学校寒假有个程序设计比赛，我也一直想要去写一个安卓模拟的蓝牙键盘，这样无论到哪里，比如班班通和没有键盘的电脑设备，有手机就可以操作它，也比USB方便一些。忙活了一个寒假，也走了不少歪路，终于整成了，下面分享一些经验。
代码思路
①第一步是蓝牙HID的初始化
在安卓API28后开放了BluetoothHidDevice类，主要就是用它来完成。首先是注册HID服务：
mBtAdapter.getProfileProxy(context, new BluetoothProfile.ServiceListener() {
@Override
public void onServiceConnected(int profile, BluetoothProfile proxy) {
Log.d(TAG, "onServiceConnected: " + profile);
Toast.makeText(context, "Okk_connected_service", Toast.LENGTH_SHORT).show();
if (profile == BluetoothProfile.HID_DEVICE) {
Log.d(TAG, "Proxy received but it isn't hid_OUT");
if (!(proxy instanceof BluetoothHidDevice)) {
Log.e(TAG, "Proxy received but it isn't hid");
return;
}
Log.d(TAG,"Connecting HID…");
mHidDevice = (BluetoothHidDevice) proxy;
Log.d(TAG, "proxyOK");
BluetoothHidDeviceAppSdpSettings Sdpsettings = new BluetoothHidDeviceAppSdpSettings(
HidConfig.KEYBOARD_NAME,
HidConfig.DESCRIPTION,
HidConfig.PROVIDER,
BluetoothHidDevice.SUBCLASS1_KEYBOARD,
HidConfig.KEYBOARD_COMBO
);
if (mHidDevice != null) {
Toast.makeText(context, "OK for HID profile", Toast.LENGTH_SHORT).show();
Log.d(TAG, "HID_OK");
Log.d(TAG, "Get in register");
//getPermission();
// 创建一个BluetoothHidDeviceAppSdpSettings对象
if (ActivityCompat.checkSelfPermission(context, Manifest.permission.BLUETOOTH_CONNECT) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
// TODO: Consider calling
Log.d(TAG,"return before register");
String[] list = new String[] {
Manifest.permission.BLUETOOTH_SCAN,
Manifest.permission.BLUETOOTH_CONNECT
};
requestPermissions(activity,list,1);
return;
}
BluetoothHidDeviceAppQosSettings inQos = new BluetoothHidDeviceAppQosSettings(
BluetoothHidDeviceAppQosSettings.SERVICE_GUARANTEED, 200, 2, 200,
10000 /* 10 ms */, 10000 /* 10 ms */);
BluetoothHidDeviceAppQosSettings outQos = new BluetoothHidDeviceAppQosSettings(
BluetoothHidDeviceAppQosSettings.SERVICE_GUARANTEED, 900, 9, 900,
10000 /* 10 ms */, 10000 /* 10 ms */);
mHidDevice.registerApp(Sdpsettings, null, null, Executors.newCachedThreadPool(), mCallback);
// registerApp();// 注册
} else {
Toast.makeText(context, "Disable for HID profile", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
// 启用设备发现
// requestLauncher.launch(new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_DISCOVERABLE));
Log.d(TAG, "Discover");
}
}
@SuppressLint("MissingPermission")
@Override
public void onServiceDisconnected(int profile) {// 断开连接
if (profile == BluetoothProfile.HID_DEVICE) {
Log.d(TAG, "Unexpected Disconnected: " + profile);
mHidDevice = null;
mHidDevice.unregisterApp();
}
}
}, BluetoothProfile.HID_DEVICE);
}
public final BluetoothHidDevice.Callback mCallback = new BluetoothHidDevice.Callback() {
private final int[] mMatchingStates = new int[]{
BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED,
BluetoothProfile.STATE_CONNECTING,
BluetoothProfile.STATE_CONNECTED
};
@Override
public void onAppStatusChanged(BluetoothDevice pluggedDevice, boolean registered) {
Log.d(TAG, "ccccc_str");
if (ActivityCompat.checkSelfPermission(context, android.Manifest.permission.BLUETOOTH_CONNECT) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
// TODO: Consider calling
return;
}
Log.d(TAG, "onAppStatusChanged: " + (pluggedDevice != null ? pluggedDevice.getName() : "null") + "registered:" + registered);
// Toast.makeText(context, "onAppStatusChanged", Toast.LENGTH_SHORT).show();
IsRegisted = registered;
if (registered) {
// 应用已注册
Log.d(TAG, "register OK!.......");
// List<BluetoothDevice> matchingDevices = mHidDevice.getDevicesMatchingConnectionStates(mMatchingStates);
// Log.d(TAG, "paired devices: " + matchingDevices + " " + mHidDevice.getConnectionState(pluggedDevice));
// Toast.makeText(context, "paired devices: " + matchingDevices + " " + mHidDevice.getConnectionState(pluggedDevice), Toast.LENGTH_SHORT).show();
// if (pluggedDevice != null && mHidDevice.getConnectionState(pluggedDevice) != BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
// boolean result = mHidDevice.connect(pluggedDevice);// pluggedDevice即为连接到模拟HID的设备
// Log.d(TAG, "hidDevice connect:" + result);
// Toast.makeText(context, "hidDevice connect:" + result, Toast.LENGTH_SHORT).show();
// } else if (matchingDevices != null && matchingDevices.size() > 0) {
// // 选择连接的设备
// mHostDevice = matchingDevices.get(0);// 获得第一个已经配对过的设备
// Toast.makeText(context, "device_is_ok: " + mHostDevice.getName() + mHostDevice.getAddress(), Toast.LENGTH_SHORT).show();
// } else {
// // 注册成功未配对
// }
}
// } else {
// // 应用未注册
// }
}
@Override
public void onConnectionStateChanged(BluetoothDevice device, int state) {
Log.d(TAG, "onConnectStateChanged:" + device + " state:" + state);
// Toast.makeText(context, state, Toast.LENGTH_SHORT).show();
if (state == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {// 已经连接了
connected = true;
mHostDevice = device;
if (ActivityCompat.checkSelfPermission(context, Manifest.permission.BLUETOOTH_CONNECT) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
// TODO: Consider calling
return;
}
Log.d(TAG,"hid state is connected");
Log.d(TAG,"-----------------------------------connected HID");
Log.d(TAG,device.getName().toString());
// Toast.makeText(context, "device_is_ok: " + mHostDevice.getName() + mHostDevice.getAddress(), Toast.LENGTH_SHORT).show();
} else if (state == BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED) {
connected = false;
Log.d(TAG,"hid state is disconnected");
// mHostDevice = null;
// Toast.makeText(context, "device_is_null", Toast.LENGTH_SHORT).show();
} else if (state == BluetoothProfile.STATE_CONNECTING) {
Log.d(TAG,"hid state is connecting");
}
}
};
在mBtAdapter.getProfileProxy()中注册，其中onServiceConnected()会在开始注册时调用，其中的mHidDevice.registerApp()就是注册采用的方法，提供的SdpSettings是最主要的的HID描述，其中定义一系列常量用于描述模拟的HID设备。
进行注册时会有一个回调mCallback，onAppStatusChanged()调用在注册成功，onConnectStateChanged()则是在蓝牙连接状态改变时调用，如连接上、断开、正在连接，其中的日志可以反应蓝牙连接的状态。
注意注册HID时，蓝牙必须处于打开状态。打开蓝牙的代码我暂未编写。
②发起蓝牙连接
在发起连接上，我试了从电脑端发起连接、从手机端发起连接，而且使用的都是点进系统蓝牙列表的方式，均无法建立稳定连接。
后来看到大佬文章，解决了这个问题，即使用代理连接：
@SuppressLint("MissingPermission")
public void ConnectotherBluetooth() {
mHostDevice = mBtAdapter.getRemoteDevice("B4:8C:9D:AD:9B:9A");
if (mHostDevice!=null) {
Log.d(TAG,"Connected is OK");
Log.d(TAG,mHostDevice.getName());
}
mHidDevice.connect(mHostDevice);// 代理连接
}
只要把mac地址改成所想要连接的蓝牙设备的mac即可。电脑可以采用cmd指令ipconfig /all，拉到最底即可；手机使用adb连接后，输入指令adb shell settings get secure bluetooth_address即可。当然也可以直接扫描，但我目前还未完成相关代码。
③发送报告
@JavascriptInterface
@SuppressLint("MissingPermission")
public void sendKey(String key) {
byte b1 = 0;
if (key.length()<=1) {
char keychar = key.charAt(0);
if ((keychar>=65)&&(keychar<=90)){
b1 = 2;
}
}
if (keyMap.SHITBYTE.containsKey(key)) {
b1 = 2;
}
Log.d(TAG,"pre_send: "+key);
mHidDevice.sendReport(mHostDevice,8,new byte[]{
b1,0,keyMap.KEY2BYTE.get(key.toUpperCase()),0,0,0,0,0
});
mHidDevice.sendReport(mHostDevice,8,new byte[]{
0,0,0,0,0,0,0,0
});// 这是松开按键的报告
Log.d(TAG,"after_send: "+key);
}
发送报告使用sendReport()，发送对应ID和字节的报告即可。
整体写完其实代码量并不多，但是前期对API的研究还是挺费时间的。
完成代码后，耗时间的还有一些配置：
①HidConfig.java——HID配置文件
这玩意在安卓上适配都挺好，但Windows上会有一些问题。我自己找了一版描述符，目前是正常的（也是在GitHub上找的）：
public class HidConfig {
public final static String KEYBOARD_NAME = "My Keyboard";
public final static String DESCRIPTION = "KKKey";
public final static String PROVIDER = "Alphabet";
public final static byte ID_KEYBOARD = 1;
// HID码表【不知道干啥的】
public static final byte[] KEYBOARD_COMBO =
{
(byte) 0x05, (byte) 0x01, // Usage Page (Generic Desktop)
(byte) 0x09, (byte) 0x06, // Usage (Keyboard)
(byte) 0xA1, (byte) 0x01, // Collection (Application)
(byte) 0x85, (byte) 0x08, // REPORT_ID (Keyboard)
(byte) 0x05, (byte) 0x07, // Usage Page (Key Codes)
(byte) 0x19, (byte) 0xE0, // Usage Minimum (224)
(byte) 0x29, (byte) 0xE7, // Usage Maximum (231)
(byte) 0x15, (byte) 0x00, // Logical Minimum (0)
(byte) 0x25, (byte) 0x01, // Logical Maximum (1)
(byte) 0x75, (byte) 0x01, // Report Size (1)
(byte) 0x95, (byte) 0x08, // Report Count (8)
(byte) 0x81, (byte) 0x02, // Input (Data, Variable, Absolute)
(byte) 0x95, (byte) 0x01, // Report Count (1)
(byte) 0x75, (byte) 0x08, // Report Size (8)
(byte) 0x81, (byte) 0x01, // Input (Constant) reserved byte(1)
(byte) 0x95, (byte) 0x05, // Report Count (5)
(byte) 0x75, (byte) 0x01, // Report Size (1)
(byte) 0x05, (byte) 0x08, // Usage Page (Page# for LEDs)
(byte) 0x19, (byte) 0x01, // Usage Minimum (1)
(byte) 0x29, (byte) 0x05, // Usage Maximum (5)
(byte) 0x91, (byte) 0x02, // Output (Data, Variable, Absolute), Led report
(byte) 0x95, (byte) 0x01, // Report Count (1)
(byte) 0x75, (byte) 0x03, // Report Size (3)
(byte) 0x91, (byte) 0x01, // Output (Data, Variable, Absolute), Led report padding
(byte) 0x95, (byte) 0x06, // Report Count (6)
(byte) 0x75, (byte) 0x08, // Report Size (8)
(byte) 0x15, (byte) 0x00, // Logical Minimum (0)
(byte) 0x25, (byte) 0x65, // Logical Maximum (101)
(byte) 0x05, (byte) 0x07, // Usage Page (Key codes)
(byte) 0x19, (byte) 0x00, // Usage Minimum (0)
(byte) 0x29, (byte) 0x65, // Usage Maximum (101)
(byte) 0x81, (byte) 0x00, // Input (Data, Array) Key array(6 bytes)
(byte) 0xC0 // End Collection (Application)
};
}
也确实尝试了很多版，这版可以。但需要注意其中的(byte) 0x85, (byte) 0x08, // REPORT_ID (Keyboard)反映了报告的ID = 8，需要和report中的相对应，如：
mHidDevice.sendReport(mHostDevice,/*ID = 8*/8,new byte[]{
0,0,0,0,0,0,0,0
});// 这是松开按键的报告
②Windows上的适配
实际测试发现，Android适配很好，但Windows总是没反应，也困扰了我很长时间。
后来使用Wireshark对蓝牙抓包，发现安卓是这样的：
而Windows总是这样：
显示正在Pending，无法直接success；而且相同SCID的request最后会以PSM not support请求失败。HID-Control对应的PSM是0x0011。
在Windows开发文档上看到了以下：
接收传入 L2CAP 连接请求
若要接收来自特定 PSM 的任何远程设备的传入 L2CAP 连接请求，配置文件驱动程序应首先生成并发送 BRB_L2CA_REGISTER_标准版RVER 请求，并在请求的 _BRB_L2CA_REGISTER_标准版RVER 结构的 Psm 成员中指定 NULL，并在请求的 _BRB_L2CA_REGISTER_标准版RVER 结构的 Psm 成员中指定 NULL。 发送 BRB_L2CA_REGISTER_标准版RVER 请求时，配置文件驱动程序还必须向蓝牙驱动程序堆栈注册 L2CAP 回调函数。 这使蓝牙驱动程序堆栈能够通知配置文件驱动程序传入 L2CAP 连接请求。
然后，配置文件驱动程序应生成并发送BRB_REGISTER_PSM请求，以便蓝牙驱动程序堆栈将接受请求注册的 PSM 的连接。 否则，蓝牙驱动程序堆栈将拒绝具有未知（未注册）连接请求的所有连接请求。 有关 PSM 的详细信息，请参阅 _BRB_PSM 结构。
所以就感觉是不是驱动的问题。最后下载更新最新版的蓝牙驱动即可。注意更新完后要重启。
于是问题就解决了。抓包结果是，虽然也不是立刻success，但是最后依然请求成功。这估计是因为Windows多了以上的请求过程机制。
④一些连接问题
- 不要在手机或电脑的系统列表中点击设备进行连接。 直接在模拟键盘端使用
connect()的代理连接即可，直接连到mac地址； - 需要两个设备提前配对。当然在发起连接的过程中配对也可以。如果无法连接，尝试删除设备后在重新配对连接；
- iOS和Mac系统，因为我没有对应的设备，没有进行测试；
- 注意到很容易断开连接。所以可能需要在断开时控制继续连上。测试下来继续连接的用时是很短的。
所有代码开源在Gitee仓库keyboard。笔者不是计算机专业的学生，甚至所学专业相差甚远；作为在校大学生，时间也十分有限，Java也是边写边学的，代码格式不规范有劳大家谅解。
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