Интеграция Bluetooth Low Energy (BLE) в мобильное приложение
BLE-интеграция — это не просто «подключить устройство». Это конечный автомат с дюжиной состояний, каждое из которых может завершиться ошибкой: адаптер выключен, устройство вне зоны, сервис не найден, характеристика не поддерживает запись. Приложения, которые не обрабатывают эти состояния явно, стабильно крэшатся при первом реальном использовании.
Архитектура BLE-стека
BLE работает по модели GATT (Generic Attribute Profile). Периферийное устройство (датчик, браслет, замок) предоставляет Services — логические группы функций. Каждый Service содержит Characteristics — конкретные значения для чтения, записи или подписки (notify/indicate).
Пример: фитнес-браслет имеет Service 0x180D (Heart Rate). В нём Characteristic 0x2A37 — текущий пульс с флагом notify. Приложение подписывается и получает данные без опроса.
Конечный автомат подключения
Минимальный набор состояний, который нужно обрабатывать:
IDLE → SCANNING → DISCOVERED → CONNECTING → CONNECTED → DISCOVERING_SERVICES
→ SERVICES_READY → SUBSCRIBING → READY
И ошибки на каждом переходе: таймаут сканирования, разрыв соединения в CONNECTING, gattStatus != GATT_SUCCESS при discovery, потеря соединения в READY.
iOS: CoreBluetooth
import CoreBluetooth
class BLEManager: NSObject, CBCentralManagerDelegate, CBPeripheralDelegate {
var centralManager: CBCentralManager!
var targetPeripheral: CBPeripheral?
override init() {
super.init()
centralManager = CBCentralManager(delegate: self, queue: DispatchQueue(label: "ble.queue"))
}
func centralManagerDidUpdateState(_ central: CBCentralManager) {
guard central.state == .poweredOn else {
// обрабатываем .poweredOff, .unauthorized, .unsupported
return
}
startScanning()
}
func startScanning() {
let serviceUUID = CBUUID(string: "180D")
centralManager.scanForPeripherals(withServices: [serviceUUID], options: [
CBCentralManagerScanOptionAllowDuplicatesKey: false
])
}
func centralManager(_ central: CBCentralManager, didDiscover peripheral: CBPeripheral,
advertisementData: [String: Any], rssi RSSI: NSNumber) {
guard RSSI.intValue > -80 else { return } // фильтр по сигналу
centralManager.stopScan()
targetPeripheral = peripheral
centralManager.connect(peripheral, options: nil)
}
func centralManager(_ central: CBCentralManager, didConnect peripheral: CBPeripheral) {
peripheral.delegate = self
peripheral.discoverServices([CBUUID(string: "180D")])
}
func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverServices error: Error?) {
guard error == nil, let services = peripheral.services else { return }
for service in services {
peripheral.discoverCharacteristics([CBUUID(string: "2A37")], for: service)
}
}
func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral,
didDiscoverCharacteristicsFor service: CBService, error: Error?) {
guard let characteristics = service.characteristics else { return }
for char in characteristics where char.properties.contains(.notify) {
peripheral.setNotifyValue(true, for: char)
}
}
func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral,
didUpdateValueFor characteristic: CBCharacteristic, error: Error?) {
guard let data = characteristic.value else { return }
// парсим data согласно GATT-спецификации характеристики
}
}
Проблемы, которые встречаются в каждом проекте
didDisconnectPeripheral без предупреждения. BLE-соединение рвётся при выходе из зоны, разряде устройства, системном вмешательстве. Нужен автоматический реконнект: при получении didDisconnectPeripheral — centralManager.connect(peripheral) с экспоненциальным backoff.
Сканирование с allowDuplicates: true убивает батарею. Включаем только если нужны постоянные обновления RSSI для измерения расстояния. Для обычного поиска — false.
State restoration. Если приложение убито системой во время BLE-сессии, CBCentralManagerOptionRestoreIdentifierKey позволяет восстановить состояние при следующем запуске. Без этого устройство считает себя подключённым, а приложение не знает об этом.
Android: BluetoothGatt
val gattCallback = object : BluetoothGattCallback() {
override fun onConnectionStateChange(gatt: BluetoothGatt, status: Int, newState: Int) {
if (status != BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
// status содержит код ошибки, например 133 (GATT_ERROR) - нужен реконнект
gatt.close()
return
}
if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
gatt.discoverServices()
}
}
override fun onServicesDiscovered(gatt: BluetoothGatt, status: Int) {
val characteristic = gatt
.getService(UUID.fromString("0000180d-0000-1000-8000-00805f9b34fb"))
?.getCharacteristic(UUID.fromString("00002a37-0000-1000-8000-00805f9b34fb"))
?: return
gatt.setCharacteristicNotification(characteristic, true)
val descriptor = characteristic.getDescriptor(
UUID.fromString("00002902-0000-1000-8000-00805f9b34fb") // Client Characteristic Configuration
)
descriptor.value = BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE
gatt.writeDescriptor(descriptor)
}
override fun onCharacteristicChanged(gatt: BluetoothGatt, characteristic: BluetoothGattCharacteristic) {
val data = characteristic.value
// парсим
}
}
device.connectGatt(context, false, gattCallback, BluetoothDevice.TRANSPORT_LE)
Статус 133 (GATT_ERROR) — самый частый при подключении на Android. Причины: устройство уже подключено в другом процессе, кэш GATT устарел. Лечится: gatt.close() + gatt.refresh() (через рефлексию) + повторное подключение через 1-2 секунды.
Android 12+ разрешения. BLUETOOTH_SCAN и BLUETOOTH_CONNECT — обязательны. Старый BLUETOOTH и BLUETOOTH_ADMIN больше не работают на API 31+.
Производительность и battery
MTU по умолчанию — 23 байта. Запрашиваем через gatt.requestMtu(512) / peripheral.maximumWriteValueLength(for: .withResponse). На больших передачах (прошивка OTA, данные датчиков) это разница между 30 секундами и 3 минутами.
Срок интеграции: 3-5 дней — базовое подключение с notify. Сложные сценарии (OTA update, мультиперифери, background mode) — 1-2 недели. Стоимость рассчитывается индивидуально.