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Bluetooth (RFCOMM)

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Dieses Thema enthält eine Übersicht über Bluetooth RFCOMM in UWP-Apps (Universelle Windows-Plattform) sowie Beispielcode zum Senden oder Empfangen von Dateien.

Wichtige APIs

Wichtig

Sie müssen die Funktion „bluetooth“ in Package.appxmanifest deklarieren.

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

Übersicht

Die APIs im Namespace Windows.Devices.Bluetooth.Rfcomm basieren auf vorhandenen Mustern für Windows.Devices, einschließlich Enumeration und Instanziierung. Datenlese- und Schreibvorgänge sind so konzipiert, dass sie die Vorteile der etablierten Datenstrommuster und Objekte in Windows.Storage.Streams nutzen. SDP-Attribute (Service Discovery Protocol) haben einen Wert und einen erwarteten Typ. Einige gängige Geräte verfügen jedoch über fehlerhafte Implementierungen von SDP-Attributen, bei denen der Wert nicht dem erwarteten Typ entspricht. Überdies sind bei der Verwendung von RFCOMM vielfach gar keine zusätzlichen SDP-Attribute erforderlich. Aus diesen Gründen bietet diese API Zugriff auf die nicht analysierten SDP-Daten, aus denen Entwickler*innen die benötigten Informationen abrufen können.

Die RFCOMM-APIs verwenden das Konzept der Dienstbezeichner. Obwohl ein Dienstbezeichner einfach eine 128-Bit-GUID ist, wird er häufig auch als 16- oder 32-Bit-Ganzzahl angegeben. Die RFCOMM-API bietet einen Wrapper für Dienstbezeichner, mit dem diese als 128-Bit-GUIDs sowie als 32-Bit-Ganzzahlen angegeben und verwendet werden können, bietet aber keine 16-Bit-Ganzzahlen. Dies stellt kein Problem für die API dar, weil Sprachen 16-Bit-Ganzzahlen automatisch in 32-Bit-Ganzzahlen konvertieren, und der Bezeichner ordnungsgemäß generiert werden kann.

Apps können mehrstufige Gerätevorgänge in einer Hintergrundaufgabe ausführen, sodass sie selbst dann bis zum Abschluss ausgeführt werden können, wenn die App in den Hintergrund verschoben und angehalten wird. Dies ermöglicht eine zuverlässige Gerätewartung, z  B. Änderungen an beständigen Einstellungen oder der Firmware und Inhaltssynchronisierung, ohne dass Benutzer*innen anwesend sein und eine Statusanzeige überwachen müssen. Verwenden Sie DeviceServicingTrigger für die Gerätewartung und DeviceUseTrigger für die Inhaltssynchronisierung. Beachten Sie, dass diese Hintergrundaufgaben die Zeitspanne einschränken, die die App im Hintergrund ausgeführt werden kann, und nicht dafür vorgesehen sind, einen unbegrenzten Betrieb oder eine unendliche Synchronisierung zu ermöglichen.

Ein vollständiges Codebeispiel mit Details zum RFCOMM-Vorgang finden Sie unter Bluetooth Rfcomm Chat Sample auf Github.

Senden einer Datei als Client

Beim Senden einer Datei besteht das einfachste Szenario darin, basierend auf einem gewünschten Dienst eine Verbindung mit einem gekoppelten Gerät herzustellen. Dieser Vorgang umfasst die folgenden Schritte:

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;
    }
}

Empfangen einer Datei als Server

Ein weiteres gängiges RFCOMM-App-Szenario besteht darin, einen Dienst auf dem PC zu hosten und für andere Geräte verfügbar zu machen.

  • Erstellen Sie ein RfcommServiceProvider-Objekt, um den gewünschten Dienst anzukündigen.
  • Legen Sie die SDP-Attribute nach Bedarf fest (mithilfe etablierter Datenhilfsprogramme zum Generieren der Attributdaten) und beginnen Sie, die SDP-Einträge anzukündigen, die von anderen Geräten abgerufen werden sollen.
  • Um eine Verbindung mit einem Clientgerät herzustellen, erstellen Sie einen Socketlistener, der auf eingehende Verbindungsanforderungen wartet.
  • Wenn eine Verbindung empfangen wird, speichern Sie den verbundenen Socket für die spätere Verarbeitung.
  • Befolgen Sie die etablierten Datenstrommuster, um Datenblöcke aus dem InputStream des Sockets zu lesen und in einer Datei zu speichern.

Um einen RFCOMM-Dienst im Hintergrund beizubehalten, verwenden Sie RfcommConnectionTrigger. Die Hintergrundaufgabe wird ausgelöst, wenn die Verbindung mit dem Dienst hergestellt wird. Die Entwickler*innen erhalten ein Handle für den Socket in der Hintergrundaufgabe. Die Hintergrundaufgabe ist zeitintensiv und wird solange ausgeführt, wie der Socket in Gebrauch ist.

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.
    });
}