Bluetooth RFCOMM

[アーティクル]
09/07/2023

このトピックでは、ファイルの送受信方法に関するコード例とともに、ユニバーサル Windows プラットフォーム (UWP) アプリでの Bluetooth RFCOMM の概要を説明します。

重要な API

重要

Package.appxmanifest で "bluetooth" 機能を宣言する必要があります。

<Capabilities> <DeviceCapability Name="bluetooth" /> </Capabilities>

概要

Windows.Devices.Bluetooth.Rfcomm 名前空間の API は、列挙やインスタンス化などの、Windows.Devices の既存のパターン基づいてビルドされます。データの読み取りと書き込みは、確立されたデータストリームパターンと、Windows.Storage.Streams 内のオブジェクトを利用するように設計されています。 Service Discovery Protocol (SDP) 属性には、値と予期される型があります。ただし、一部の一般的なデバイスでは、値が予期される型ではない SDP 属性の実装に問題があります。さらに、RFCOMM の多くの使用法では、追加の SDP 属性はまったく必要ありません。これらの理由から、この API は、開発者が必要な情報を取得できる未解析の SDP データへのアクセスを提供します。

RFCOMM API は、サービス識別子の概念を使用します。サービス識別子は単なる 128 ビット GUID ですが、通常は 16 または 32 ビットの整数として指定されます。 RFCOMM API には、128 ビット GUID と 32 ビット整数として指定および使用できるサービス識別子のラッパーが用意されていますが、16 ビット整数は用意されていません。これは API にとって問題にはなりません。言語が自動的に 32 ビット整数にアップサイズして、識別子を正しく生成できるためです。

アプリは、バックグラウンドに移動されて中断された場合でもアプリを完了まで実行できるように、バックグラウンドタスクで複数ステップのデバイス操作を実行できます。これにより、永続的な設定やファームウェアに対する変更、コンテンツ同期などの信頼性の高いデバイスサービスが可能になります。ユーザーが座って進行状況バーを監視する必要はありません。デバイスのサービスには DeviceServicingTrigger を使用し、コンテンツの同期には DeviceUseTrigger を使用します。これらのバックグラウンドタスクは、アプリがバックグラウンドで実行できる時間を制限し、無期限の操作や無限の同期の許可は意図されていません。

RFCOMM 操作の詳細を示す完全なコードサンプルについては、Github の Bluetooth Rfcomm チャットサンプルを参照してください。

クライアントとしてファイルを送信する

ファイルを送信するとき、最も基本的なシナリオは、目的のサービスに基づいてペアリングされたデバイスに接続することです。これには、次の手順が含まれます。

RfcommDeviceService.GetDeviceSelector* 関数を使用して、必要なサービスのペアリングされたデバイスインスタンスの列挙に使用できる詳細クエリ構文 (AQS) クエリの生成に役立てます。
列挙されたデバイスを選択し、RfcommDeviceService を作成し、必要に応じて (属性のデータを解析する確立されたデータヘルパー を使用して) SDP 属性を読み取ります。
ソケットを作成し、RfcommDeviceService.ConnectionHostName と RfcommDeviceService.ConnectionServiceName プロパティを使用して、適切なパラメーターでリモートデバイスサービスに StreamSocket.ConnectAsync を実行します。
確立されたデータストリームパターンに従って、ファイルからデータのチャンクを読み取り、ソケットの StreamSocket.OutputStream でデバイスに送信します。

using System;
using System.Threading.Tasks;
using Windows.Devices.Bluetooth.Rfcomm;
using Windows.Networking.Sockets;
using Windows.Storage.Streams;
using Windows.Devices.Bluetooth;

Windows.Devices.Bluetooth.Rfcomm.RfcommDeviceService _service;
Windows.Networking.Sockets.StreamSocket _socket;

async void Initialize()
{
    // Enumerate devices with the object push service
    var services =
        await Windows.Devices.Enumeration.DeviceInformation.FindAllAsync(
            RfcommDeviceService.GetDeviceSelector(
                RfcommServiceId.ObexObjectPush));

    if (services.Count > 0)
    {
        // Initialize the target Bluetooth BR device
        var service = await RfcommDeviceService.FromIdAsync(services[0].Id);

        bool isCompatibleVersion = await IsCompatibleVersionAsync(service);

        // Check that the service meets this App's minimum requirement
        if (SupportsProtection(service) && isCompatibleVersion)
        {
            _service = service;

            // Create a socket and connect to the target
            _socket = new StreamSocket();
            await _socket.ConnectAsync(
                _service.ConnectionHostName,
                _service.ConnectionServiceName,
                SocketProtectionLevel
                    .BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication);

            // The socket is connected. At this point the App can wait for
            // the user to take some action, for example, click a button to send a
            // file to the device, which could invoke the Picker and then
            // send the picked file. The transfer itself would use the
            // Sockets API and not the Rfcomm API, and so is omitted here for
            // brevity.
        }
    }
}

// This App requires a connection that is encrypted but does not care about
// whether it's authenticated.
bool SupportsProtection(RfcommDeviceService service)
{
    switch (service.ProtectionLevel)
    {
        case SocketProtectionLevel.PlainSocket:
            if ((service.MaxProtectionLevel == SocketProtectionLevel
                    .BluetoothEncryptionWithAuthentication)
                || (service.MaxProtectionLevel == SocketProtectionLevel
                    .BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication))
            {
                // The connection can be upgraded when opening the socket so the
                // App may offer UI here to notify the user that Windows may
                // prompt for a PIN exchange.
                return true;
            }
            else
            {
                // The connection cannot be upgraded so an App may offer UI here
                // to explain why a connection won't be made.
                return false;
            }
        case SocketProtectionLevel.BluetoothEncryptionWithAuthentication:
            return true;
        case SocketProtectionLevel.BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication:
            return true;
    }
    return false;
}

// This App relies on CRC32 checking available in version 2.0 of the service.
const uint SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID = 0x0300;
const byte SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE = 0x0A;   // UINT32
const uint MINIMUM_SERVICE_VERSION = 200;
async Task<bool> IsCompatibleVersionAsync(RfcommDeviceService service)
{
    var attributes = await service.GetSdpRawAttributesAsync(
        BluetoothCacheMode.Uncached);
    var attribute = attributes[SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID];
    var reader = DataReader.FromBuffer(attribute);

    // The first byte contains the attribute's type
    byte attributeType = reader.ReadByte();
    if (attributeType == SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE)
    {
        // The remainder is the data
        uint version = reader.ReadUInt32();
        return version >= MINIMUM_SERVICE_VERSION;
    }
    else return false;
}

...
#include <winrt/Windows.Devices.Bluetooth.Rfcomm.h>
#include <winrt/Windows.Devices.Enumeration.h>
#include <winrt/Windows.Networking.Sockets.h>
#include <winrt/Windows.Storage.Streams.h>
...
Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommDeviceService m_service{ nullptr };
Windows::Networking::Sockets::StreamSocket m_socket;

Windows::Foundation::IAsyncAction Initialize()
{
    // Enumerate devices with the object push service.
    Windows::Devices::Enumeration::DeviceInformationCollection services{
        co_await Windows::Devices::Enumeration::DeviceInformation::FindAllAsync(
            Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommDeviceService::GetDeviceSelector(
                Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommServiceId::ObexObjectPush())) };

    if (services.Size() > 0)
    {
        // Initialize the target Bluetooth BR device.
        Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommDeviceService service{
            co_await Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommDeviceService::FromIdAsync(services.GetAt(0).Id()) };

        // Check that the service meets this App's minimum
        // requirement
        if (SupportsProtection(service)
            && co_await IsCompatibleVersion(service))
        {
            m_service = service;

            // Create a socket and connect to the target
            co_await m_socket.ConnectAsync(
                m_service.ConnectionHostName(),
                m_service.ConnectionServiceName(),
                Windows::Networking::Sockets::SocketProtectionLevel::BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication);

            // The socket is connected. At this point the App can
            // wait for the user to take some action, for example, click
            // a button to send a file to the device, which could
            // invoke the Picker and then send the picked file.
            // The transfer itself would use the Sockets API and
            // not the Rfcomm API, and so is omitted here for
            //brevity.
        }
    }
}

// This App requires a connection that is encrypted but does not care about
// whether it's authenticated.
bool SupportsProtection(Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommDeviceService const& service)
{
    switch (service.ProtectionLevel())
    {
    case Windows::Networking::Sockets::SocketProtectionLevel::PlainSocket:
        if ((service.MaxProtectionLevel() == Windows::Networking::Sockets::SocketProtectionLevel::BluetoothEncryptionWithAuthentication)
            || (service.MaxProtectionLevel() == Windows::Networking::Sockets::SocketProtectionLevel::BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication))
        {
            // The connection can be upgraded when opening the socket so the
            // App may offer UI here to notify the user that Windows may
            // prompt for a PIN exchange.
            return true;
        }
        else
        {
            // The connection cannot be upgraded so an App may offer UI here
            // to explain why a connection won't be made.
            return false;
        }
    case Windows::Networking::Sockets::SocketProtectionLevel::BluetoothEncryptionWithAuthentication:
        return true;
    case Windows::Networking::Sockets::SocketProtectionLevel::BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication:
        return true;
    }
    return false;
}

// This application relies on CRC32 checking available in version 2.0 of the service.
const uint32_t SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID{ 0x0300 };
const byte SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE{ 0x0A }; // UINT32.
const uint32_t MINIMUM_SERVICE_VERSION{ 200 };

Windows::Foundation::IAsyncOperation<bool> IsCompatibleVersion(Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommDeviceService const& service)
{
    auto attributes{
        co_await service.GetSdpRawAttributesAsync(Windows::Devices::Bluetooth::BluetoothCacheMode::Uncached) };

    auto attribute{ attributes.Lookup(SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID) };
    auto reader{ Windows::Storage::Streams::DataReader::FromBuffer(attribute) };

    // The first byte contains the attribute's type.
    byte attributeType{ reader.ReadByte() };
    if (attributeType == SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE)
    {
        // The remainder is the data
        uint32_t version{ reader.ReadUInt32() };
        co_return (version >= MINIMUM_SERVICE_VERSION);
    }
}
...

Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommDeviceService^ _service;
Windows::Networking::Sockets::StreamSocket^ _socket;

void Initialize()
{
    // Enumerate devices with the object push service
    create_task(
        Windows::Devices::Enumeration::DeviceInformation::FindAllAsync(
            RfcommDeviceService::GetDeviceSelector(
                RfcommServiceId::ObexObjectPush)))
    .then([](DeviceInformationCollection^ services)
    {
        if (services->Size > 0)
        {
            // Initialize the target Bluetooth BR device
            create_task(RfcommDeviceService::FromIdAsync(services[0]->Id))
            .then([](RfcommDeviceService^ service)
            {
                // Check that the service meets this App's minimum
                // requirement
                if (SupportsProtection(service)
                    && IsCompatibleVersion(service))
                {
                    _service = service;

                    // Create a socket and connect to the target
                    _socket = ref new StreamSocket();
                    create_task(_socket->ConnectAsync(
                        _service->ConnectionHostName,
                        _service->ConnectionServiceName,
                        SocketProtectionLevel
                            ::BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication)
                    .then([](void)
                    {
                        // The socket is connected. At this point the App can
                        // wait for the user to take some action, for example, click
                        // a button to send a file to the device, which could
                        // invoke the Picker and then send the picked file.
                        // The transfer itself would use the Sockets API and
                        // not the Rfcomm API, and so is omitted here for
                        //brevity.
                    });
                }
            });
        }
    });
}

// This App requires a connection that is encrypted but does not care about
// whether it's authenticated.
bool SupportsProtection(RfcommDeviceService^ service)
{
    switch (service->ProtectionLevel)
    {
    case SocketProtectionLevel->PlainSocket:
        if ((service->MaxProtectionLevel == SocketProtectionLevel
                ::BluetoothEncryptionWithAuthentication)
            || (service->MaxProtectionLevel == SocketProtectionLevel
                ::BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication))
        {
            // The connection can be upgraded when opening the socket so the
            // App may offer UI here to notify the user that Windows may
            // prompt for a PIN exchange.
            return true;
        }
        else
        {
            // The connection cannot be upgraded so an App may offer UI here
            // to explain why a connection won't be made.
            return false;
        }
    case SocketProtectionLevel::BluetoothEncryptionWithAuthentication:
        return true;
    case SocketProtectionLevel::BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication:
        return true;
    }
    return false;
}

// This App relies on CRC32 checking available in version 2.0 of the service.
const uint SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID = 0x0300;
const byte SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE = 0x0A;   // UINT32
const uint MINIMUM_SERVICE_VERSION = 200;
bool IsCompatibleVersion(RfcommDeviceService^ service)
{
    auto attributes = await service->GetSdpRawAttributesAsync(
        BluetoothCacheMode::Uncached);
    auto attribute = attributes[SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID];
    auto reader = DataReader.FromBuffer(attribute);

    // The first byte contains the attribute's type
    byte attributeType = reader->ReadByte();
    if (attributeType == SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE)
    {
        // The remainder is the data
        uint version = reader->ReadUInt32();
        return version >= MINIMUM_SERVICE_VERSION;
    }
}

サーバーとしてファイルを受信する

もう 1 つの一般的な RFCOMM アプリシナリオは、PC でサービスをホストし、他のデバイス用に公開することです。

RfcommServiceProvider を作成して、目的のサービスをアドバタイズします。
必要に応じて (属性のデータを生成する確立されたデータヘルパーを使用して) SDP 属性を設定し、他のデバイスが取得できるように SDP レコードのアドバタイズを開始します。
クライアントデバイスに接続するには、着信接続要求のリッスンを開始するソケットリスナーを作成します。
接続が受信されたら、後で処理するために接続されたソケットを格納します。
確立されたデータストリームパターンに従って、ソケットの InputStream からデータのチャンクを読み取り、ファイルに保存します。

RFCOMM サービスをバックグラウンドで保持するには、RfcommConnectionTrigger を使用します。バックグラウンドタスクは、サービスへの接続時にトリガーされます。開発者は、バックグラウンドタスクでソケットへのハンドルを受け取ります。バックグラウンドタスクは実行時間が長く、ソケットが使用中である限り保持されます。

Windows.Devices.Bluetooth.Rfcomm.RfcommServiceProvider _provider;

async void Initialize()
{
    // Initialize the provider for the hosted RFCOMM service
    _provider =
        await Windows.Devices.Bluetooth.Rfcomm.RfcommServiceProvider.CreateAsync(
            RfcommServiceId.ObexObjectPush);

    // Create a listener for this service and start listening
    StreamSocketListener listener = new StreamSocketListener();
    listener.ConnectionReceived += OnConnectionReceivedAsync;
    await listener.BindServiceNameAsync(
        _provider.ServiceId.AsString(),
        SocketProtectionLevel
            .BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication);

    // Set the SDP attributes and start advertising
    InitializeServiceSdpAttributes(_provider);
    _provider.StartAdvertising(listener);
}

const uint SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID = 0x0300;
const byte SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE = 0x0A;   // UINT32
const uint SERVICE_VERSION = 200;

void InitializeServiceSdpAttributes(RfcommServiceProvider provider)
{
    Windows.Storage.Streams.DataWriter writer = new Windows.Storage.Streams.DataWriter();

    // First write the attribute type
    writer.WriteByte(SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE);
    // Then write the data
    writer.WriteUInt32(MINIMUM_SERVICE_VERSION);

    IBuffer data = writer.DetachBuffer();
    provider.SdpRawAttributes.Add(SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID, data);
}

void OnConnectionReceivedAsync(
    StreamSocketListener listener,
    StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs args)
{
    // Stop advertising/listening so that we're only serving one client
    _provider.StopAdvertising();
    listener.Dispose();
    _socket = args.Socket;

    // The client socket is connected. At this point the App can wait for
    // the user to take some action, for example, click a button to receive a file
    // from the device, which could invoke the Picker and then save the
    // received file to the picked location. The transfer itself would use
    // the Sockets API and not the Rfcomm API, and so is omitted here for
    // brevity.
}

...
#include <winrt/Windows.Devices.Bluetooth.Rfcomm.h>
#include <winrt/Windows.Networking.Sockets.h>
#include <winrt/Windows.Storage.Streams.h>
...
Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommServiceProvider m_provider{ nullptr };
Windows::Networking::Sockets::StreamSocket m_socket;

Windows::Foundation::IAsyncAction Initialize()
{
    // Initialize the provider for the hosted RFCOMM service.
    auto provider{ co_await Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommServiceProvider::CreateAsync(
        Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommServiceId::ObexObjectPush()) };

    m_provider = provider;

    // Create a listener for this service and start listening.
    Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListener listener;
    listener.ConnectionReceived({ this, &MainPage::OnConnectionReceived });

    co_await listener.BindServiceNameAsync(m_provider.ServiceId().AsString(),
        Windows::Networking::Sockets::SocketProtectionLevel::BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication);

    // Set the SDP attributes and start advertising
    InitializeServiceSdpAttributes();
    m_provider.StartAdvertising(listener);
}

const uint32_t SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID{ 0x0300 };
const byte SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE{ 0x0A };   // UINT32.
const uint32_t SERVICE_VERSION{ 200 };

void InitializeServiceSdpAttributes()
{
    Windows::Storage::Streams::DataWriter writer;

    // First write the attribute type
    writer.WriteByte(SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE);
    // Then write the data
    writer.WriteUInt32(SERVICE_VERSION);

    auto data{ writer.DetachBuffer() };
    m_provider.SdpRawAttributes().Insert(SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID, data);
}

void OnConnectionReceived(
    Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListener const& listener,
    Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs const& args)
{
    // Stop advertising/listening so that we're only serving one client
    m_provider.StopAdvertising();
    listener.Close();
    m_socket = args.Socket();

    // The client socket is connected. At this point the application can wait for
    // the user to take some action, for example, click a button to receive a
    // file from the device, which could invoke the Picker and then save
    // the received file to the picked location. The transfer itself
    // would use the Sockets API and not the Rfcomm API, and so is
    // omitted here for brevity.
}
...

Windows::Devices::Bluetooth::Rfcomm::RfcommServiceProvider^ _provider;
Windows::Networking::Sockets::StreamSocket^ _socket;

void Initialize()
{
    // Initialize the provider for the hosted RFCOMM service
    create_task(Windows::Devices::Bluetooth.
        RfcommServiceProvider::CreateAsync(
            RfcommServiceId::ObexObjectPush))
    .then([](RfcommServiceProvider^ provider) -> task<void> {
        _provider = provider;

        // Create a listener for this service and start listening
        auto listener = ref new StreamSocketListener();
        listener->ConnectionReceived += ref new TypedEventHandler<
                StreamSocketListener^,
                StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs^>
           (&OnConnectionReceived);
        return create_task(listener->BindServiceNameAsync(
            _provider->ServiceId->AsString(),
            SocketProtectionLevel
                ::BluetoothEncryptionAllowNullAuthentication));
    }).then([listener](void) {
        // Set the SDP attributes and start advertising
        InitializeServiceSdpAttributes(_provider);
        _provider->StartAdvertising(listener);
    });
}

const uint SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID = 0x0300;
const byte SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE = 0x0A;   // UINT32
const uint SERVICE_VERSION = 200;
void InitializeServiceSdpAttributes(RfcommServiceProvider^ provider)
{
    auto writer = ref new Windows::Storage::Streams::DataWriter();

    // First write the attribute type
    writer->WriteByte(SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_TYPE);
    // Then write the data
    writer->WriteUInt32(SERVICE_VERSION);

    auto data = writer->DetachBuffer();
    provider->SdpRawAttributes->Add(SERVICE_VERSION_ATTRIBUTE_ID, data);
}

void OnConnectionReceived(
    StreamSocketListener^ listener,
    StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs^ args)
{
    // Stop advertising/listening so that we're only serving one client
    _provider->StopAdvertising();
    create_task(listener->Close())
    .then([args](void) {
        _socket = args->Socket;

        // The client socket is connected. At this point the App can wait for
        // the user to take some action, for example, click a button to receive a
        // file from the device, which could invoke the Picker and then save
        // the received file to the picked location. The transfer itself
        // would use the Sockets API and not the Rfcomm API, and so is
        // omitted here for brevity.
    });
}

Bluetooth RFCOMM

概要

クライアントとしてファイルを送信する

サーバーとしてファイルを受信する

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フィードバック

その他のリソース