27、低功耗蓝牙（BLE）开发：BLE基础、扫描优化、连接参数、广播策略
各位同学，今天我们来聊聊低功耗蓝牙（BLE）开发。说实话，BLE 在 Android 开发里是个挺有意思的模块——它不像 WiFi 那样大功率传输，也不像 NFC 那样只能贴一下。BLE 的核心就是「低功耗」三个字，但很多新手一上来就踩坑。
我个人习惯把 BLE 开发分成四个模块：基础概念、扫描优化、连接参数、广播策略。咱们一个一个来拆解。
27.1 BLE 基础：你得先知道它怎么工作的
BLE 和经典蓝牙最大的区别是什么？说白了，经典蓝牙是「一直在线」，而 BLE 是「睡一会，醒一下」。它大部分时间都在休眠，只有需要传输数据时才短暂唤醒。这就是它省电的秘密。
在 Android 上做 BLE 开发，核心 API 就几个：BluetoothAdapter、BluetoothLeScanner、BluetoothGatt。嗯，这里要注意：从 Android 6.0 开始，扫描 BLE 设备需要位置权限；从 Android 12 开始，还需要 BLUETOOTH_SCAN 和 BLUETOOTH_CONNECT 这两个运行时权限。
BLUETOOTH_ADMIN 不再覆盖扫描权限。必须单独申请 BLUETOOTH_SCAN。
BLE 通信模型是「中心设备 - 外围设备」模式。手机通常是中心设备，智能手环、传感器是外围设备。外围设备通过广播包告诉别人「我在这里」，中心设备扫描到后发起连接。
27.2 扫描优化：别让你的手机变成电老虎
很多同学写 BLE 扫描，上来就是一个 while(true) 循环。你想想看，手机一直在扫描，电量哗哗地掉。我建议的做法是：按需扫描，扫到就停。
扫描参数优化主要看三个东西：
| 参数 | 说明 | 我常用的值 |
|---|---|---|
| 扫描间隔 | 两次扫描之间的间隔时间 | 100ms（快速发现） / 1000ms（省电模式） |
| 扫描窗口 | 每次扫描持续的时间 | 50ms（窗口越短越省电） |
| 扫描模式 | 低功耗、平衡、低延迟 | 低延迟用于连接前，低功耗用于后台 |
举个例子，如果你在做门锁应用，用户靠近时自动解锁。这时候扫描间隔可以设短一点，比如 50ms，让手机快速发现门锁。但如果是后台温度传感器，一小时上报一次数据，那扫描间隔拉到 5 秒都行。
ScanFilter 过滤掉不需要的设备。比如只扫描特定 Service UUID 的设备，这样能大幅减少回调次数，省电又省 CPU。
27.3 连接参数：调好了体验飞起，调不好疯狂断连
连接参数是 BLE 开发里最容易忽略但又最关键的部分。它决定了手机和外围设备之间怎么「对话」。核心参数有四个：
- 连接间隔（Connection Interval）：设备之间多久交换一次数据。范围 7.5ms ~ 4s。
- 延迟（Slave Latency）：外围设备可以跳过多少次连接事件。比如设成 3，表示可以连续跳过 3 次不回复。
- 超时（Supervision Timeout）：超过这个时间没收到数据，就认为连接断了。
- MTU 大小：一次能传多少字节。默认 23 字节，可以协商到 512 字节。
我记得有一次做运动手环项目，用户反馈说「手机放口袋就走几步路，手环就断连了」。查了半天，发现是连接间隔设成了 100ms，但手机在口袋里信号不好，丢包率一高就超时了。后来我把连接间隔调到 30ms，超时时间从 5 秒调到 10 秒，问题就解决了。
连接参数不是随便设的。Android 系统会检查你请求的参数是否合理。比如连接间隔不能小于 7.5ms，超时时间必须大于连接间隔的 4 倍。如果参数不合理，系统会拒绝，使用默认值。
27.4 广播策略：让设备被正确发现
外围设备通过广播包告诉手机「我在这里，我能做什么」。广播包分两种：
- 广播包（Advertising Data）：31 字节，必须包含，用于快速发现。
- 扫描响应包（Scan Response Data）：31 字节，可选，手机主动请求后返回。
广播策略的核心是：在 31 字节里塞最重要的信息。比如设备名称、Service UUID、Tx Power Level。别把完整的数据都塞进去，你想想看，31 字节能塞多少东西？
我建议的做法是：广播包里只放 Service UUID 和少量标识信息，完整的设备名称和额外数据放到扫描响应包里。这样手机扫描时，先通过 UUID 过滤，再请求扫描响应获取详细信息。
广播间隔也很重要。间隔越短，设备被发现得越快，但越耗电。我一般这样设：
- 设备待连接时：广播间隔 100ms（快速被发现）
- 设备已连接时：停止广播（省电）
- 设备在后台：广播间隔 1000ms（省电模式）
27.5 知识体系总览
下面这张图是我自己整理的 BLE 开发知识体系，你可以把它当作一个检查清单：
27.6 避坑指南：我踩过的那些坑
最后分享几个我实际项目中遇到的坑，希望能帮你少走弯路：
- 扫描回调不触发：检查一下是不是忘了在 Android 12+ 上申请
BLUETOOTH_SCAN权限。我曾经因为这个排查了整整一天。 - 连接后频繁断连：先看连接参数是否合理。我遇到过外围设备只支持 30ms 以上的连接间隔，但手机请求了 20ms，结果系统直接拒绝。
- 广播包发不出去：检查广播包是否超过 31 字节。很多新手把设备名称、所有 Service UUID、厂商数据全塞进去，超了还不知道。
- MTU 协商失败：不是所有设备都支持 512 字节 MTU。我建议先请求 512，如果失败再回退到 128 或 64。
好了，关于 BLE 开发的基础内容就讲到这里。记住一句话：BLE 开发没有银弹，每个参数都要根据你的实际场景去调。多测试、多踩坑，慢慢就有感觉了。
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