Bluetooth RFCOMM

Статья
08/25/2023

В этом разделе представлен обзор Bluetooth RFCOMM в приложениях универсальная платформа Windows (UWP), а также пример кода отправки или получения файла.

Важные API

Внимание

Необходимо объявить функцию Bluetooth в Package.appxmanifest.

<Capabilities> <DeviceCapability Name="bluetooth" /> </Capabilities>

Обзор

API в пространстве имен Windows.Devices.Bluetooth.Rfcomm создаются на основе существующих шаблонов для Windows.Devices, включая перечисление и создание экземпляров. Чтение и запись данных предназначены для использования установленных шаблонов потока данных и объектов в Windows.Storage.Streams. Атрибуты протокола ОБНАРУЖЕНИЯ служб (SDP) имеют значение и ожидаемый тип. Однако некоторые распространенные устройства имеют неисправные реализации атрибутов SDP, где значение не относится к ожидаемому типу. Кроме того, многие виды использования RFCOMM не требуют дополнительных атрибутов SDP. По этим причинам этот API предлагает доступ к неисправным данным SDP, из которых разработчики могут получить необходимые сведения.

API RFCOMM используют концепцию идентификаторов служб. Хотя идентификатор службы является просто 128-разрядным GUID, он также обычно указывается как 16-разрядное или 32-разрядное целое число. API RFCOMM предлагает оболочку для идентификаторов служб, которая позволяет указывать и использовать их в виде 128-разрядных идентификаторов GUID, а также 32-разрядных целых чисел, но не предлагает 16-разрядных целых чисел. Это не проблема для API, так как языки будут автоматически обновляться до 32-разрядного целого числа, и идентификатор по-прежнему может быть правильно создан.

Приложения могут выполнять многофакторные операции устройства в фоновой задаче, чтобы они могли выполняться до завершения, даже если приложение перемещено в фон и приостановлено. Это позволяет надежно обслуживать устройства, такие как изменения постоянных параметров или встроенного ПО, а также синхронизацию содержимого, не требуя, чтобы пользователь сидел и смотрел индикатор выполнения. Используйте DeviceServicingTrigger для обслуживания устройств и DeviceUseTrigger для синхронизации содержимого. Обратите внимание, что эти фоновые задачи ограничивают время запуска приложения в фоновом режиме и не предназначены для разрешения неограниченной операции или бесконечной синхронизации.

Полный пример кода, который содержит сведения об операции RFCOMM, см. в примере чата Bluetooth Rfcomm на Github.

Отправка файла в качестве клиента

При отправке файла наиболее простым сценарием является подключение к парному устройству на основе требуемой службы. Для этого необходимо выполнить следующие шаги.

Используйте функции RfcommDeviceService.GetDeviceSelector* для создания запроса расширенного синтаксиса запросов (AQS), который можно использовать для перечисления парных экземпляров устройств требуемой службы.
Выберите перечисленное устройство, создайте rfcommDeviceService и считайте атрибуты SDP по мере необходимости (используя установленные вспомогательные средства данных для анализа данных атрибута).
Создайте сокет и используйте свойства RfcommDeviceService.ConnectionHostName и RfcommDeviceService.ConnectionServiceName для StreamSocket.ConnectAsync в службе удаленных устройств с соответствующими параметрами.
Следуйте установленным шаблонам потока данных, чтобы считывать фрагменты данных из файла и отправлять их на устройство StreamSocket.OutputStream сокета.

using System;
using System.Threading.Tasks;
using Windows.Devices.Bluetooth.Rfcomm;
using Windows.Networking.Sockets;
using Windows.Storage.Streams;
using Windows.Devices.Bluetooth;

Windows.Devices.Bluetooth.Rfcomm.RfcommDeviceService _service;
Windows.Networking.Sockets.StreamSocket _socket;

async void Initialize()
{
    // Enumerate devices with the object push service
    var services =
        await Windows.Devices.Enumeration.DeviceInformation.FindAllAsync(
            RfcommDeviceService.GetDeviceSelector(
                RfcommServiceId.ObexObjectPush));

    if (services.Count > 0)
    {
        // Initialize the target Bluetooth BR device
        var service = await RfcommDeviceService.FromIdAsync(services[0].Id);

        bool isCompatibleVersion = await IsCompatibleVersionAsync(service);

        // Check that the service meets this App's minimum requirement
        if (SupportsProtection(service) && isCompatibleVersion)
        {
            _service = service;

            // Create a socket and connect to the target
            _socket = new StreamSocket();
            await _socket.ConnectAsync(
                _service.ConnectionHostName,
                _service.ConnectionServiceName,
                SocketProtectionLevel
                    .BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication);

            // The socket is connected. At this point the App can wait for
            // the user to take some action, for example, click a button to send a
            // file to the device, which could invoke the Picker and then
            // send the picked file. The transfer itself would use the
            // Sockets API and not the Rfcomm API, and so is omitted here for
            // brevity.
        }
    }
}

// This App requires a connection that is encrypted but does not care about
// whether it's authenticated.
bool SupportsProtection(RfcommDeviceService service)
{
    switch (service.ProtectionLevel)
    {
        case SocketProtectionLevel.PlainSocket:
            if ((service.MaxProtectionLevel == SocketProtectionLevel
                    .BluetoothEncryptionWithAuthentication)
                || (service.MaxProtectionLevel == SocketProtectionLevel
                    .BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication))
            {
                // The connection can be upgraded when opening the socket so the
                // App may offer UI here to notify the user that Windows may
                // prompt for a PIN exchange.
                return true;
            }
            else
            {
                // The connection cannot be upgraded so an App may offer UI here
                // to explain why a connection won't be made.
                return false;
            }
        case SocketProtectionLevel.BluetoothEncryptionWithAuthentication:
            return true;
        case SocketProtectionLevel.BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication:
            return true;
    }
    return false;
}

// This App relies on CRC32 checking available in version 2.0 of the service.
const uint SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID = 0x0300;
const byte SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE = 0x0A;   // UINT32
const uint MINIMUM_SERVICE_VERSION = 200;
async Task<bool> IsCompatibleVersionAsync(RfcommDeviceService service)
{
    var attributes = await service.GetSdpRawAttributesAsync(
        BluetoothCacheMode.Uncached);
    var attribute = attributes[SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID];
    var reader = DataReader.FromBuffer(attribute);

    // The first byte contains the attribute's type
    byte attributeType = reader.ReadByte();
    if (attributeType == SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE)
    {
        // The remainder is the data
        uint version = reader.ReadUInt32();
        return version >= MINIMUM_SERVICE_VERSION;
    }
    else return false;
}

...
#include <winrt/Windows.Devices.Bluetooth.Rfcomm.h>
#include <winrt/Windows.Devices.Enumeration.h>
#include <winrt/Windows.Networking.Sockets.h>
#include <winrt/Windows.Storage.Streams.h>
...
Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommDeviceService m_service{ nullptr };
Windows::Networking::Sockets::StreamSocket m_socket;

Windows::Foundation::IAsyncAction Initialize()
{
    // Enumerate devices with the object push service.
    Windows::Devices::Enumeration::DeviceInformationCollection services{
        co_await Windows::Devices::Enumeration::DeviceInformation::FindAllAsync(
            Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommDeviceService::GetDeviceSelector(
                Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommServiceId::ObexObjectPush())) };

    if (services.Size() > 0)
    {
        // Initialize the target Bluetooth BR device.
        Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommDeviceService service{
            co_await Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommDeviceService::FromIdAsync(services.GetAt(0).Id()) };

        // Check that the service meets this App's minimum
        // requirement
        if (SupportsProtection(service)
            && co_await IsCompatibleVersion(service))
        {
            m_service = service;

            // Create a socket and connect to the target
            co_await m_socket.ConnectAsync(
                m_service.ConnectionHostName(),
                m_service.ConnectionServiceName(),
                Windows::Networking::Sockets::SocketProtectionLevel::BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication);

            // The socket is connected. At this point the App can
            // wait for the user to take some action, for example, click
            // a button to send a file to the device, which could
            // invoke the Picker and then send the picked file.
            // The transfer itself would use the Sockets API and
            // not the Rfcomm API, and so is omitted here for
            //brevity.
        }
    }
}

// This App requires a connection that is encrypted but does not care about
// whether it's authenticated.
bool SupportsProtection(Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommDeviceService const& service)
{
    switch (service.ProtectionLevel())
    {
    case Windows::Networking::Sockets::SocketProtectionLevel::PlainSocket:
        if ((service.MaxProtectionLevel() == Windows::Networking::Sockets::SocketProtectionLevel::BluetoothEncryptionWithAuthentication)
            || (service.MaxProtectionLevel() == Windows::Networking::Sockets::SocketProtectionLevel::BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication))
        {
            // The connection can be upgraded when opening the socket so the
            // App may offer UI here to notify the user that Windows may
            // prompt for a PIN exchange.
            return true;
        }
        else
        {
            // The connection cannot be upgraded so an App may offer UI here
            // to explain why a connection won't be made.
            return false;
        }
    case Windows::Networking::Sockets::SocketProtectionLevel::BluetoothEncryptionWithAuthentication:
        return true;
    case Windows::Networking::Sockets::SocketProtectionLevel::BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication:
        return true;
    }
    return false;
}

// This application relies on CRC32 checking available in version 2.0 of the service.
const uint32_t SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID{ 0x0300 };
const byte SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE{ 0x0A }; // UINT32.
const uint32_t MINIMUM_SERVICE_VERSION{ 200 };

Windows::Foundation::IAsyncOperation<bool> IsCompatibleVersion(Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommDeviceService const& service)
{
    auto attributes{
        co_await service.GetSdpRawAttributesAsync(Windows::Devices::Bluetooth::BluetoothCacheMode::Uncached) };

    auto attribute{ attributes.Lookup(SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID) };
    auto reader{ Windows::Storage::Streams::DataReader::FromBuffer(attribute) };

    // The first byte contains the attribute's type.
    byte attributeType{ reader.ReadByte() };
    if (attributeType == SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE)
    {
        // The remainder is the data
        uint32_t version{ reader.ReadUInt32() };
        co_return (version >= MINIMUM_SERVICE_VERSION);
    }
}
...

Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommDeviceService^ _service;
Windows::Networking::Sockets::StreamSocket^ _socket;

void Initialize()
{
    // Enumerate devices with the object push service
    create_task(
        Windows::Devices::Enumeration::DeviceInformation::FindAllAsync(
            RfcommDeviceService::GetDeviceSelector(
                RfcommServiceId::ObexObjectPush)))
    .then([](DeviceInformationCollection^ services)
    {
        if (services->Size > 0)
        {
            // Initialize the target Bluetooth BR device
            create_task(RfcommDeviceService::FromIdAsync(services[0]->Id))
            .then([](RfcommDeviceService^ service)
            {
                // Check that the service meets this App's minimum
                // requirement
                if (SupportsProtection(service)
                    && IsCompatibleVersion(service))
                {
                    _service = service;

                    // Create a socket and connect to the target
                    _socket = ref new StreamSocket();
                    create_task(_socket->ConnectAsync(
                        _service->ConnectionHostName,
                        _service->ConnectionServiceName,
                        SocketProtectionLevel
                            ::BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication)
                    .then([](void)
                    {
                        // The socket is connected. At this point the App can
                        // wait for the user to take some action, for example, click
                        // a button to send a file to the device, which could
                        // invoke the Picker and then send the picked file.
                        // The transfer itself would use the Sockets API and
                        // not the Rfcomm API, and so is omitted here for
                        //brevity.
                    });
                }
            });
        }
    });
}

// This App requires a connection that is encrypted but does not care about
// whether it's authenticated.
bool SupportsProtection(RfcommDeviceService^ service)
{
    switch (service->ProtectionLevel)
    {
    case SocketProtectionLevel->PlainSocket:
        if ((service->MaxProtectionLevel == SocketProtectionLevel
                ::BluetoothEncryptionWithAuthentication)
            || (service->MaxProtectionLevel == SocketProtectionLevel
                ::BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication))
        {
            // The connection can be upgraded when opening the socket so the
            // App may offer UI here to notify the user that Windows may
            // prompt for a PIN exchange.
            return true;
        }
        else
        {
            // The connection cannot be upgraded so an App may offer UI here
            // to explain why a connection won't be made.
            return false;
        }
    case SocketProtectionLevel::BluetoothEncryptionWithAuthentication:
        return true;
    case SocketProtectionLevel::BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication:
        return true;
    }
    return false;
}

// This App relies on CRC32 checking available in version 2.0 of the service.
const uint SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID = 0x0300;
const byte SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE = 0x0A;   // UINT32
const uint MINIMUM_SERVICE_VERSION = 200;
bool IsCompatibleVersion(RfcommDeviceService^ service)
{
    auto attributes = await service->GetSdpRawAttributesAsync(
        BluetoothCacheMode::Uncached);
    auto attribute = attributes[SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID];
    auto reader = DataReader.FromBuffer(attribute);

    // The first byte contains the attribute's type
    byte attributeType = reader->ReadByte();
    if (attributeType == SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE)
    {
        // The remainder is the data
        uint version = reader->ReadUInt32();
        return version >= MINIMUM_SERVICE_VERSION;
    }
}

Получение файла как сервера

Другой распространенный сценарий приложения RFCOMM — размещение службы на компьютере и его предоставление для других устройств.

Создайте rfcommServiceProvider для объявления требуемой службы.
Задайте атрибуты SDP по мере необходимости (с помощью установленных вспомогательных средств обработки данных для создания данных атрибута) и начинает рекламу записей SDP для получения других устройств.
Чтобы подключиться к клиентскому устройству, создайте прослушиватель сокетов, чтобы начать прослушивание входящих запросов на подключение.
После получения подключения сохраните подключенный сокет для последующей обработки.
Следуйте установленным шаблонам потока данных, чтобы считывать фрагменты данных из входного потока сокета и сохранять его в файл.

Чтобы сохранить службу RFCOMM в фоновом режиме, используйте rfcommConnectionTrigger. Фоновая задача активируется при подключении к службе. Разработчик получает дескриптор сокета в фоновой задаче. Фоновая задача выполняется долго и сохраняется до тех пор, пока сокет используется.

Windows.Devices.Bluetooth.Rfcomm.RfcommServiceProvider _provider;

async void Initialize()
{
    // Initialize the provider for the hosted RFCOMM service
    _provider =
        await Windows.Devices.Bluetooth.Rfcomm.RfcommServiceProvider.CreateAsync(
            RfcommServiceId.ObexObjectPush);

    // Create a listener for this service and start listening
    StreamSocketListener listener = new StreamSocketListener();
    listener.ConnectionReceived += OnConnectionReceivedAsync;
    await listener.BindServiceNameAsync(
        _provider.ServiceId.AsString(),
        SocketProtectionLevel
            .BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication);

    // Set the SDP attributes and start advertising
    InitializeServiceSdpAttributes(_provider);
    _provider.StartAdvertising(listener);
}

const uint SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID = 0x0300;
const byte SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE = 0x0A;   // UINT32
const uint SERVICE_VERSION = 200;

void InitializeServiceSdpAttributes(RfcommServiceProvider provider)
{
    Windows.Storage.Streams.DataWriter writer = new Windows.Storage.Streams.DataWriter();

    // First write the attribute type
    writer.WriteByte(SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE);
    // Then write the data
    writer.WriteUInt32(MINIMUM_SERVICE_VERSION);

    IBuffer data = writer.DetachBuffer();
    provider.SdpRawAttributes.Add(SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID, data);
}

void OnConnectionReceivedAsync(
    StreamSocketListener listener,
    StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs args)
{
    // Stop advertising/listening so that we're only serving one client
    _provider.StopAdvertising();
    listener.Dispose();
    _socket = args.Socket;

    // The client socket is connected. At this point the App can wait for
    // the user to take some action, for example, click a button to receive a file
    // from the device, which could invoke the Picker and then save the
    // received file to the picked location. The transfer itself would use
    // the Sockets API and not the Rfcomm API, and so is omitted here for
    // brevity.
}

...
#include <winrt/Windows.Devices.Bluetooth.Rfcomm.h>
#include <winrt/Windows.Networking.Sockets.h>
#include <winrt/Windows.Storage.Streams.h>
...
Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommServiceProvider m_provider{ nullptr };
Windows::Networking::Sockets::StreamSocket m_socket;

Windows::Foundation::IAsyncAction Initialize()
{
    // Initialize the provider for the hosted RFCOMM service.
    auto provider{ co_await Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommServiceProvider::CreateAsync(
        Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommServiceId::ObexObjectPush()) };

    m_provider = provider;

    // Create a listener for this service and start listening.
    Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListener listener;
    listener.ConnectionReceived({ this, &MainPage::OnConnectionReceived });

    co_await listener.BindServiceNameAsync(m_provider.ServiceId().AsString(),
        Windows::Networking::Sockets::SocketProtectionLevel::BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication);

    // Set the SDP attributes and start advertising
    InitializeServiceSdpAttributes();
    m_provider.StartAdvertising(listener);
}

const uint32_t SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID{ 0x0300 };
const byte SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE{ 0x0A };   // UINT32.
const uint32_t SERVICE_VERSION{ 200 };

void InitializeServiceSdpAttributes()
{
    Windows::Storage::Streams::DataWriter writer;

    // First write the attribute type
    writer.WriteByte(SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE);
    // Then write the data
    writer.WriteUInt32(SERVICE_VERSION);

    auto data{ writer.DetachBuffer() };
    m_provider.SdpRawAttributes().Insert(SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID, data);
}

void OnConnectionReceived(
    Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListener const& listener,
    Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs const& args)
{
    // Stop advertising/listening so that we're only serving one client
    m_provider.StopAdvertising();
    listener.Close();
    m_socket = args.Socket();

    // The client socket is connected. At this point the application can wait for
    // the user to take some action, for example, click a button to receive a
    // file from the device, which could invoke the Picker and then save
    // the received file to the picked location. The transfer itself
    // would use the Sockets API and not the Rfcomm API, and so is
    // omitted here for brevity.
}
...

Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommServiceProvider^ _provider;
Windows::Networking::Sockets::StreamSocket^ _socket;

void Initialize()
{
    // Initialize the provider for the hosted RFCOMM service
    create_task(Windows::Devices::Bluetooth.
        RfcommServiceProvider::CreateAsync(
            RfcommServiceId::ObexObjectPush))
    .then([](RfcommServiceProvider^ provider) -> task<void> {
        _provider = provider;

        // Create a listener for this service and start listening
        auto listener = ref new StreamSocketListener();
        listener->ConnectionReceived += ref new TypedEventHandler<
                StreamSocketListener^,
                StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs^>
           (&OnConnectionReceived);
        return create_task(listener->BindServiceNameAsync(
            _provider->ServiceId->AsString(),
            SocketProtectionLevel
                ::BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication));
    }).then([listener](void) {
        // Set the SDP attributes and start advertising
        InitializeServiceSdpAttributes(_provider);
        _provider->StartAdvertising(listener);
    });
}

const uint SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID = 0x0300;
const byte SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE = 0x0A;   // UINT32
const uint SERVICE_VERSION = 200;
void InitializeServiceSdpAttributes(RfcommServiceProvider^ provider)
{
    auto writer = ref new Windows::Storage::Streams::DataWriter();

    // First write the attribute type
    writer->WriteByte(SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE);
    // Then write the data
    writer->WriteUInt32(SERVICE_VERSION);

    auto data = writer->DetachBuffer();
    provider->SdpRawAttributes->Add(SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID, data);
}

void OnConnectionReceived(
    StreamSocketListener^ listener,
    StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs^ args)
{
    // Stop advertising/listening so that we're only serving one client
    _provider->StopAdvertising();
    create_task(listener->Close())
    .then([args](void) {
        _socket = args->Socket;

        // The client socket is connected. At this point the App can wait for
        // the user to take some action, for example, click a button to receive a
        // file from the device, which could invoke the Picker and then save
        // the received file to the picked location. The transfer itself
        // would use the Sockets API and not the Rfcomm API, and so is
        // omitted here for brevity.
    });
}

Поделиться через

Bluetooth RFCOMM

Обзор

Отправка файла в качестве клиента

Получение файла как сервера

Обратная связь

Дополнительные ресурсы