Android 蓝牙/Wi-Fi通信协议之：经典蓝牙（BT 2.1/3.0+）介绍

在 Android 开发中，经典蓝牙（BT 2.1/3.0+）支持多种协议，其中 RFCOMM/SPP （串口通信）、A2DP （音频流传输）和 HFP（免提通话）是最常用的。以下是它们在 Android 中的实现详解：

• 经典蓝牙（BT 2.1/3.0+）

  • 协议栈：RFCOMM（串口模拟）、SPP（串行端口协议）、A2DP（音频传输）、HFP（免提协议）。

  • 用途：大文件传输、音频设备（耳机/音箱）。

  • 带宽：1-3 Mbps，功耗较高。

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1. RFCOMM & SPP（串口通信）

协议作用

• RFCOMM（Serial Port Emulation）：模拟串口通信，提供可靠的串行数据传输（类似 UART）。

• SPP（Serial Port Profile）：基于 RFCOMM，定义蓝牙设备间的虚拟串口通信标准。

Android 实现

1.1 权限申请

<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" /> 
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" /> <!-- Android 12+ 需要额外权限 --> 
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_CONNECT" />

1.2 设备配对与连接

// 获取 BluetoothAdapter
BluetoothAdapter bluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();

// 发现设备（需先启用蓝牙）
bluetoothAdapter.startDiscovery();

// 绑定到已配对设备
Set<BluetoothDevice> pairedDevices = bluetoothAdapter.getBondedDevices();
BluetoothDevice targetDevice = pairedDevices.iterator().next(); // 示例：选择第一个设备

// 通过 UUID 建立 RFCOMM 连接（SPP 标准 UUID：00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB）
UUID sppUuid = UUID.fromString("00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB");
BluetoothSocket socket = targetDevice.createRfcommSocketToServiceRecord(sppUuid);
socket.connect(); // 阻塞式连接，需在子线程执行

1.3 数据传输

// 获取输入输出流
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();

// 发送数据
outputStream.write("Hello Bluetooth".getBytes());

// 接收数据（需循环读取）
byte[] buffer = new byte[1024];
int bytes = inputStream.read(buffer);
String receivedData = new String(buffer, 0, bytes);

2. A2DP（高级音频分发协议）

协议作用

• 用于蓝牙立体声音频传输（如音乐播放），单向传输（手机→音箱）。

• 不支持麦克风（录音需结合 HFP 或 SCO）。

Android 实现

2.1 权限

<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_CONNECT" />

2.2 连接 A2DP 设备

// 获取 A2DP 代理
BluetoothA2dp bluetoothA2dp = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter().getProfileProxy(
    context, 
    new BluetoothProfile.ServiceListener() {
        @Override
        public void onServiceConnected(int profile, BluetoothProfile proxy) {
            if (profile == BluetoothProfile.A2DP) {
                bluetoothA2dp = (BluetoothA2dp) proxy;
            }
        }
    }, 
    BluetoothProfile.A2DP
);

// 连接设备（需已配对）
List<BluetoothDevice> connectedDevices = bluetoothA2dp.getConnectedDevices();
if (!connectedDevices.isEmpty()) {
    BluetoothDevice audioDevice = connectedDevices.get(0);
}

2.3 音频路由控制

Android 实现

• 音频默认通过 A2DP 设备播放（系统自动处理）。

• 可通过 AudioManager 强制切换：

  AudioManager audioManager = (AudioManager) context.getSystemService(Context.AUDIO_SERVICE);
  audioManager.setBluetoothA2dpOn(true); // 启用 A2DP 输出

  3. HFP（免提协议）

  协议作用

• 支持蓝牙通话功能（双向音频）：麦克风输入 + 听筒输出。

• 常用于车载免提、耳机通话场景。

3.1 权限

<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_CONNECT" />
<uses-permission android:name="android.permission.MODIFY_AUDIO_SETTINGS" />

3.2 连接 HFP 设备

// 获取 HFP 代理
BluetoothHeadset bluetoothHeadset = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter().getProfileProxy(
    context, 
    new BluetoothProfile.ServiceListener() {
        @Override
        public void onServiceConnected(int profile, BluetoothProfile proxy) {
            if (profile == BluetoothProfile.HEADSET) {
                bluetoothHeadset = (BluetoothHeadset) proxy;
            }
        }
    }, 
    BluetoothProfile.HEADSET
);

// 检查设备连接状态
List<BluetoothDevice> connectedDevices = bluetoothHeadset.getConnectedDevices();
boolean isConnected = (connectedDevices.size() > 0);

3.3 通话控制

• 接听/挂断电话（需系统级权限，普通应用无法直接调用）：

  // 通过 Intent 间接控制（部分设备支持）
  Intent answerIntent = new Intent(Intent.ACTION_HEADSET_PLUG);
  answerIntent.putExtra("state", 1); // 1 接听，0 挂断
  context.sendBroadcast(answerIntent);

• 音频路由切换：

  AudioManager audioManager = (AudioManager) context.getSystemService(Context.AUDIO_SERVICE);
  audioManager.setBluetoothScoOn(true);  // 启用 SCO 通道（通话音频）
  audioManager.startBluetoothSco();      // 启动 SCO 连接

关键区别总结

协议	方向	用途	音频类型	Android API 类
RFCOMM	双向	串口数据通信	无	BluetoothSocket
A2DP	单向（输出）	音乐播放	立体声（16-bit）	BluetoothA2dp
HFP	双向	通话（麦克风+听筒）	单声道（8kHz）	BluetoothHeadset

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注意事项

1. 蓝牙权限 ：Android 12+ 需动态申请 BLUETOOTH_CONNECT。

2. 主线程限制 ：所有蓝牙操作（如 connect()）需在子线程执行。

3. 设备兼容性：部分旧设备可能不支持 A2DP 或 HFP 的完整功能。