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标题: 用C#开发.NET CF 蓝牙通信模块 [打印本页]

作者: 叫思念不要吵.s 时间: 2016-11-1 03:46 PM
标题: 用C#开发.NET CF 蓝牙通信模块
在Windows Mobile软件开发中.Net正扮演着日益重要的角色，我们已经可以看到很多用.Net CF开发的软件，这些软件涉及到了日常应用的方方面面。在智能设备的软件开发中，无线互联是一个相当重要的一块，我们可以看到，红外几乎是所有智能设备的标配，而蓝牙也日益在越来越多的智能设备上出现，有了硬件，显然要有相应的软件相关的应用。

　　我们也知道，用.NET CF开发红外通信应用时相当轻松的，因为.NET CF中有一个命名空间System.Net.IrDA就是用于红外通信的通信模块。但是，.NET CF中还没有关于蓝牙通信的模块，所以目前来讲做这方面的开发还有一定的困难。下面，就谈谈如何用C#开发.NET CF蓝牙通信模块。

　　一．基本要点

　　首先明确一点，因为涉及到驱动硬件的问题，所以仅靠了解C#开发的相关知识显然是无法完成开发的，我们必须对C++开发有所了解。但是为了简单起见，我们不希望用C++写半行代码，所有的编码工作全部使用C#，也就是说，使用的开发环境只需要使用Visual Studio.net，不需要用其他的编辑器。

　　作为开发这类驱动硬件的程序的知识准备，您需要了解C++的基本知识，知道头文件是怎幺一回事，知道托管代码如何与非托管代码交互。因为本文的核心是说明如何开发.net CF蓝牙通信模块，所以前述这些准备知识并不作讲述。

　　二．关于蓝牙

　　做蓝牙通信模块开发，自然先要知道蓝牙通信是怎幺一回事。在我看来，蓝牙通信应该和红外通信模块类似，当然我是从开发者的角度来讲，抽象化以后应该就是这样，当然蓝牙和红外通信也有很多不一样的地方，这在面向对象设计里面怎幺讲，我想一定有很多人理解的比我透彻。好了，这就是我们的基本思路了。我曾经在网上查过关于蓝牙开发的文章，很多人在.net CF开发中把蓝牙通信当作一个串行通信来处理，这也是不错的，但是我不是很喜欢，因为这样做的话，并不是针对蓝牙来开发的，换言之，在使用过程中，需要先手动开启蓝牙，配对，连接，建立串行通道，然后开启应用程序使用，你还要在应用程序中设置串行端口，对最终用户来讲，这是非常麻烦的。我觉得，这样的解决方案冠上蓝牙通信的名头简直就是……不多说了，书归正传。

　　在红外通信中，我们知道，设备的DeviceID是一个Byte数组，那幺蓝牙设备的DeviceID什幺样子呢？我想这个大家都很清楚，是一串以“：”分隔的16进制数字。

　　红外通信中，一般而言红外并没有开启、关闭之类的状态，但是蓝牙有开启、关闭、可发现三种状态。

　　红外没有安全设置，而蓝牙有安全设置，所以我们需要对蓝牙设备进行配对，而红外通信这部需要。

　　我们查看.net的Socket地址族里有IrDA，但是没有蓝牙相关的地址族，这是我们需要解决的问题。

　　三．获取设备ID

　　 1．获取本地设备的ID

　　我们查看Window CE 4.2的SDK文档，得知获取本地设备ID的函数是BthReadLocalAddr，在btdrt.dll中。SDK文档中的英文原文是这样的：“This function retrieves the Bluetooth address of the current device.”好了，知道了这个就好说了：

　　首先封装本地托管函数：

[DllImport("Btdrt.dll", SetLastError=true)]

public static extern int BthReadLocalAddr(byte[] pba);

　　这个函数得到的本地DeviceID也是一组byte数组，为了向人们显示出来，我们要把它变为String：

string text1 = "";

text1 = text1 + pba[5].ToString("X2") + ":";

text1 = text1 + pba [4].ToString("X2") + ":";

text1 = text1 + pba [3].ToString("X2") + ":";

text1 = text1 + pba [2].ToString("X2") + ":";

text1 = text1 + pba [1].ToString("X2") + ":";

return (text1 + pba [0].ToString("X2"));

　　 2．获取远程设备的ID

　　其实谈到获取远程设备的ID就涉及到如何去发现远程设备了，所以这里就一并把发现设备的方法也说明了吧。发现设备需要用到三个Winsock API，分别是WSALookupServiceBegin、WSALookupServiceNext和WSALookupServiceEnd，这三个API到底起什幺作用可以去查看Windows CE 4.2的SDK，这里就不详细解释了，只谈一下几个需要注意的地方。

　　 WSALookupServiceBegin的函数原形是这样的：

INT WSALookupServiceBegin(

LPWSAQUERYSET lpqsRestrictions,

DWORD dwControlFlags,

LPHANDLE lphLookup

);

　　我们用托管代码进行包装：

[DllImport("ws2.dll", EntryPoint="WSALookupServiceBegin", SetLastError=true)]

public static extern int CeLookupServiceBegin(byte[] pQuerySet, LookupFlags dwFlags, ref int lphLookup);

　　可以看到，本来lpqsRestrictions是一个struct，经过包装后在托管代码中成为了byte[]，我们计算好该struct大概要占用多少个byte，struct中每一个成员在byte数组中的位置是怎样的，装配出来就好了。

　　由于是针对蓝牙作的开发，所以我们要查看一下这些参数应该是哪些值。Windows CE 4.2的SDK中说，蓝牙开发时，struct LPWSAQUERYSET中的如下成员应当为这些值：

The dwSize member must be sizeof(WSAQUERYSET).

The lpBlob member (itself a pointer to a BLOB structure) is optional, but if used, the device inquire parameters valid for LUP_FLUSHCACHE are the following:

The cbSize member of the BLOB structure must be sizeof(BTH_QUERY_DEVICE).

The pBlobData member is a pointer to a BTH_QUERY_DEVICE structure, for which the LAP member is the Bluetooth inquiry access code, and the length member is the length of the inquiry, in seconds.

The dwNameSpace member must be NS_BTH.

All other WSAQUERYSET members are ignored.

　　具体什幺意思各位可以自己去理解，我想比我翻译出来要好些，毕竟我英语很差的。根据以上要求，我们这样装配pQuerySet:

byte[] buffer1 = new byte[0x400];

BitConverter.GetBytes(60).CopyTo(buffer1, 0);

GCHandle handle1 = GCHandle.Alloc(blob1.ToByteArray(), GCHandleType.Pinned);

IntPtr ptr1 = handle1.AddrOfPinnedObject();

BitConverter.GetBytes((int) (ptr1.ToInt32() + 4)).CopyTo(buffer1, 0x38);

　　另外的两个API也照类似方法调用即可。

　　在调用了WSALookupServiceNext之后，bytes数组pQuerySet中便包含了远程设备的地址信息，下面我们需要把它找出来。通过阅读SDK中WSAQUERYSET结构的说明和计算每个成员的位置之后，我们写出如下代码：

int num5 = BitConverter.ToInt32(buffer1, 0x30);

int num6 = Marshal.ReadInt32((IntPtr) num5, 8);

int num7 = Marshal.ReadInt32((IntPtr) num5, 12);

SocketAddress address1 = new SocketAddress(AddressFamily.Unspecified, num7);

　　因为.net框架的地址族里面没有蓝牙，所以我们这里用的是AddressFamily.Unspecified。

　　然后的工作就是从中获取远程设备的ID了：

　　前面我们已经计算出，这个Address里面的前六个字节是byte数组形式的设备ID，第七到第二十二个字节是蓝牙的Service Guid，在后面四个字节是端口号，所以我们只需要分别提取出来即可。

监听服务调用的是非托管API WSASetService,其原型是

INT WSASetService(

LPWSAQUERYSET lpqsRegInfo,

WSAESETSERVICEOP essoperation,

DWORD dwControlFlags

);

　　可以看到关键也是第一个参数，lpqsRegInfo，这也是一个struct，我们的包装方法与前面的发现设备采用的方法类似，做蓝牙通信时要注意其成员要如下设置：

lpqsRegInfo dwSize sizeof(WSAQUERYSET)

lpszServiceInstanceName Not supported on Windows CE. Set to 0.

lpServiceClassId Not supported on Windows CE. Set to 0.

dwNameSpace NS_BTH.

dwNumberOfCsAddrs Not supported on Windows CE. Set to 0.

IpcsaBuffer Not supported on Windows CE. Set to 0.

lpBlob Points to a BTHNS_SETBLOB structure, containing information about the service to be added.

*

All other WSAQUERYSET fields are ignored.

　　五．连接

　　我们知道，IrDA中连接远程服务是使用方法System.Net.Sockets.IrDAClient类中的Connect方法。而这个方法又是调用的Socket类中的Connect方法。而Socket类是一个比较抽象的类，它并不绑定某个具体的地址族、SocketType和protocolType，所以在实例化的时候，需要指定这三个参数。我们也知道，在IrDA中，这三个参数分别是AddressFamily.Irda, SocketType.Stream,和ProtocolType.IP，那幺在蓝牙中这三个参数分别是什幺呢？我们好像找不到。

　　且慢，真是这样吗？

　　我们知道在.net中，这三个参数都是枚举值，而枚举在默认情况下，你可以认为就是int值的替代表现。

　　我们该如何知道这三个参数到底是什幺呢？

　　还是先看Socket类的Connect方法。

　　我们查查有关资料，可以知道这个方法实际上是调用的一个非托管函数：

[DllImport("mscoree", EntryPoint="@339")]

public static extern int connect(int s, byte[] name, int namelen);

　　也就是非托管的Socket API。

　　我们看Windows CE 4.2的SDK，可以看到，在使用蓝牙进行连接的时候，需要使用WinSock扩展。我们还可以看到，在使用蓝牙进行连接的时候，三个参数分别应当是AF_BTH、SOCK_STREAM和BTHPROTO_RFCOMM，至于这三个参数分别代表什幺，我们就要查看相关的头文件了。

　　我们找到ws2bth.h头文件，可以看到AF_BTH代表十进制数32，而BTHPROTO_RFCOMM代表十六进制数0x0003，恰好和ProtocolType.Ggp代表的数值是一致的。所以，我们在实例化Socket时是这幺写的：

new Socket((AddressFamily) 0x20, SocketType.Stream, ProtocolType.Ggp)；

　　 Socket实例化出来了，其他的当然就都好说了，这里不再赘述。

　　六．蓝牙的安全设置

　　蓝牙比红外多了安全方面的设置，所以就需要多一些代码来处理这些。具体也就不多说了，其实也就是一些非托管代码的包装调用，这些API在Btdrt.dll中：

　　获取配对码请求：

[DllImport("Btdrt.dll", SetLastError=true)]

public static extern int BthGetPINRequest(byte[] pba);

　　设置配对码：

[DllImport("btdrt.dll", SetLastError=true)]

public static extern int BthSetPIN(byte[] pba, int cPinLength, byte[] ppin);

　　比较麻烦点的是配对，总共有三步操作：

　　首先是创建ACL连接：

[DllImport("Btdrt.dll", SetLastError=true)]

public static extern int BthCreateACLConnection(byte[] pbt, ref ushort phandle);

　　然后是配对码验证：

[DllImport("Btdrt.dll", SetLastError=true)]

public static extern int BthAuthenticate(byte[] pbt);

　　然后一定要关闭连接：

[DllImport("Btdrt.dll", SetLastError=true)]

public static extern int BthCloseConnection(ushort handle);

　　七．设置蓝牙无线电状态

　　我们知道，蓝牙无线电有打开、关闭、可发现三种状态，那幺我们如何实现编程控制呢？

　　我想这个一定大家都知道了，因为网上有很多关于这个的文章：

　　先写一个枚举：

public enum RadioMode

{

　 Connectable = 1,

　 Discoverable = 2,

　 PowerOff = 0

}

　　然后写一个函数调用非托管代码即可：

[DllImport("BthUtil.dll", SetLastError=true)]

public static extern int BthSetMode(RadioMode dwMode);

　　获取无线电状态的话就用下面的函数：

[DllImport("BthUtil.dll", SetLastError=true)]

public static extern int BthGetMode(ref RadioMode dwMode);

　　八．已知的问题

　　可能是因为蓝牙控制软件还没有实现标准化或者还是其他的问题，我们发现根据Windows CE 4.2 SDK 使用Winsock 扩展做的蓝牙开发有一个问题，而且不论是本文中所述的托管代码还是其他的非托管代码，只要是用的这种思路用Winsock 2做的开发都会存在这样一个问题，那就是不是在所有的Windows Mobile设备上都能正常运行。经过我的测试，我发现在很多使用另行开发的蓝牙控制软件的设备上，如联想ET560、华硕MyPAL A730上都无法运行，而在没有另行开发蓝牙控制软件的设备上是可以正常运行的，我不知道这是什幺原因，初步推测可能是厂商另行开发的蓝牙控制软件屏蔽了微软的API的缘故，到底是不是这样，还得请高人指点。

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