Реалізація передачі даних з фітнес-браслета по BLE в мобільний додаток

Реалізація передачи даних з фітнес-браслета по BLE у мобільний додаток

Більшість фітнес-браслетів на ринку — закриті пристрої з проприетарним GATT-профілем. Xiaomi Mi Band, Huawei Band, Fitbit — у кожного своє «колдовство» поверх стандартного Bluetooth LE. Якщо браслет кастомний (розроблено під ваш продукт на Nordic nRF52840 або Dialog DA14531), ситуація простіша: у вас є документація на GATT-сервіси. Далі — робота з обома сценаріями.

Стандартні GATT-профіли: що реально підтримують браслети

Bluetooth SIG визначив профіли для носимих: Heart Rate Profile (HRP), Cycling Speed and Cadence (CSC), Running Speed and Cadence (RSC). Браслет з сертифікацією реалізує ці сервіси передбачувано.

Heart Rate Measurement characteristic (UUID 0x2A37):

// Формат пакета Heart Rate Measurement
fun parseHeartRate(data: ByteArray): HeartRateMeasurement {
    val flags = data[0].toInt()
    val hrFormat16bit = (flags and 0x01) != 0
    val energyExpended = (flags and 0x08) != 0
    val rrIntervalPresent = (flags and 0x10) != 0

    var offset = 1
    val bpm = if (hrFormat16bit) {
        val value = ((data[offset + 1].toInt() and 0xFF) shl 8) or (data[offset].toInt() and 0xFF)
        offset += 2
        value
    } else {
        data[offset++].toInt() and 0xFF
    }

    val rrIntervals = mutableListOf<Double>()
    if (rrIntervalPresent) {
        while (offset + 1 < data.size) {
            val raw = ((data[offset + 1].toInt() and 0xFF) shl 8) or (data[offset].toInt() and 0xFF)
            rrIntervals.add(raw / 1024.0 * 1000.0)  // у мілісекундах
            offset += 2
        }
    }
    return HeartRateMeasurement(bpm, rrIntervals)
}

RR-інтервали — час між ударами серця — потрібні для HRV (Heart Rate Variability). Багато додатків ігнорують їх та втрачають цінні дані для аналізу стресу.

Сканування та фільтрація

Не сканудемо «все підряд» — тільки потрібні пристрої. На Android:

fun startScan(onDevice: (BluetoothDevice) -> Unit) {
    val filters = listOf(
        ScanFilter.Builder()
            .setServiceUuid(ParcelUuid(HEART_RATE_SERVICE_UUID))
            .build(),
    )
    val settings = ScanSettings.Builder()
        .setScanMode(ScanSettings.SCAN_MODE_LOW_LATENCY)
        .setCallbackType(ScanSettings.CALLBACK_TYPE_ALL_MATCHES)
        .build()

    scanner.startScan(filters, settings, object : ScanCallback() {
        override fun onScanResult(callbackType: Int, result: ScanResult) {
            onDevice(result.device)
        }
    })

    // Принудово зупиняємо через 10 секунд — нескінчений скан вбиває батарею
    Handler(Looper.getMainLooper()).postDelayed({ scanner.stopScan(this) }, 10_000)
}

На iOS фоновий скан вимагає background mode bluetooth-central та фільтр по serviceUUIDs — без фільтра CoreBluetooth не доставляє события у фоні.

Робота з проприетарним браслетом без документації

Якщо браслет комерційний та документації немає — реверс-інжиниринг через nRF Connect та Wireshark (Bluetooth HCI snoop log на Android, PacketLogger на Mac для iOS). Включаємо Settings → Developer Options → Enable Bluetooth HCI snoop log, відтворюємо синхронізацію через офіціальний додаток, аналізуємо лог у Wireshark.

Зазвичай знаходимо: UUID сервісу синхронізації, sequence команд ініціалізації, формат даних (часто без документації — «угадуємо» за значеннями: перші 4 байти — timestamp Unix, наступні 2 — кроки, та ін.).

Надійне переподключення

Браслети відключаються. Телефон йде у фон. Посилання BluetoothGatt застарівають. Стратегія переподключення:

private fun scheduleReconnect(device: BluetoothDevice) {
    reconnectJob?.cancel()
    reconnectJob = scope.launch {
        var attempt = 0
        while (isActive) {
            delay(minOf(1000L * (1 shl attempt), 30_000L))  // експоненціальний backoff до 30 сек
            val result = connect(device)
            if (result.isSuccess) break
            attempt++
        }
    }
}

Експоненціальний backoff з потолком 30 секунд — баланс між швидкістю відновлення та навантаженням на BLE-стек.

Реалізація синхронізації даних з фітнес-браслета по BLE (кроки, ЧСС, сон, HRV): 3–5 тижнів. Реверс-інжиниринг проприетарного протоколу додає 1–2 тижні. Вартість розраховується індивідуально.