MAUI APP开发蓝牙协议的经验分享：与跳绳设备对接

在开发MAUI应用程序时，蓝牙协议的应用是一个重要的环节，尤其是在需要与外部设备如智能跳绳进行数据交换的场景中。以下是我在开发过程中的一些经验和心得，希望能为你的项目提供帮助。

1. 蓝牙协议基础

蓝牙协议是无线通信的一种标准，允许设备之间进行短距离的数据交换。在MAUI开发中，我们主要关注的是BLE（Bluetooth Low Energy，低功耗蓝牙）协议，它以其低功耗和低成本的特点被广泛应用于智能设备中。

2. 使用Ble蓝牙助手

在开发过程中，我使用了“BLE蓝牙助手”这款应用来辅助调试和理解蓝牙协议。这款应用可以帮助我们扫描周围的BLE设备，查看设备的信号强度（RSSI），连接设备，并查看服务和特征。通过这个工具，我们可以更直观地理解BLE协议的工作原理和数据交换过程。

3. MAUI中的蓝牙开发

MAUI（.NET Multi-platform App UI）是一个跨平台框架，它允许开发者使用C#和XAML创建跨平台的移动和桌面应用。MAUI以其性能优异、可扩展性强和结构简单而受到开发者的青睐。在本次开发中，MAUI作为主要的开发框架，提供了丰富的控件和API，使得与蓝牙设备的对接成为可能。

MAUI支持多种平台，包括Android、iOS、macOS和Windows，这为开发跨平台应用提供了极大的便利。在本项目中，我们将重点利用MAUI的跨平台特性，开发一款能够在不同操作系统上运行的跳绳计数应用。

在MAUI中，我们可以通过Plugin.BLE来实现蓝牙功能。以下是一些关键步骤：

3.1 扫描设备

首先，我们需要扫描周围的BLE设备。在MAUI中，我们可以使用以下代码来启动扫描：

await CurrentAdapter.StartScanningForDevicesAsync();public  async Task<bool> StartScanAsync(){//检查获取蓝牙权限bool isPermissionPass = await CheckAndRequestBluetoothPermission();if (!isPermissionPass)return false;// 在使用之前，确保 _scanForAedCts 已经被实例化ListDevice.Clear();try{if(CurrentAdapter == null){CurrentAdapter = CrossBluetoothLE.Current.Adapter;}await CurrentAdapter.StopScanningForDevicesAsync();CurrentAdapter.DeviceDiscovered += Adapter_DeviceDiscovered;CurrentAdapter.ScanTimeoutElapsed += Adapter_ScanTimeoutElapsed;//蓝牙扫描时间CurrentAdapter.ScanTimeout = 30 * 1000;//默认LowPowerCurrentAdapter.ScanMode = Plugin.BLE.Abstractions.Contracts.ScanMode.LowPower;Debug.WriteLine($"开始扫描外设, IsAvailable={CrossBluetoothLE.Current.IsAvailable}, IsOn={CrossBluetoothLE.Current.IsOn}, State={CrossBluetoothLE.Current.State}, ScanMode={CurrentAdapter.ScanMode}, ScanTimeout={CurrentAdapter.ScanTimeout}");await CurrentAdapter.StartScanningForDevicesAsync(cancellationToken: _scanForAedCts.Token);Debug.WriteLine($"结束扫描外设");}catch (OperationCanceledException){Debug.WriteLine($"扫描外设任务取消");}catch (Exception ex){Debug.WriteLine($"扫描外设出错, {ex.Message}");}finally{CurrentAdapter.DeviceDiscovered -= Adapter_DeviceDiscovered;CurrentAdapter.ScanTimeoutElapsed -= Adapter_ScanTimeoutElapsed;//_scanForAedCts.Dispose();}return true;}

在扫描过程中，我们可以通过DeviceDiscovered事件来获取发现的设备信息。

3.2 连接设备

一旦找到目标设备，我们就可以建立连接。在MAUI中，连接设备的过程如下：

await CurrentAdapter.ConnectToDeviceAsync(device, new ConnectParameters(false, true));/// <summary>/// 连接设备/// </summary>/// <param name="uuid"></param>/// <returns></returns>public async Task<IDevice?> ConnectDeviceAsync(Guid uuid){try{if (CurrentAdapter == null){CurrentAdapter = CrossBluetoothLE.Current.Adapter;}var connectedDevices = CurrentAdapter.ConnectedDevices;if (connectedDevices.Count > 0){// 至少有一个设备已经连接foreach (var device in connectedDevices){// 可以在这里处理每个已连接的设备if (device.Id == uuid){await StartNotify(device);return device;}Console.WriteLine(device.Name);}}else{try{using (var cts = new CancellationTokenSource(TimeSpan.FromSeconds(15))){var device = await CurrentAdapter.ConnectToKnownDeviceAsync(uuid, default(ConnectParameters), cts.Token);await StartNotify(device);return device;}}catch (Exception ex) { Debug.WriteLine($"蓝牙连接设备失败, {ex.Message}"); }}}catch(Exception ex){Debug.WriteLine($"蓝牙连接设备失败, {ex.Message}");}return null;}

这里device是我们通过扫描得到的设备对象，ConnectParameters用于设置连接参数。

3.3 获取服务和特征

连接成功后，我们可以获取设备提供的服务和特征，这对于数据交换至关重要：

var services = await device.GetGattServicesAsync();

3.4 数据读写

通过获取的特征，我们可以进行数据的读写操作。例如，读取跳绳的次数和时间：

var characteristic = services.First().GetCharacteristics().First();
var readResult = await characteristic.ReadValueAsync();/// <summary>/// 读取数据/// </summary>/// <param name="characteristic"></param>/// <returns></returns>public async Task<byte[]?> ReadDataAsync(ICharacteristic characteristic){//根据Plugin.BLE要求，在主线程读写数据var result = await MainThread.InvokeOnMainThreadAsync(async () =>{try{//读取数据var ary = await characteristic.ReadAsync();Debug.WriteLine($"读取成功，长度={ary.data.Length}");return (ary.data);}catch (Exception ex){Debug.WriteLine($"读取错误, 目标设备蓝牙连接状态={BleDevice?.State}, {ex.Message}");return null;}});return result;}/// <summary>/// 读取蓝牙设备数据/// </summary>/// <param name="guid"></param>/// <returns></returns>public async Task<byte[]?> ReadDataAsync(IDevice device){var service = await device.GetServiceAsync(new Guid("0000180D-0000-1000-8000-00805F9B34FB"));if (service != null){var characteristic = await service.GetCharacteristicAsync(new Guid("00002A37-0000-1000-8000-00805F9B34FB"));if (characteristic != null){var ary = await characteristic.ReadAsync();return (ary.data);}}return null;}/// <summary>/// 写入蓝牙设备数据/// </summary>/// <param name="device"></param>/// <param name="ary"></param>/// <returns></returns>public async Task<int> SendDataAsync(IDevice device, byte[] ary){var service = await device.GetServiceAsync(_serviceUuid);if (service != null){var characteristic = await service.GetCharacteristicAsync(_characteristicUuid);if (characteristic != null && characteristic.CanWrite==true){return await characteristic.WriteAsync(ary);}}return 0;}

3.5事件订阅

通过获取的特征，我们可以进行数据的通知操作。

#region 订阅事件private async Task<int> StartNotify(IDevice device){try{var service = await device.GetServiceAsync(_serviceUuid);if (service != null){var notifyCharacteristic = await service.GetCharacteristicAsync(_characteristicUuid);if (notifyCharacteristic.Properties.HasFlag(CharacteristicPropertyType.Notify)){// 特性支持通知// 订阅事件notifyCharacteristic.ValueUpdated += NotifyCharacteristic_ValueUpdated;// 启用通知await notifyCharacteristic.StartUpdatesAsync();}}}catch(Exception ex){}return 0;}// 处理特性值更新事件private void NotifyCharacteristic_ValueUpdated(object sender, Plugin.BLE.Abstractions.EventArgs.CharacteristicUpdatedEventArgs e){// 处理特性值更新NotifyQueue.Enqueue( e.Characteristic.Value);// ...}public async Task<byte[]?> ReadNotify(IDevice device){if (device.IsConnectable == true){if (NotifyQueue.Count > 0){return NotifyQueue.Dequeue();}}return null;}private async Task<int> StopNotify(IDevice device){var service = await device.GetServiceAsync(_serviceUuid);if (service != null){// 获取服务和特性var notifyCharacteristic = await service.GetCharacteristicAsync(_characteristicUuid);if (notifyCharacteristic.Properties.HasFlag(CharacteristicPropertyType.Notify)){// 特性支持通知// 订阅事件notifyCharacteristic.ValueUpdated -= NotifyCharacteristic_ValueUpdated;// 启用通知await notifyCharacteristic.StopUpdatesAsync();}}return 0;}#endregion