藍(lán)牙協(xié)議棧允許采用多種方法，包括 RFCOMM 和 Object Exchange（OBEX），在設(shè)備之間發(fā)送和接收文件。如果想發(fā)送和接收流數(shù)據(jù)（而且想采用傳統(tǒng)的串口應(yīng)用程序，并給它加上藍(lán)牙支持），那么 RFCOMM 更好。反過(guò)來(lái)，如果想發(fā)送對(duì)象數(shù)據(jù)以及關(guān)于負(fù)載的上下文和元數(shù)據(jù)，則 OBEX 最好。在這篇文章中，將熟悉用來(lái)控制藍(lán)牙設(shè)備的 Java 語(yǔ)言庫(kù)，并學(xué)習(xí)如何使用 JSR-82 API 和 OBEX 在客戶機(jī)和服務(wù)器之間傳輸文件。

藍(lán)牙是多家移動(dòng)設(shè)備制造商選擇的無(wú)線協(xié)議，擁有多項(xiàng)吸引人的特性，最重要的是它在數(shù)據(jù)傳輸上的低能耗。截止 2004 年 6 月，每周交付的支持藍(lán)牙的設(shè)備超過(guò)五百萬(wàn)臺(tái)，這項(xiàng)技術(shù)在消費(fèi)電子市場(chǎng)上擁有強(qiáng)大的滲透率。

藍(lán)牙協(xié)議回顧

目前市場(chǎng)上設(shè)備中運(yùn)行的藍(lán)牙協(xié)議有三個(gè)版本 —— 分別是版本 1.1、1.2 AFH 和 2.0+EDR。這沒(méi)給開(kāi)發(fā)人員帶來(lái)任何問(wèn)題，因?yàn)樾掳姹镜膮f(xié)議與以前的版本兼容。表 1 顯示了目前可用的藍(lán)牙版本的一些相似性與區(qū)別。

現(xiàn)在，讓我們回顧一下控制藍(lán)牙設(shè)備的固件/軟件：棧。

藍(lán)牙協(xié)議棧

藍(lán)牙棧的目的是什么呢？棧是控制藍(lán)牙設(shè)備的軟件（和固件）。圖 1 顯示了協(xié)議棧的細(xì)節(jié)。

• 棧的最底層是 HCI，即主機(jī)控制器接口（Host Controller Interface）。這一層顧名思義就是主機(jī)（計(jì)算機(jī)）和控制器（藍(lán)牙設(shè)備）之間的接口?？梢钥吹?，其他所有的層都要經(jīng)過(guò) HCI。
• HCI 上面的一層是 L2CAP，即邏輯鏈接控制器適配協(xié)議（Logical Link Controller Adaptation Protocol）。這一層充當(dāng)其他所有層的數(shù)據(jù)多路復(fù)用器。
• 接下來(lái)一層是 BNEP，即藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)封裝協(xié)議（Bluetooth Network Encapsulation Protocol）。使用 BNEP，可以在藍(lán)牙上運(yùn)行其他網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，例如 IP、TCP 和 UDP。
• RFCOMM 稱作虛擬串口協(xié)議（virtual serial port protocol），因?yàn)樗试S藍(lán)牙設(shè)備模擬串口的功能。
• OBEX 協(xié)議層是在 RFCOMM 層上面實(shí)現(xiàn)的，如果想把數(shù)據(jù)以對(duì)象（例如文件）的形式傳輸，那么 OBEX 很有用。
• SDP 是服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議（Service Discovery Protocol）層，用于在遠(yuǎn)程藍(lán)牙設(shè)備上尋找服務(wù)。
• 最后兩層是 AVCTP 和 AVDTP，用于藍(lán)牙上音頻和視頻的控制 和 發(fā)布。AVCTP 和 AVDTP 是藍(lán)牙協(xié)議中增加的相對(duì)較新的層；如果想控制媒體播放器的功能或者想以立體聲播放音頻流，則要使用它們。

發(fā)送文件：RFCOMM 還是 OBEX？

我們先來(lái)看看棧中用來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)的兩個(gè)簡(jiǎn)單協(xié)議 RFCOMM 和 OBEX，并比較使用它們傳送文件的優(yōu)勢(shì)和不足。

可以采用 RFCOMM 或 OBEX 在藍(lán)牙設(shè)備之間發(fā)送和接收文件。但是，如果想發(fā)送和接收流數(shù)據(jù)，則 RFCOMM 是更好的選擇，就像使用傳統(tǒng)的串口一樣。在現(xiàn)實(shí)世界中，如果想使用傳統(tǒng)的串口應(yīng)用程序，并讓它能使用藍(lán)牙，就應(yīng)當(dāng)使用 RFCOMM。如果要在藍(lán)牙設(shè)備之間發(fā)送簡(jiǎn)單的文本字符串（例如在聊天應(yīng)用程序中），那么使用 OBEX 可能沒(méi)有太大優(yōu)勢(shì)。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)使用 RFCOMM 或 L2CAP。

另一方面，如果想發(fā)送對(duì)象數(shù)據(jù)（例如文件），則 OBEX 最合適。使用 OBEX 不僅可以發(fā)送數(shù)據(jù)，而且還能發(fā)送關(guān)于負(fù)載的上下文或元數(shù)據(jù)。例如，在使用 OBEX 發(fā)送文件時(shí)，還能夠發(fā)送關(guān)于文件的其他有用信息，例如文件名稱、文件類型、文件尺寸或者其他任何對(duì)文件進(jìn)行描述的內(nèi)容。

那么，既然已經(jīng)決定了使用藍(lán)牙時(shí)通過(guò) OBEX 發(fā)送對(duì)象數(shù)據(jù)文件，那么我們來(lái)看看使用 Java 語(yǔ)言對(duì)藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行控制的官方庫(kù)。

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探索 JSR-82 API

JSR-82 是用于藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)的官方 Java API。可使用這個(gè) API 創(chuàng)建可執(zhí)行以下功能的應(yīng)用程序：

• 判斷和檢測(cè)自己的藍(lán)牙設(shè)備的屬性
• 發(fā)現(xiàn)設(shè)備通信范圍內(nèi)的藍(lán)牙設(shè)備
• 在遠(yuǎn)程藍(lán)牙設(shè)備上搜索服務(wù)
• 創(chuàng)建可以與遠(yuǎn)程藍(lán)牙服務(wù)器通信的藍(lán)牙客戶機(jī)應(yīng)用程序
• 創(chuàng)建能夠?yàn)樗{(lán)牙客戶機(jī)的請(qǐng)求提供服務(wù)的藍(lán)牙服務(wù)器應(yīng)用程序

JSR-82 包含兩個(gè)包，即 javax.bluetooth 和 javax.obex。您自己的藍(lán)牙設(shè)備由 javax.bluetooth.LocalDevice 類表示，所有的遠(yuǎn)程藍(lán)牙設(shè)備由 javax.bluetooth.RemoteDevice 類表示。

javax.bluetooth.DiscoveryAgent 類是個(gè)有幫助的類，它讓您可以發(fā)現(xiàn)附近的遠(yuǎn)程藍(lán)牙設(shè)備，并為區(qū)域內(nèi)的每個(gè)藍(lán)牙設(shè)備返回一個(gè) javax.bluetooth.RemoteDevice。也可以使用 javax.bluetooth.DiscoveryAgent 在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的遠(yuǎn)程設(shè)備上搜索服務(wù)。

如果想在發(fā)生發(fā)現(xiàn)事件的時(shí)候得到通知，則需要實(shí)現(xiàn) javax.bluetooth.DiscoveryListener 接口的方法 。這一切聽(tīng)都來(lái)都很簡(jiǎn)單，是不是？但是，當(dāng)想要?jiǎng)?chuàng)建 OBEX 應(yīng)用程序的時(shí)候，會(huì)變得復(fù)雜一些。

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OBEX 的語(yǔ)義

也許您不知道，OBEX 并不是藍(lán)牙本身的協(xié)議，實(shí)際是由無(wú)線數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)創(chuàng)建的。因?yàn)?OBEX 是已采納的 協(xié)議，所以 Java 藍(lán)牙 API 的作者決定為 OBEX 應(yīng)用程序單獨(dú)創(chuàng)建一個(gè)包；這樣，就可以使用 Java 創(chuàng)建出能夠在任何傳輸機(jī)制（例如紅外或 TCP/IP）而不僅僅是在藍(lán)牙上工作的 OBEX 應(yīng)用程序。

在使用藍(lán)牙 API 創(chuàng)建 OBEX 應(yīng)用程序時(shí)，將使用 javax.obex 包中的一些類和接口。正如我在前面提到過(guò)的，藍(lán)牙協(xié)議棧中的 OBEX 層實(shí)際是面向藍(lán)牙設(shè)備間的文件傳輸而優(yōu)化的，所以就像傳統(tǒng)的 FTP 一樣，OBEX 應(yīng)用程序擁有像 GET 和 PUT 這樣的操作。

到底什么是 OBEX 操作？

OBEX 操作

當(dāng)客戶機(jī)和服務(wù)器在一個(gè) OBEX 會(huì)話內(nèi)通信時(shí)，它們的交互叫做操作。對(duì)于每個(gè)從客戶機(jī)發(fā)出的操作，服務(wù)器給出一個(gè)響應(yīng)，指明操作的狀態(tài)。要真正了解 OBEX 客戶機(jī)和服務(wù)器的操作和響應(yīng)的工作方式，請(qǐng)參見(jiàn)圖 2：

如果從電話向打印機(jī)發(fā)送文件，就像圖 2 中表示的那樣，需要什么呢？首先，在創(chuàng)建 OBEX 會(huì)話之前，先要建立一個(gè)傳輸?shù)倪B接（藍(lán)牙、紅外、TCP/IP 等等）。因?yàn)檫@篇文章是關(guān)于藍(lán)牙的，所以毫不奇怪我要使用的底層傳輸機(jī)制是藍(lán)牙。

在傳輸連接已經(jīng)建立之后，藍(lán)牙客戶機(jī)需要發(fā)出 CONNECT 操作。如果藍(lán)牙服務(wù)器（在這個(gè)示例中，是打印機(jī)）想接受新客戶機(jī)來(lái)使用它的服務(wù)（例如打印服務(wù)），那么它就用表示成功的響應(yīng)代碼 160 對(duì)客戶機(jī)進(jìn)行響應(yīng)。如果打印機(jī)不想接受新客戶機(jī)，那么它可能用響應(yīng)代碼 211 來(lái)響應(yīng)，這個(gè)代碼代表 “OBEX SERVICE UNAVAILABLE”。

現(xiàn)在假設(shè)打印機(jī)接受了 CONNECT 操作，那么現(xiàn)在就在客戶機(jī)和服務(wù)器之間創(chuàng)建了一個(gè) OBEX 會(huì)話。現(xiàn)在有了 OBEX 會(huì)話，就能夠向 OBEX 服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求（請(qǐng)注意，請(qǐng)求和操作是同義的）。當(dāng)然，GET 和 PUT 操作是自解釋的。但是，SETPATH 操作主要是在 OBEX 服務(wù)器具有文件系統(tǒng)時(shí)才使用。OBEX 客戶機(jī)發(fā)送 SETPATH 請(qǐng)求以指導(dǎo) OBEX 客戶機(jī)改變工作目錄（類似于 cd 命令）。SETPATH 操作后面通常跟著一個(gè) GET 或 PUT 操作。要終止 OBEX 會(huì)話，客戶機(jī)需要發(fā)送 DISCONNECT 操作。如果成功，OBEX 服務(wù)器會(huì)用成功響應(yīng)代碼 160 進(jìn)行響應(yīng)。

現(xiàn)在對(duì)于 OBEX 的語(yǔ)義有了良好的理解，讓我們看看在 JSR-82 API 中，Java 語(yǔ)言、藍(lán)牙和 OBEX 是如何放在一起的。我先從服務(wù)器代碼開(kāi)始，因?yàn)榭蛻魴C(jī)代碼更復(fù)雜。

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創(chuàng)建 OBEX 服務(wù)器應(yīng)用程序

我的服務(wù)器應(yīng)用程序叫做 FileServer.java，而且因?yàn)?“重要事情優(yōu)先”，所以我們先來(lái)看清單 1 中的 import 語(yǔ)句和類聲明。

import javax.swing.*;
            import java.awt.*;
            import java.awt.event.*;
            import javax.microedition.io.*;
            import java.io.*;
            import javax.bluetooth.*;
            import javax.obex.*;
            public class FileServer extends ServerRequestHandler
            implements ActionListener{
            

如果想創(chuàng)建 OBEX 服務(wù)器，就需要擴(kuò)展 javax.obex.ServerRequestHandler 類。因?yàn)檫@個(gè)示例是 J2SE 應(yīng)用程序，所以我還想實(shí)現(xiàn) ActionListener 接口，這樣就能響應(yīng)按鈕點(diǎn)擊。當(dāng)用戶點(diǎn)擊啟動(dòng)服務(wù)器的按鈕時(shí)，就會(huì)調(diào)用 actionPerformed() 方法（如清單 2 所示）。

            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            startButton.setEnabled(false);
            try {
            UUID uuid = new UUID("8841", true);
            String url = "btgoep://localhost:" + uuid
            + ";name=FTP;authenticate=false;master=false;encrypt=false";
            SessionNotifier sn = (SessionNotifier)Connector.open(url);
            updateStatus("[server:] Now waiting for a client to connect");
            sn.acceptAndOpen(this);
            updateStatus("[server:] A client is now connected");
            } catch (Exception ex){
            }
            }
            

機(jī)器上的每臺(tái)藍(lán)牙設(shè)備都需要惟一的標(biāo)識(shí)符，所以我決定將這個(gè)服務(wù)的 UUID （統(tǒng)一惟一標(biāo)識(shí)符）定為 8841 （可以是任意四位數(shù)字）。在創(chuàng)建客戶機(jī)應(yīng)用程序時(shí)需要記住這個(gè) UUID。

因?yàn)檎趧?chuàng)建 JSR-82 服務(wù)器應(yīng)用程序，所以需要調(diào)用 Connector.open() 并傳遞進(jìn) String，其中包含服務(wù)的 URL。因?yàn)檫@是一個(gè) OBEX 應(yīng)用程序，所以采用的協(xié)議是 btgoep。而且，也可以看到服務(wù)被命名為 “FTP”（也可以取其他的名稱）。

FileServer.java 是一個(gè) OBEX 服務(wù)器應(yīng)用程序，這意味著 OBEX 客戶機(jī)將發(fā)送 OBEX 操作，例如 CONNECT、GET、PUT 等等。所以，類需要恰當(dāng)?shù)靥幚砜蛻魴C(jī)將要發(fā)送的每個(gè)操作（或者我想要處理的操作）。所以，在 FileServer.java 中，我包含了 onPut()、onConnect() 和 onDisconnect() 方法的實(shí)現(xiàn)。我可能還創(chuàng)建了 onGet() 的實(shí)現(xiàn)，但是因?yàn)橹幌霃目蛻魴C(jī)向服務(wù)器發(fā)送簡(jiǎn)單文件，所以實(shí)現(xiàn) onGet() 并不是必需的，而只需要實(shí)現(xiàn) onPut() 方法。

清單 3 演示了 onConnect() 和 onDisconnect() 的實(shí)現(xiàn)?？梢钥吹?，onConnect() 要求一個(gè) int 返回值，但是 onDisconnect() 不返回內(nèi)容，因?yàn)椴恍枰?

            public int onConnect(HeaderSet request, HeaderSet reply) {
            updateStatus("[server:] The client has created an OBEX session");
            return ResponseCodes.OBEX_HTTP_OK;
            }
            public void onDisconnect (HeaderSet req, HeaderSet resp) {
            updateStatus("[server:] The client has disconnected the OBEX session");
            }
            

現(xiàn)在來(lái)看允許 FileServer.java 在客戶機(jī)發(fā)送 PUT 請(qǐng)求時(shí)從客戶機(jī)接收文件的代碼段。onPut() 的代碼如清單 4 所示。

            public int onPut (Operation op) {
            try {
            java.io.InputStream is = op.openInputStream();
            updateStatus("Got data bytes " + is.available() + " name "
            + op.getReceivedHeaders().getHeader(HeaderSet.NAME) +
            " type " + op.getType());
            File f =
            new File((String)op.getReceivedHeaders().getHeader(HeaderSet.NAME));
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream (f);
            byte b[] = new byte[1000];
            int len;
            while (is.available() > 0 && (len = is.read(b)) > 0) {
            fos.write (b, 0, len);
            }
            fos.close();
            updateStatus("[server:] Wrote data to " + f.getAbsolutePath());
            } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            }
            return ResponseCodes.OBEX_HTTP_OK;
            }
            

正如我前面說(shuō)的，清單 4 的代碼顯示了 OBEX 服務(wù)器如何從遠(yuǎn)程藍(lán)牙設(shè)備接收文件。您可能會(huì)注意到可以得到傳輸?shù)奈募拿Q，在這個(gè)示例中，在實(shí)例化 File 對(duì)象時(shí)使用到了文件名稱。

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結(jié)束語(yǔ)

在這篇文章中，我介紹了開(kāi)始創(chuàng)建使用 OBEX 協(xié)議的 Java 藍(lán)牙應(yīng)用程序的許多基礎(chǔ)知識(shí)。您學(xué)習(xí)了對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸什么時(shí)候選擇 OBEX 比 RFCOMM 更合適。閱讀完這篇文章時(shí)，您應(yīng)當(dāng)很好地掌握了 OBEX 應(yīng)用程序需要的語(yǔ)義的知識(shí)。

在這個(gè)系列的第 2 部分中，我將介紹如何創(chuàng)建能夠與這里創(chuàng)建的服務(wù)器應(yīng)用程序正確通信的客戶機(jī)應(yīng)用程序。當(dāng)您很好地理解了客戶機(jī)代碼之后，我將對(duì)客戶機(jī)代碼稍做修改，創(chuàng)建一個(gè)藍(lán)牙音樂(lè)商店。

參考資料

學(xué)習(xí)

• 您可以參閱本文在 developerWorks 全球站點(diǎn)上的 英文原文。
  
  
• Open OBEX Project 正在規(guī)劃 Object Exchange 協(xié)議的開(kāi)放源碼實(shí)現(xiàn)，它是一個(gè)會(huì)話協(xié)議，用二進(jìn)制 HTTP 協(xié)議描述最合適。
  
  
• “PalmOS data collection series”（developerWorks，2001 年 11 月）探索了為無(wú)線設(shè)備開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)搜集應(yīng)用程序的關(guān)鍵部分。
  
  

獲得產(chǎn)品和技術(shù)

• 這篇文章中的示例是用 JB-22 Java Bluetooth Development kit 創(chuàng)建的。JB-22 是一個(gè)提供藍(lán)牙硬件和軟件特性的完整的 Java 藍(lán)牙開(kāi)發(fā)包。
  
  
• 可以在 Bluetooth SIG Web 站點(diǎn) 得到藍(lán)牙規(guī)范。
  
  

關(guān)于作者

Bruce Hopkins 是 Bluetooth for Java （Apress）的作者，也是 JB-22 開(kāi)發(fā)包的創(chuàng)建者。他畢業(yè)于底特律的 Wayne 州立大學(xué)，擁有電子和計(jì)算機(jī)工程學(xué)士學(xué)位。他目前是 Gestalt LLC 的技術(shù)架構(gòu)師，專攻分布式計(jì)算、Web 服務(wù)和無(wú)線技術(shù)。您可以通過(guò)他的電子郵件 bhopkins@gestalt-llc.com 與他聯(lián)系。