Windows UWP在发现后连接到BLE设备

Question

我正在使用BluetoothLEAdvertisementWatcher查找附近的BLE设备，它运行良好。 找到它们后，我想通过GATT连接和读/写数据。 但在获取BluetoothLEAdvertisement后，我无法弄清楚如何使用API​​（ https://msdn.microsoft.com/de-de/library/windows/apps/windows.devices.bluetooth.genericattributeprofile ）。

public class Adapter
{
    private readonly BluetoothLEAdvertisementWatcher _bleWatcher = new BluetoothLEAdvertisementWatcher();

    public Adapter()
    {
        _bleWatcher.Received += BleWatcherOnReceived;
    }

    private void BleWatcherOnReceived(BluetoothLEAdvertisementWatcher sender, BluetoothLEAdvertisementReceivedEventArgs args)
    {       
        // how to connect?
        // I know, it's the wrong place to to this, but this is just an example
    }

    public void StartScanningForDevices(Guid[] serviceUuids)
    {
        _blewatcher.advertisementfilter.advertisement.serviceuuids.clear();
        foreach (var uuid in serviceuuids)
        {
            _blewatcher.advertisementfilter.advertisement.serviceuuids.add(uuid);
        }
        _blewatcher.start();
    }
}

我发现使用DeviceInformation.FindAllAsync而不是BluetoothLEAdvertisementWatcher样本，但这些样本无法正常工作/查找任何设备。

UPDATE

经过一段时间的挖掘，我找到了以下方法。 但不幸的是，配对失败了。 该设备只是一个带有BLE屏蔽的Arduino。 我绝对可以与Android和iOS连接。 因此必须以某种方式与UWP合作。 ：/

private void BleWatcherOnReceived(BluetoothLEAdvertisementWatcher sender, BluetoothLEAdvertisementReceivedEventArgs args)
{       
    var dev = await BluetoothLEDevice.FromBluetoothAddressAsync(args.BluetoothAddress);
    // dev.DeviceInformation.Pairing.CanPair is true
    // dpr.Status is Failed
    DevicePairingResult dpr = await dev.DeviceInformation.Pairing.PairAsync(DevicePairingProtectionLevel.None);
    var service = await GattDeviceService.FromIdAsync(dev.DeviceInformation.Id);
}

更新＃2

我现在能够发现并配对（不稳定，但现在还可以），但是

var service = await GattDeviceService.FromIdAsync(args.Id);

抛出以下异常

System.IO.FileNotFoundException：系统找不到指定的文件。 （HRESULT异常：0x80070002）

我不知道为什么。

Answer 1

更新04/17 - 创建者更新

微软刚刚更新了他们的蓝牙API。 我们现在有未配对的BLE设备通讯！

他们目前只有很少的文档，但这是一个简化的新结构：

BleWatcher = new BluetoothLEAdvertisementWatcher 
{ 
    ScanningMode = BluetoothLEScanningMode.Active
};
BleWatcher.Start();

BleWatcher.Received += async (w, btAdv) => {
    var device = await BluetoothLEDevice.FromBluetoothAddressAsync(btAdv.BluetoothAddress);
    Debug.WriteLine($"BLEWATCHER Found: {device.name}");

    // SERVICES!!
    var gatt = await device.GetGattServicesAsync();
    Debug.WriteLine($"{device.Name} Services: {gatt.Services.Count}, {gatt.Status}, {gatt.ProtocolError}");

    // CHARACTERISTICS!!
    var characs = await gatt.Services.Single(s => s.Uuid == SAMPLESERVICEUUID).GetCharacteristicsAsync();
    var charac = characs.Single(c => c.Uuid == SAMPLECHARACUUID);
    await charac.WriteValueAsync(SOMEDATA);
};

现在好多了。 正如我所说，目前没有文档，我有一个奇怪的问题，我的ValueChanged回调在30秒左右后停止被调用，尽管这似乎是一个单独的范围问题。

更新2 - 一些不确定性

在更多关于新创建者更新的内容之后，在构建BLE应用程序时还需要考虑更多的事情。

• 您不再需要在UI线程上运行蓝牙功能。 如果没有配对，BLE似乎没有任何权限窗口，因此不再需要在UI线程上运行。
• 您可能会发现应用程序在一段时间后停止从设备接收更新。 这是一个范围问题，其中对象被处理，不应该。 在上面的代码，如果您正在收听ValueChanged在charac你可能会碰到这个问题。 这是因为GattCharacteristic在它应该被处理之前被处理掉，将特征设置为全局而不是依赖于它被复制。
• 断开连接似乎有点破碎。 退出应用程序不会终止连接。 因此，请确保使用App.xml.cs OnSuspended回调来终止连接。 否则你会进入一个奇怪的状态，Windows似乎维护（并继续阅读!!）BLE连接。

它有它的怪癖，但它的工作原理！

老答复

继Jason关于需要配对以便发现其服务的设备的正确答案之后，这里有一些示例代码来解决这个问题：

    private void SetupBluetooth()
    {
        Watcher = new BluetoothLEAdvertisementWatcher { ScanningMode = BluetoothLEScanningMode.Active };
        Watcher.Received += DeviceFound;

        DeviceWatcher = DeviceInformation.CreateWatcher();
        DeviceWatcher.Added += DeviceAdded;
        DeviceWatcher.Updated += DeviceUpdated;

        StartScanning();
    }

    private void StartScanning()
    {
        Watcher.Start();
        DeviceWatcher.Start();
    }

    private void StopScanning()
    {
        Watcher.Stop();
        DeviceWatcher.Stop();
    }

    private async void DeviceFound(BluetoothLEAdvertisementWatcher watcher, BluetoothLEAdvertisementReceivedEventArgs btAdv)
    {
        if (_devices.Contains(btAdv.Advertisement.LocalName))
        {
            await Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.Low, async () =>
            {
                Debug.WriteLine($"---------------------- {btAdv.Advertisement.LocalName} ----------------------");
                Debug.WriteLine($"Advertisement Data: {btAdv.Advertisement.ServiceUuids.Count}");
                var device = await BluetoothLEDevice.FromBluetoothAddressAsync(btAdv.BluetoothAddress);
                var result = await device.DeviceInformation.Pairing.PairAsync(DevicePairingProtectionLevel.None);
                Debug.WriteLine($"Pairing Result: {result.Status}");
                Debug.WriteLine($"Connected Data: {device.GattServices.Count}");
            });
        }
    }

    private async void DeviceAdded(DeviceWatcher watcher, DeviceInformation device)
    {
        if (_devices.Contains(device.Name))
        {
            try
            {
                var service = await GattDeviceService.FromIdAsync(device.Id);
                Debug.WriteLine("Opened Service!!");
            }
            catch
            {
                Debug.WriteLine("Failed to open service.");
            }
        }
    }

    private void DeviceUpdated(DeviceWatcher watcher, DeviceInformationUpdate update)
    {
        Debug.WriteLine($"Device updated: {update.Id}");
    }

这里要注意的关键事项是：

• DeviceWatcher需要添加和更新属性设置才能工作。
• 您需要捕获尝试询问未配对或尚未准备好的服务时发生的异常FileNotFound。

Answer 2

更新（5/5/16） ：“未找到元素”错误问题似乎只发生在蓝牙设置屏幕未打开/扫描时。 我不记得10586.218之前的情况，但我没有检查过。 显然，并非每个问题都在更新中得到修复。

更新（2016年4月29日） ：10586.218 Windows更新似乎修复了与之前从未与机器（或电话）配对的设备配对的问题。 我在这里概述的过程和Gerard Wilkinson在他的回答中的示例代码现在应该更加一致。

如果您足够幸运能够使用它，则需要等待相当长的时间才能安装驱动程序。 我通过同时运行BluetoothLEAdvertisementWatcher和DeviceWatcher来完成它。

从您从BlueBluetoothAddressAsync（）获取的BluetoothLEDevice中保存DeviceInformation，然后在启动配对之前Dispose（）BluetoothLEDevice。 这个很重要。 如果不这样做，配对后就不会看到Gatt服务。

然后等待DeviceWatcher查看配对设备。 它可能需要几分钟，但您通常会在设备安装（在蓝牙控制面板中）的进度条达到100％之前得到它。 如果FromIdAsync仍然失败，通常意味着存在驱动程序安装错误。 您可以取消配对，然后重新进行配对过程。 这通常对我有用。

但它非常不稳定，而且似乎取决于机器具有的蓝牙芯片组和驱动程序。 我经常使用FromBluetoothAddress获得Element Not Found错误，但如果它通过那里，配对通常适用于第一次或第二次尝试。

PairAsync和UnpairAsync也需要发布到UI线程。 如果无法弹出要求授权的蓝色对话框，您将获得例外。 您可以使用保存的UI SynchronizationContext中的Post（）或带有异步委托的Windows.ApplicationModel.Core.CoreApplication.MainView.Dispatcher.RunAsync（）来执行此操作。

我在论坛上看过来自MS员工的多篇帖子说FromBluetoothAddressAsync（）仅适用于配对设备。 情况并非如此，但如果设备已经过去至少手动配对一次，那么它似乎也是最好的。

Answer 3

Gerard Wilkinson的回答是正确的。 为了让生活更轻松，我使用Reactive Extensions（）将其转换为一种等待方法。 欢迎任何评论。

因此，一旦您找到使用BluetoothLEAdvertisementWatcher并与之配对的设备，您就可以使用它来启用GATTServices。

private async Task<GattDeviceService> GetGATTServiceAsync(string deviceName)
{
  //devicewatcher is abused to trigger connection
  var deviceWatcher = DeviceInformation.CreateWatcher(); //trick to enable GATT

  var addedSource = Observable.FromEventPattern(deviceWatcher, nameof(deviceWatcher.Added))
                              .Select(pattern => ((DeviceInformation)pattern.EventArgs));

  var updatedSource = Observable.FromEventPattern(deviceWatcher, nameof(deviceWatcher.Updated))
                                .Select(pattern =>
                                {
                                  var update = ((DeviceInformationUpdate)pattern.EventArgs);
                                  return Observable.FromAsync(() => DeviceInformation.CreateFromIdAsync(update.Id).AsTask());
                                }).Concat();

  var source = addedSource.Merge(updatedSource);
  source.Publish().Connect(); //make sure the event handlers are attached before starting the device watcher

  deviceWatcher.Start();

  var result = await source.Where(di =>  di.Name == deviceName)                                       //find the relevant device
                           .Select(di => Observable.FromAsync(() => GattDeviceService.FromIdAsync(di.Id).AsTask()))       //get all services from the device
                           .Concat()                                                                                      //necessary because of the async method in the previous statement
                           .Where(service => service.Uuid == SERVICE_UUID)                                                //get the service with the right UUID
                           .Retry()                                                                                       //GattDeviceService.FromIdAsync can throw exceptions
                           .FirstAsync();

  deviceWatcher.Stop();

  return result;
}

Answer 4

基本上你的答案部分包含在问题中。 实质上，您只使用BluetoothLEAdvertisementWatcher来查找设备，基本上它们就像信标一样工作。

并且您不会仅使用此API来连接这些设备。 要连接设备，您必须使用DeviceInformation.FindAllAsync（），并让它向您显示任何设备，您需要先将它们配对。

无论如何，如果你有兴趣从某些特定的BLE特征中获取数据，你可以尝试使用GattCharacteristicNotificationTrigger ，完整的例子和一些额外的解释见我的博客 。