Bluetooth RFCOMM

  • Статья

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

Важные API

Важно!

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.служба хранилища. Потоки. 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.

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 rfcomm Подключение ionTrigger. 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.
    });
}