蓝牙电话之HFP协议的连接

蓝牙电话顾名思义就是使用蓝牙技术实现电话拨打相关功能，当前市面上一般运用到蓝牙音箱、蓝牙手环和蓝牙车载等设备上，由于车载蓝牙涉及到的知识点更全面，所以主要以车载为第一视角讲解蓝牙电话相关的内容。

蓝牙电话总体上涉及到蓝牙的HFP和PBAP这两种协议，本篇分享先介绍HFP，PBAP留待下一篇文章继续。

Hands-Free Profile简称HFP，协议规定了免提设备控制电话相关操作，这里的免提设备指的就是相关的蓝牙设备（如车载蓝牙、蓝牙音箱等）。详细描述请参考协议文档HFP_v1.7.1.pdf。

先来大致了解下蓝牙电话在安卓系统中的架构，然后逐层分析各部分的作用：

蓝牙电话应用：下发用户指令、接收蓝牙服务上报的数据，并将数据处理后显示在相关界面上。由于是以车载蓝牙为分析视角，所以使用的相关协议都是Client端的，手机蓝牙作为Server端。

蓝牙API：安卓系统对外提供的API，这里主要用到BluetoothHeadsetClient.java、BluetoothPbapClient.java。

由于安卓源码中关于蓝牙协议的client部分或相关接口都被@hide给隐藏掉了，这样 android.jar 满足不了安卓源码framework层开发人员的需求。

解决方法：安卓源码全编后会在路径：out\target\common\obj\JAVA_LIBRARIES\framework_intermediates下生成包含所有接口的classes.jar文件,该jar包可以替换android.jar使用。

蓝牙服务：实现所有的上层服务以及与蓝牙协议栈bluedroid交互，这里主要依赖于hfpclient和pbapclient这两个模块。

JNI：实现JAVA层调用C语言模块，路径：packages\apps\Bluetooth\jni。

蓝牙协议栈：也被称为蓝牙核心协议栈Host部分（android4.2开始主要采用博通开源蓝牙协议栈bluedroid），大部分的蓝牙协议的实现都是在这一模块内完成的，通过HCI和底层蓝牙芯片进行消息交互。

蓝牙芯片：蓝牙核心协议栈Controller部分，完成蓝牙协议里偏底层的相关定义，主要由各蓝牙芯片厂商开发实现功能。

以上就是蓝牙电话架构各部分在安卓系统中具体的作用，接下来会从HFP的连接、通话、AT命令集、语音音频这四个方面做进一步分析。因为HFP的连接和通话都和上层应用有关联，所以先对这两部分作出分析。

HFP协议连接

手机音频profile的连接具体分为AG和HF这两个角色，

AG：Audio Gate，音频网关，音频设备输入输出设备——手机

HF：Hands Free，免提设备，作为音频网关远程输入输出机制，并可以提供控制功能——车载蓝牙

连接的具体流程如下图：

手机音频的连接AG和HF侧都可以发起，连接过程中的消息交互及流程大体相同。本篇文章没有特殊声明，第一视角都是车载蓝牙（HF侧）作为分析起点。上层应用调用API触发HFP协议的连接，则底层各模块相互合作直到连接成功上报HFP的连接状态，应用层监测到连接状态后则整个过程完成，详细流程见如下时序图：

从上面完整的HFP连接时序图可以看出蓝牙电话应用的操作只需要调用HFP协议的连接API后监听系统中对应的广播就行，大部分工作都在bluedroid内完成，各层分工明确高效。

连接过程中唯一需要注意的是蓝牙服务层只有在Service Level Connection连接完成后（对应于相关AT命令依次交互完成）才会对外广播连接状态改变到Connected的广播。

这样在操作连接HFP协议失败时，我们就可以从以下六个方面分析原因：

1、 应用层是否正确调用连接的相关API

2、 应用层是否正确设置监听广播

3、 当前蓝牙的ACL链路是否建立成功

4、 SDP服务搜索HFP协议是否正常完成

5、 RFCOMM是否连接成功

6、 AT命令是否依次交互完成

AT命令依次交互的顺序为：BRSF -> BAC(AG、HF都支持codec协商) -> CIND=? -> CIND? -> CMER -> CHLD=?(AG、HF都支持三方通话) -> ……

下图为HFP连接在HCI层的完整流程（PS：RFCOMM连接前应该会有l2cap链路的连接，由于这份log中前面已经连接成功，所以截图中没有RFCOMM的l2cap链路连接）

HFP连接的流程大体就是上面这些要点，后面三部分的内容我们在接下来的文章中再做分析。感兴趣的小伙伴欢迎私信我哦！