使用JSR-82API实现OBEX图像传输

本文的目的是提供关于无线蓝牙技术 Java API(即 JSR-82 API)的实践体验。如果您不熟悉蓝牙语 义,不要担心。我将在蓝牙协议简介及其用例(称为蓝牙模式)中介绍这些内容。因为本应用程序将展示 如何使用蓝牙技术向其他蓝牙设备传输图像,所以还将展示如何使用 JSR-75 的 File Connection API 以程序的方式对移动设备进行访问。在本文结束时,将获得能够向远程蓝牙设备传输图像的指导性示例( 及相关文件)。

蓝牙协议

关于蓝牙的一个鲜为人知的事实是:它即便不是世界上配置最为广泛并且最成功的 SOA(面向服务架 构)系统,那么也是其中之一。蓝牙技术得到广泛的安装采用(部署的设备超过 5 亿台),并且当前的 数据估计每周都有另外五百万台蓝牙设备送出。远在“面向服务架构”成为专门术语之前,蓝牙协议就已 经提供了服务注册、服务发现和服务调用机制。

因此,蓝牙协议结合了面向服务架构并采用 HTTP 和 FTP 之类的其他协议中熟悉使用的客户端/服务 器通信架构:在客户端发出请求之前,服务器耐心地等待。当前市场上的蓝牙设备能够以 3 Mb/s 的速率 进行通信,并且可以支持立体声无线音频。以下图 1 显示了蓝牙协议栈的各个层。

图 1:蓝牙协议栈及其层

因为本文的重点是 OBEX,所以我没有讲述图 1 中所有层的细节,但是我确实希望提供关于主要的支 持 OBEX 层的一些详细信息。如您所见,该栈的主要协议层之一是 L2CAP(逻辑链路控制和适配协议)。 L2CAP 用作其他所有上层之间信息包数据的多路复用器。另一方面,RFCOMM 称为“虚拟串行端口”层。 需要与支持数据流的设备通信时,RFCOMM 用起来不错。OBEX(代表对象交换)是最适合文件传输的协议 层。借助 OBEX,可以创建消息并向包含有效载荷(也就是要发送的文件)的远程蓝牙设备发送消息以及 重要元数据(如文件名称、文件大小和文件类型)。

蓝牙模式

蓝牙模式允许各种性能不同的蓝牙设备进行交互和协作。每个模式都是一个针对具体目的定义功能的 用例。例如,如果希望通过移动设备向使用打印机,则两台设备都必须实现基本打印模式。或者例如,如 果要同步台式机和 PDA 的联系人列表,这两台设备必须都支持同步模式。下面的表 1 列出使用蓝牙栈 OBEX 协议层的模式。

表 1. 当前基于 OBEX 的模式

模式名称 缩写 UUID 对象推送模式 OPP 0x1105 文件传输模式 FTP 0x1106 同步模式 SYP 0x1104 静态图像传输模式 BIP 0x111A 电话簿访问模式 PBAP 0x1130 基本打印模式 BPP 0x1122

根据蓝牙 SIG,已定义的蓝牙模式有 30 多种,涉及音频分配到个人网。在本文中,我们将使用 JSR -82 API 实现对象推送模式,并向任意支持 OPP 的蓝牙设备发送图像。

创建 ImageSender Midlet

ImageSender Midlet 是使用 NetBeans 5.0 IDE 的 NetBeans Mobility Pack 创建的。Mobility Pack 包含一个非常方便的 GUI 设计工具,它允许移动开发人员使用拖放技术快速创建移动应用程序。 ImageSender Midlet 包含若干个静态 GUI 组件(也就是非动态创建的组件),Mobility Pack 在创建 GUI 组件及其之间的工作流方面非常高效。以下图 2 描述了用于创建 ImageSender Midlet 的 NetBeans 项目。

图 2:用来创建 ImageSender Midlet 的 NetBeans 项目

为了使 ImageSender 完成其任务(如从文件系统读取文件,以及向远程蓝牙设备发送数据), ImageSender 所使用的内部类封装了以下三个重要功能领域:

读取文件并遍历文件系统(将由 FileNavigaTor 处理)

发现远程蓝牙设备(将由 BTUtility 处理)

使用对象推送模式向远程蓝牙设备发送文件(将由 FilePusher 处理)

学习了这些预备知识,下面开始实现!

ImageSender.FileNavigaTor

以下图 3 是一个程序表,它显示了 ImageSender Midlet 和其内部类(FileNavigaTor)之间的交互 ,FileNavigaTor 专门用来读取和遍历移动设备的文件系统。

图 3:显示 FileNavigaTor 内部类用法的程序图

首先,ImageSender 获取一个 FileNavigaTor 实例并调用 getListofFolder() 方法,该方法返回一 个 javax.microedition.lcdui.List。而 FileNavigaTor 将使用 JSR-75 File Connection API 的 FileSystemRegsitry 类获取文件系统“根”的枚举 ,也就是设备的载入点。如果移动设备包含可移动介 质(如 SD 内存卡),它也将在枚举中显示。对于文件系统的每个根,都对其建立一个 FileConnection 以确定它是文件还是文件夹。 这是必需的,因为您肯定希望以不同的方式处理它们(也就是,如果该项 目是文件夹,您希望遍历该文件夹,但是如果该项目是文件,那么您将希望打开该文件以获得其内容)。 枚举完之后,FileNavigaTor 内部类将向 ImageSender 返回一个 List,ImageSender 将简单地在该移动 设备上显示 List,如以下图 4 所示。

图 4:ImageSender 显示目录中的文件和文件夹列

因为 FileNavigaTor 内部类实现了 CommandListener 接口,所以它将处理来自该用户接口的所有更 改目录或选择文件的请求。该方法使得父类 ImageSender 不再负责响应用户的输入并了解如何处理该输 入。内部类已经拥有对 JSR-75 类的引用,这些类允许其连接到文件系统,所以非常适合处理用户的请求 并处理文件系统。下面是 FileNavigaTor 的 commandAction() 方法的一部分;当用户选择该列表中的项 目时将执行这部分代码:

    ...           if(isFolderSelected == true){             // the user selected a folder, so navigate down it             String folderUrl = (String)curr_dir_urls.elementAt (selectedIndex);             getDisplay().setCurrent(fileNavigaTor.getListofFolder(folderUrl, false));           } else {             getDisplay().setCurrent(get_fileSelectedAlert(), displayable);             // the user has obviously selected a file, so let's read it in             String file_url = (String)curr_dir_urls.elementAt (selectedIndex);             ...               fileConn = (FileConnection) ConnecTor.open(file_url);               InputStream is = fileConn.openInputStream();               // now let's read the file in into our byte[]               file = new byte[(int)fileConn.fileSize()];               is.read(file);               is.close();     ...

可以看到,如果用户选择了一个文件夹,FileNavigaTor 将遍历该文件夹,返回另一个列表并显示它 。然后,如果该用户选择一个文件,FileNavigaTor 内部类将打开到该文件的 FileConnection 并以名为 “file”的字节数组读取其内容。

ImageSender.BTUtility

ImageSender Midlet 使用的第二个辅助类是 BTUtility。您可能会猜到,BTUtility 内部类封装了其 余代码所调用的所有 JSR-82 蓝牙 API 方法。BTUtility 主要向 ImageSender Midlet 提供两个领域的 功能:发现附近的远程蓝牙设备,并对这些设备执行服务搜索。图 5 为显示 ImageSender 如何使用 BTUtility 的程序图。

图 5:描述 ImageSender 和 BTUtility 之间交互的程序图

如上所示,ImageSender 获得了 BTUtility 的新实例之后,该实例包含对 LocalDevice 和 DiscoveryAgent 类的引用。为了发现附近的蓝牙设备,必须调用 DiscoveryAgent.startInquiry()。该 实现将异步调用在该区域发现的每台蓝牙设备的 deviceDiscovered() 方法。最后,如果没有发现更多蓝 牙设备,JVM 将调用 inquiryCompleted() 方法。图 6 显示了 BTUtility 类发现的启用蓝牙技术的设备 列表。

图 6:BTUtility 类所发现的蓝牙设备

BTUtility 执行的另一项工作是搜索远程蓝牙设备上的服务。如以下图 7 所示,搜索服务过程比发现 设备需要占用更多 CPU 时间。这就是为什么设备发现过程可以从 BTUtility 的构造函数发起,但是服务 搜索部分必须以 Thread 启动。

图 7:使用 BTUtility 搜索远程蓝牙设备上的服务。

幸运的是,BTUtility 扩展了 Thread 类,因此可防止该用户接口挂起。当 BTUtility 调用 DiscoveryAgent.searchServices() 时,如果发现匹配的服务,JVM 将异步调用其 serviceDiscovered() 方法。服务搜索过程完成时,JVM 将调用其 serviceSearchCompleted() 方法。作为备用方式,可以调用 DiscoveryAgent.selectService(),但是根据 JSR-82 规范,它只能返回附近一个服务提供商的 connectionURL。回顾上面的图 6 可知,在大多数环境中,您不知道文件将发送给谁。下面是完整的 BTUtility 清单:

  /**   * This is an inner class that is used for finding   * Bluetooth devices in the vicinity   *   */   class BTUtility extends Thread implements DiscoveryListener {     VecTor remoteDevices = new VecTor();     VecTor deviceNames = new VecTor();     DiscoveryAgent discoveryAgent;     // obviously, 0x1105 is the UUID for     // the Object Push Profile     UUID[] uuidSet = {new UUID(0x1105) };     // 0x0100 is the attrubute for the service name element     // in the service record     int[] attrSet = {0x0100};     public void run(){       try {         RemoteDevice remoteDevice = (RemoteDevice)remoteDevices.elementAt (get_devicesList().getSelectedIndex());         discoveryAgent.searchServices(attrSet, uuidSet, remoteDevice , this);       } catch(Exception e) {         e.printStackTrace();       }     }     public BTUtility() {       // clear the list out, just in case it's not       get_devicesList().deleteAll();       try {         LocalDevice localDevice = LocalDevice.getLocalDevice();         discoveryAgent = localDevice.getDiscoveryAgent();         //deviceDiscoveryPanel.updateStatus(" Searching for Bluetooth devices in the vicinity...n");         discoveryAgent.startInquiry(DiscoveryAgent.GIAC, this);       } catch(Exception e) {         e.printStackTrace();       }     }     public void deviceDiscovered(RemoteDevice remoteDevice, DeviceClass cod) {       try{         remoteDevices.addElement(remoteDevice);       } catch(Exception e){         e.printStackTrace();       }     }     public void inquiryCompleted(int discType) {       if (remoteDevices.size() > 0) {         // the discovery process was a success         // so let's out them in a List and display it to the user         for (int i=0; i

在 BTUtility 内部类中,您可能会注意到在多处都使用了十六进制值。尤其是:

    UUID[] uuidSet = {new UUID(0x1105) };     // 0x0100 is the attribute for the service name element     // in the service record     int[] attrSet = {0x0100};

现在,如果您记得上面的表 1 中的值,就可以理解为什么创建 0x1105 UUID 值,因为它是对象推送 模式的 UUID。然而,在 attrSet 中也使用了 0x0100 值,通过它可以了解远程服务的服务名称。

ImageSender.FilePusher

到目前为止我们有哪些收获?首先,我们拥有一个可以使用 JSR-75 FileConnection API 浏览文件系 统的 Midlet(当然这都是内部类 FileNavigaTor 实现的)。Midlet 还能够发现附近的远程蓝牙设备并 确定该设备上可用的服务(这项功能是由另一个内部类 BTUtility 提供的)。所以,现在只需实现使用 BBEX 向远程蓝牙设备发送文件的机制。

FilePusher 通过使用 org.netbeans.microedition.lcdui.WaitScreen(如图 8 所示)并实现 org.netbeans.microedition.util.CancellableTask(它扩展了 Runnable)轻而易举地完成了这项任务 。

图 8:使用 WaitScreen 的 NetBeans 流设计快照

如上图所示,WaitScreen 将执行 CPU 密集型任务(如执行网络 I/O)。该任务必须实现 CancellableTask 接口(正是 FilePusher 内部类实现了该功能)。使用 IDE,可以用图形的方式连接到 成功或失败屏幕(具体取决于操作结果)。FilePusher 代码如以下列表所示:

  class FilePusher implements CancellableTask{     // this is used for the purposes of the Cancellable task     boolean isOperationFailed = false;     // this is the failure message used by the Cancellable task     String failure_message = null;     // this is the connection object to be used for     // bluetooth i/o     Connection connection = null;     public FilePusher(){     }     // this is method 1 of 4 methods needed to be implemented by     // the CancellableTask interface     public boolean cancel(){       // sorry this can't be cancelled       return false;     }     // this is method 2 of 4 needed to be implemented by     // the CancellableTask interface     public String getFailureMessage(){       // of course, if there's no problem       // then this method should return null as specified by the javadoc       return failure_message;     }     // this is method 3 of 4 needed to be implemented by     // the CancellableTask interface     public boolean hasFailed(){       return isOperationFailed;     }     // this is method 4 of 4 needed to be implemented by     // the CancellableTask interface        public void run(){       try{         connection = ConnecTor.open(btConnectionURL);         // connection obtained         // now, let's create a session and a headerset objects         ClientSession cs = (ClientSession)connection;         HeaderSet hs = cs.createHeaderSet();         // now let's send the connect header         cs.connect(hs);         hs.setHeader(HeaderSet.NAME, filename);         hs.setHeader(HeaderSet.TYPE, "image/jpeg");         hs.setHeader(HeaderSet.LENGTH, new Long(file.length));         Operation putOperation = cs.put(hs);         OutputStream utputStream = putOperation.openOutputStream();         outputStream.write(file);         // file push complete         outputStream.close();         putOperation.close();         cs.disconnect(null);         connection.close();       } catch (Exception e){         isOperationFailed = true;         failure_message = e.toString();       }     }   } 

现在,通过研究 ObjectPusher 内部类的 run() 方法来深入地了解 OBEX 协议。了解 OBEX 协议的最 佳方式是观察 OBEX 客户端和服务器之间的交互,如以下图 9 所示:

图 9:使用 OBEX 协议的客户端和服务器交互示例

图 9 中所示的场景发生在客户端和服务器建立了物理蓝牙连接的情况下,在 FilePusher 中,这是通 过以下代码实现的:

        connection = ConnecTor.open(btConnectionURL);         // connection obtained

建立了连接之后,就应该通过将该连接对象更改成 ClientSession 对象来创建客户端和服务器之间的 会话:

        // now, let's create a session and a headerset object         ClientSession cs = (ClientSession)connection;

现在,建立会话之后,再看图 9。请注意客户端发送 OBEX 操作(如 Connect、Setpath、Get、Push 等),服务器将借助 OBEX Response Code(160、161、193、196等)响应客户端。以下代码展示如何发 送 Connect 操作:

        // now let's send the connect operation         cs.connect(hs);

从以下代码片断可以看出,OBEX 是通过蓝牙技术传输文件的首选方式(相比 RFCOMM 或 L2CAP),因 为可以使用报头设置关于要传输文件的元数据:

        hs.setHeader(HeaderSet.NAME, filename);         hs.setHeader(HeaderSet.TYPE, "image/jpeg");         hs.setHeader(HeaderSet.LENGTH, new Long(file.length));

这样,接受者就能在接收该文件之前了解文件的名称、文件类型和大小,而这是蓝牙栈中其他协议层 不支持的强大功能。现在,设置完合适的报头之后,将向服务器发送 Put 操作:

    Operation putOperation = cs.put(hs);

该方法返回时,将得到一个 Operation 对象,您可以对其打开 OutputStream 并发送存储在名为 “file”的字节数组中的文件数据(如果记得的话,可以知道我们是从 FileNavigaTor 内部类填充 “file”的)。现在如果想了解服务器的响应代码,可以对 Operation 调用 getResponseCodes() 方法 。

因此,使用从 putOperation 打开的 OutputStream 向目的地发送文件之后,发送最后的 OBEX 操作 来完成程序:Disconnect Operation。

    cs.disconnect(null);

结束语

可以看出,创建使用 JSR-82 和 JSR-75 API 进行无线图像传输的复合应用程序并不需要太多工作。 尽管本文展示如何通过 OBEX 传输图像,但是您会发现可以轻松修改这些代码来发送文件类型。享受编码 的乐趣吧!

无论何时何地,只要创造就有收获,只有不息的奋进,才能证明生命的存在。

使用JSR-82API实现OBEX图像传输

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