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这里需要注意的一点是发送报告每一位的对应意义。如：
mHidDevice.sendReport(mHostDevice, 8, new byte[]{
b1, 0, keyByte, 0, 0, 0, 0, 0// b1是对应修饰键的字节，包括shift/ctrl/alt等等;keyByte对应发送的字母或数字的字节，即不是修饰键
});
mHidDevice.sendReport(mHostDevice, 8, new byte[]{
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0// 松开按键
});b1是修饰键的描述。需要注意的是如果只发送一个修饰键如shift来切换输入法中英文输入，只用在修饰键位添加字节即可，此时字母位置为0。
一个合理的根据输入的修饰键调整b1的值的代码如下。不在需要单独为修饰键创建映射集合：
// 发送信息
@JavascriptInterface
@SuppressLint("MissingPermission")
public void sendKey(String key) {
byte b1 = 0;
byte keyByte = 0;
Log.d(TAG,key);
// 修饰键处理
if (key.contains("+")||xiushi.contains(key)) {
String[] keys = key.split("\\+");
for (String k : keys) {
if (k.equalsIgnoreCase("LEFT_SHIFT")||k.equalsIgnoreCase("RIGHT_SHIFT")){
b1 |= 2;
} else if (k.equalsIgnoreCase("LEFT_CTRL")||k.equalsIgnoreCase("RIGHT_CTRL")) {
b1 |= 1;
} else if (k.equalsIgnoreCase("LEFT_ALT")||k.equalsIgnoreCase("RIGHT_ALT")) {
b1 |= 4;
} else if (k.equalsIgnoreCase("HOME")) {
b1 |= 8;
} else {
keyByte = keyMap.KEY2BYTE.get(k.toUpperCase());
}
}
} else {// 其实貌似没啥用
if (key.length() <= 1) {
char keychar = key.charAt(0);
if ((keychar >= 65) && (keychar <= 90)) {
b1 = 2;
}
}
if (keyMap.SHITBYTE.containsKey(key)) {
b1 = 2;
}
keyByte = keyMap.KEY2BYTE.get(key.toUpperCase());
}
//Log.d(TAG, "pre_send: " + key);
Log.d(TAG,"b1="+b1);
Log.d(TAG,"keybyte="+keyByte);
mHidDevice.sendReport(mHostDevice, 8, new byte[]{
b1, 0, keyByte, 0, 0, 0, 0, 0
});
mHidDevice.sendReport(mHostDevice, 8, new byte[]{
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
});
Log.d(TAG, "after_send: " + key);
activity.runOnUiThread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
webView.loadUrl("javascript:Showinformation('你在本机发送了：" + key + "')");
}
});
}在输入端也做了一些多键位输入、组合键识别的处理（使用的是JavaScript构建前端），大家可以参考参考，也可以去看我的仓库：
function setButton() {
let Image = document.querySelector("img.Img");// img
let Map = document.getElementById("image-map");// map
var AreaAll = Map.getElementsByTagName('area');
var ImageRect = Image.getBoundingClientRect();
var BTN_SET = document.getElementById('BTN_SET');
// 首先清除按钮
BTN_SET.innerHTML = '';
// 依次添加按钮
for (var i = 0; i < AreaAll.length; i++) {
var btn = document.createElement('button');
btn.style.position = 'absolute';
btn.style.borderRadius = AreaAll[i].shape === 'circle' ? '50%' : '0';
btn.style.backgroundColor = 'transparent';
btn.style.borderColor = 'transparent';
var Coords = AreaAll[i].coords.split(',');
(function (i) {
// 目前已经没有圆形区域->放弃维护2024/3/28
if (AreaAll[i].shape === 'circle') {
btn.style.left = ImageRect.left + parseInt(Coords[0]) - parseInt(Coords[2]) + 'px';
btn.style.top = ImageRect.top + parseInt(Coords[1]) - parseInt(Coords[2]) + 'px';
btn.style.width = parseInt(Coords[2]) * 2 + 'px';
btn.style.height = parseInt(Coords[2]) * 2 + 'px';
btn.style.transition = "background-color 0.15s ease";
btn.className = AreaAll[i].className;
btn.addEventListener('mousedown', function () {
this.style.backgroundColor = "rgba(211,211,211,0.8)";
});
btn.addEventListener('mouseup', function () {
this.style.backgroundColor = 'transparent';
// 在松开时发送
if (target_setButton === 1) {
Vibra.vibraOnce();
Addd(AreaAll[i]);
} else if (target_setButton === 2) {
// 开启modal
}
});
// btn.onclick = function () {
// }
} else if (AreaAll[i].shape === 'rect') {
// 设置键盘button与按下效果
btn.style.left = ImageRect.left + parseInt(Coords[0]) + 'px';
btn.style.top = ImageRect.top + parseInt(Coords[1]) + 'px';
btn.style.width = (parseInt(Coords[2]) - parseInt(Coords[0])) + 'px';
btn.style.height = (parseInt(Coords[3]) - parseInt(Coords[1])) + 'px';
btn.style.transition = "background-color 0.15s ease";
btn.className = AreaAll[i].className;
btn.id = AreaAll[i].className;
btn.addEventListener('touchstart', function (event) {
// if (document.body.style.backgroundColor === '') {
// console.log("enter in touchstart");
// setSVG_Gery(i, 1);
// } else {
// setSVG_White(i, 1);
// }
this.isPressed = true;
event.stopPropagation();
if (document.body.style.backgroundColor === '') {
this.style.backgroundColor = "rgba(211,211,211,0.4)";
} else {
this.style.backgroundColor = "rgba(255,255,255,0.4)";
}
if (target_setButton === 1) {
if (xiushi.includes(this.className)) {// 存在修饰键
keyset.push(this.className);
console.log(1);
oneordouble = 1;
}
else {// 不在
if (keyset.length === 0) {// 没有修饰键
Vibra.vibraOnce();
console.log(2);
ifsetxiushi = 1;// 发送了修饰键
Addd(this.className);
this.timeoutId = setTimeout(() => {
this.intervalId = setInterval(() => {
Vibra.vibraOnce();
Addd(this.className);
}, 500);
}, 300);
// keyset = [];
} else if (keyset.length >= 1) {
keyset.push(this.className);
// 发送修饰键
console.log(3);
Addd(keyset.join('+'));
keyset = [];
}
}
}
});
btn.addEventListener('touchend', function (event) {
// if (document.body.style.backgroundColor === '') {
// console.log("enter in touchend");
// setSVG_Gery(i, 0);
// } else {
// setSVG_White(i, 0);
// }
// 清除计时
// 对于修饰键在结束时按下
this.style.backgroundColor = 'transparent';
if (!this.isPressed) {
return;
}
if (xiushi.includes(this.className)) {
if (keyset.length >= 2) {
if (oneordouble === 1) {
oneordouble = 0;
console.log(4);
Addd(keyset.join('+'));
keyset = [];
}
// 发送组合键
} else if (keyset.length === 1) {
// 直接发送
Vibra.vibraOnce();
console.log(5);
Addd(this.className);
keyset = [];
}
} else {
keyset = [];
}
clearTimeout(this.timeoutId);
clearInterval(this.intervalId);
// 在松开时发送
if (target_setButton === 2) {
// var top = event.clientY;
// 开启modal
showModal(this);
}
});
this.isPressed = false;
// btn.onclick = function () {
// Vibra.vibraOnce();
// Addd(AreaAll[i]);
// }
}
})(i);
BTN_SET.appendChild(btn);
}
}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。不过也可以参考我参考文章中的第二篇；
- 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。
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