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int bytes;

    // Keep listening to the InputStream while connected
    while (true) {
        try {
            // Read from the InputStream
            bytes = mmInStream.read(buffer);

            // Send the obtained bytes to the UI Activity
            mHandler.obtainMessage(Constants.MESSAGE_READ, bytes, -1, buffer)
                    .sendToTarget();
...

這個例子中，Android這邊先收到‘a’，發送給界面顯示。
又收到‘bcdefghij’，繼續發送給界面顯示。
一直到最後收到‘567890’。
一切看起來都挺完美。
但，問題出在幾次收數據共用一個buffer，而界面顯示是異步處理。前一次界面還沒有更新，後一次新的數據已經收到了。這時候界面就錯誤的顯示了後一次的數據。

本教程以Arduino為主，所以Android的代碼簡單修改，能用就行了。
把申請內存的代碼挪到while循環內。

byte[] buffer = new byte[1024];

修改後的代碼。

public void run() {
    Log.i(TAG, "BEGIN mConnectedThread");
    int bytes;

    // Keep listening to the InputStream while connected
    while (true) {
        byte[] buffer = new byte[1024];
        try {
            // Read from the InputStream
            bytes = mmInStream.read(buffer);

            // Send the obtained bytes to the UI Activity
            mHandler.obtainMessage(Constants.MESSAGE_READ, bytes, -1, buffer)
                    .sendToTarget();
...