Реализация передачи данных с фитнес-браслета по BLE в мобильное приложение

Реализация передачи данных с фитнес-браслета по BLE в мобильное приложение

Большинство фитнес-браслетов на рынке — закрытые устройства с проприетарным GATT-профилем. Xiaomi Mi Band, Huawei Band, Fitbit — у каждого своё «колдовство» поверх стандартного Bluetooth LE. Если браслет кастомный (разработан под ваш продукт на Nordic nRF52840 или Dialog DA14531), ситуация проще: у вас есть документация на GATT-сервисы. Ниже — работа с обоими сценариями.

Стандартные GATT-профили: что реально поддерживают браслеты

Bluetooth SIG определил профили для носимых: Heart Rate Profile (HRP), Cycling Speed and Cadence (CSC), Running Speed and Cadence (RSC). Браслет с сертификацией реализует эти сервисы предсказуемо.

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)  // в миллисекундах
            offset += 2
        }
    }
    return HeartRateMeasurement(bpm, rrIntervals)
}

RR-интервалы — время между ударами сердца — нужны для HRV (Heart Rate Variability). Многие приложения игнорируют их и теряют ценные данные для анализа стресса.

Сканирование и фильтрация

Не сканируем «всё подряд» — только нужные устройства. 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)
        }
    })

    // Принудительно останавливаем через 10 секунд — бесконечный скан убивает батарею
    Handler(Looper.getMainLooper()).postDelayed({ scanner.stopScan(this) }, 10_000)
}

На iOS сканирование в фоне требует bluetooth-central background mode и фильтр по serviceUUIDs — без фильтра CoreBluetooth не доставляет события в фоне.

Работа с проприетарным браслетом без документации

Если браслет коммерческий и документации нет — реверс-инжиниринг через nRF Connect и Wireshark (Bluetooth HCI snoop log на Android, PacketLogger на Mac для iOS). Включаем Settings → Developer Options → Enable Bluetooth HCI snoop log, воспроизводим синхронизацию через официальное приложение, анализируем лог в Wireshark.

Обычно находим: UUID сервиса синхронизации, sequence команд инициализации, формат данных (часто без документации — «угадывать» по значениям: первые 4 байта — timestamp Unix, следующие 2 — шаги, и т.д.).

Надёжное переподключение

Браслеты отключаются. Телефон уходит в фон. Ссылки BluetoothGatt устаревают. Стратегия переподключения:

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

Экспоненциальный backoff с потолком 30 секунд — баланс между скоростью восстановления и нагрузкой на BLE-стек.

Реализация синхронизации данных с фитнес-браслета по BLE (шаги, ЧСС, сон, HRV): 3–5 недель. Реверс-инжиниринг проприетарного протокола добавляет 1–2 недели. Стоимость рассчитывается индивидуально.