Android 蓝牙十六进制位数判断

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技术极客领袖 2024-07-11 10:02:01

文章标签 数据 16进制写数据 文章分类 Android 移动开发

蓝牙指令解析

本篇从如下三个方面介绍通过data如何与蓝牙进行通讯。

字节高低位及运算
蓝牙特征的属性及作用
CRC16校验常用算法及实现

字节高低位及运算

1byte的范围为0-255，两个16进制的字符表示的范围(15*16+15)为0~255，故一字节等于两个16进制的字符.

字节高低位的概念

蓝牙通信规约中，一般会说明一个信息占用多少个字节，同时会说明高位在前还是低位在前。
一般，字节的表示都是高位在前，低位在后。
如：一个16位的字符，高位和低位各占8位，前8位为高位的字节，后8位为低位的字节；
32位的字符高位和低位各占16字节，前16位为高位的字节，后16位为低位的字节。

大小端模式

大端模式：是指数据的高字节保存在内存的低地址中，而数据的低字节保存在内存的高地址中
小端模式：是指数据的高字节保存在内存的高地址中，而数据的低字节保存在内存的低地址中，这种存储模式将地址的高低和数据位权有效地结合起来，高地址部分权值高，低地址部分权值低。

字节高低位的运算

字节高低位的运算主要使用的是位运算。根据字节所在的位置，运算相应的字节数得到具体的int值。
例：1字节的运算，分为高低各4位。

1字节等于2个16进制的字符：0xDA
高字节在前:

第一个16进制字符表示高4位。D的大小：(D << 4) & 0xFF，int类型。移动到高位再计算大小
第二个16进制字符表示低4位。A的大小：A & 0xFF，int类型。

低字节在前:

第一个16进制字符表示低4位。D的大小：D & 0xFF，int类型。
第二个16进制字符表示高4位。A的大小：(A << 4) & 0xFF，int类型。移动到高位再计算大小

有时候一个数据区间>1 byte，需要计算这部分的大小，即各个位置上的byte值相加（64位CPU）：
如：4byte值的计算：0x4A5D434F

第一位的值：4F & 0xFF
第二位的值：(43 << 8 ) & 0xFF
第三位的值：(5D << 16) & 0xFF
第四位的值: (4A << 32) & 0xFF
将各位置上的值相加，即为此数据区间的值。

蓝牙特征属性

基本蓝牙的使用就不介绍了，这里说下蓝牙服务中特征的属性，不同的特征属性对蓝牙的通信模式影响很大。
iOS中的蓝牙特征属性值如下：

typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, CBCharacteristicProperties) {
	CBCharacteristicPropertyBroadcast												= 0x01,
	CBCharacteristicPropertyRead													= 0x02,
	CBCharacteristicPropertyWriteWithoutResponse									= 0x04,
	CBCharacteristicPropertyWrite													= 0x08,
	CBCharacteristicPropertyNotify													= 0x10,
	CBCharacteristicPropertyIndicate												= 0x20,
	CBCharacteristicPropertyAuthenticatedSignedWrites								= 0x40,
	CBCharacteristicPropertyExtendedProperties										= 0x80,
	CBCharacteristicPropertyNotifyEncryptionRequired NS_ENUM_AVAILABLE(10_9, 6_0)	= 0x100,
	CBCharacteristicPropertyIndicateEncryptionRequired NS_ENUM_AVAILABLE(10_9, 6_0)	= 0x200
};

我们调试蓝牙的时候，特别需要注意的属性为这几个，它们关系到特征的作用，进而影响功能的实现。

// 读特征，读取蓝牙传输的数据
    CBCharacteristicPropertyRead, 
    // 写特征，数据写入蓝牙后蓝牙不回复是否写入成功
	CBCharacteristicPropertyWriteWithoutResponse,
	// 写特征，数据写入蓝牙后蓝牙会回复是否写入成功，调用相关的代理方法获取
	CBCharacteristicPropertyWrite,
	// 订阅特征，蓝牙会主动回传消息。订阅有订阅成功失败的代理，以及获取订阅消息的代理方法
	CBCharacteristicPropertyNotify，

可以写数据的特征的不同属性，直接影响写数据方法的调用。

typedef NS_ENUM(NSInteger, CBCharacteristicWriteType) {
	CBCharacteristicWriteWithResponse = 0,
	CBCharacteristicWriteWithoutResponse,
};

// 给外设写数据的方法，type要根据特征的属性来设置
- (void)writeValue:(NSData *)data forCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic type:(CBCharacteristicWriteType)type;

CRC校验

CRC校验：循环冗余检查（CRC）是一种数据传输检错功能，对数据进行多项式计算，并将得到的结果附在帧的后面，接收设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确性和完整性。
百科详解

在蓝牙指令传输中，通常会在数据的末尾进行CRC校验，和公司硬件端采用同样的算法即可。

蓝牙指令解析举例说明

简单的蓝牙通讯协议

简单的通讯协议说明如下，基本都大同小异，高字节在前，低字节在后：

类型	字节大小	说明
同步头	4字节	同步头一般是固定的4个字节
报文长度	2字节	除了同步头之外其他数据的大小，每次传输时都要进行计算
命令字	2字节	此例中为0x00 0x00
功能码	2字节	此例中为0x00 0x00
数据正文	动态字节长度	计算出报文长度后减去固定字节区域后的数据
校验CRC16	2字节	报文长度开始至动态部分结束，及不含同步头和校验码的数据进行校验后的值