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https://github.com/hi-jin2/virtual-bicycle-with-ble-gattserver

BLE를 사용해서 스마트폰을 이용한 가상 자전거 만들기
https://github.com/hi-jin2/virtual-bicycle-with-ble-gattserver

ble bluetooth gatt-server jetpack-compose

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BLE를 사용해서 스마트폰을 이용한 가상 자전거 만들기

Awesome Lists containing this project

README 

        
# BLE Virtual Bicycle (9.2~9.20 온보딩 프로젝트)



> BLE(Bluetooth Low Energy)를 사용해서 스마트폰을 이용한 가상 자전거 만들기 toy project

- 스마트폰을 Bluetooth Server로 만들어 센서의 역할을 하게 한다.



https://github.com/user-attachments/assets/65abf589-f4b0-445d-a499-92f902e39b25



## Device

![Frame 5](https://github.com/user-attachments/assets/d80b16a4-7146-49cf-aa63-deb86b392aca)

- 안드로이드 스마트폰 기기 2개가 필요하다.

- 앱을 설치한 기기가 센서의 역할을 하며 정보를 생성하고 전달하는 `server`가 된다.

- 앱을 설치하지 않은 기기는 `Server`로 부터 정보를 받아오는 `client` 기기가 된다.



## Scenario



1. 블루투스 기기 광고를 한다. (advertising)

2. 블루투스 연결을 당한다. (connect)

3. app이 설치된 기기(`server`)에서 연결당한 `client` 기기에게 정보를 전송한다. (READ, WRITE, NOTIFY)

    - `BluetoothGattServerCallback` 안에 있는 `onConnectionStateChange`를 통해 연결 감지, 연결된 `client` 기기 정보(Address)를 불러온다.

    - `onCharacteristicReadRequest`를 통해 연결된 `client` 기기에게 정보를 전송한다.



## Package

```

com.eddy.nrf

├── bluetooth

│   └── ...

├── presentation

│   ├── ui

│   │   ├── component

│   │   │   └── ...

│   │   ├── theme

│   │   │   └── ...

│   │   ├── BikeScreen

│   │   ├── BikeUiState

│   │   └── BikeViewModel

│   └── MainActivcity

└──── utils

```



## Trouble Shooting



### 1. Bluetooth 관심사 분리

> 블루투스 서비스가 거대해지는 것을 막기 위해서 단일 책임원칙에 따른 관심사 분리를 했습니다.



0. BluetoothService:

블루투스를 다루기 위한 것을 담당하고, 아래 xxxManager를 통해서 실제 작업을 수행합니다.



1. AdvertisingManager:

블루투스 LE 광고를 시작하고 중지하는 책임을 갖습니다.

startAdvertising(), stopAdvertising() 메서드를 포함합니다.



2. GattServerManager:

GATT 서버를 시작하고 관리하는 책임을 갖습니다.

startServer(), stopServer() 메서드와 GATT 서버 콜백을 포함합니다.

등록된 디바이스 목록을 관리합니다.



3. HeartRateNotificationManager:

심박수(이 경우 거리, 속도, 기어 정보) 알림을 관리합니다.

startNotifications(), stopNotifications() 메서드를 포함합니다.

주기적으로 알림을 보내는 로직을 처리합니다.



4. BluetoothStateReceiver:

블루투스 상태 변경을 감지하고 적절한 작업을 수행합니다.

register(), unregister() 메서드를 포함하여 리시버를 등록/해제합니다.



5. BluetoothGattServiceBuilder

블루투스 생성 과정을 빌더로 만든 클래스입니다.  

Bluetooth service, characteristic 등의 정보를 받아서 서비스를 생성합니다. 



### 2. Foreground service

🍀 **요구사항: 기기를 잠금하고 다시 돌아온 상태나 포커싱이 없는 상태에서도 subscriber에게 ble notification이 가도록 하라.**

> BluetoothService가 안드로이드 4대 컴포넌트인 `Service`를 상속받도록 수정하였습니다.  

> 포그라운드 서비스로 지정함으로써 사용자가 앱과 사용작용하지 않을 때도 계속 실행됩니다.

- Service는 `startForeground`를 통해 Foreground 서비스 시작

```

    override fun onStartCommand(intent: Intent?, flags: Int, startId: Int): Int {

        val notification = createNotification() // Notification 생성

        startForeground(1, notification) // Foreground 서비스 시작



        return START_STICKY // 서비스가 중단되었을 경우 자동으로 다시 시작

    }

```

### 3. 동적으로 애니메이션 속도 조정

🍀 **요구사항: uiState의 Speed가 변경됨에 따라 자전거 애니메이션의 속도가 바뀌도록 하여라.**

- 초안

   - rememberInfiniteTransition으로는 동적으로 속도를 조정할 수 없다.

   - durationMillis 파라미터는 동적으로 값의 변화를 인지하지 못하는 문제 발생.

```kotlin

    val infiniteTransition = rememberInfiniteTransition(label = "")

    val currentFrame by infiniteTransition.animateValue(

        initialValue = 0,

        targetValue = frameCount - 1,

        typeConverter = Int.VectorConverter,

        animationSpec = infiniteRepeatable(

            animation = tween(

                durationMillis = (frameCount * baseDuration / speed).toInt(),

                easing = LinearEasing

            ),

            repeatMode = RepeatMode.Restart

        ),

        label = ""

    )

```



- 해결 버전

  - speed는 항상 관찰이 되지만, 현재 프레임의 frameDuration

  - LaunchedEffect는 Compose에서 사이드 이펙트를 실행하기 위해 사용됩니다. 특정 키(speed)가 변경될 때마다 새로운 코루틴을 시작합니다. speed 값이 변경될 때마다 애니메이션 루프를 다시 시작하려고 시도합니다.

  - currentFrame.value를 1씩 증가시키며, frameCount로 나눈 나머지를 취하여 루프를 만듭니다.

  - 각 프레임이 표시되는 시간을 frameDuration만큼 지연시킵니다.



```kotlin

    // speed에 따른 frameDuration 계산



    val frameDuration = if (speed > 0) {

        (baseDuration * 3 / (speed / 3).coerceIn(1f, 9f)).toLong()

    } else {

        Long.MAX_VALUE // 매우 큰 값으로 설정하여 애니메이션 정지

    }



    // 현재 프레임 상태

    val currentFrame = remember { mutableStateOf(0) }



    // 애니메이션 업데이트를 위한 LaunchedEffect

    LaunchedEffect(speed) { // speed를 키로 사용

        while (speed > 0) { // speed가 0이 아닌 동안만 루프 실행

            // 프레임 업데이트

            currentFrame.value = (currentFrame.value + 1) % frameCount

            // 속도에 따른 프레임 지속시간 조정

            delay(frameDuration)



            Log.d("laun", "${currentFrame.value} $speed $frameDuration")

        }

    }



    // 애니메이션을 정지시키는 빈 이미지 또는 투명 이미지 설정

    val displayImage = if (speed > 0) {

        images[currentFrame.value]

    } else {

        painterResource(id = R.drawable.out_001)

    }



    Image(

        painter = displayImage,

        contentDescription = null,

        modifier = modifier

    )

```



## Library

| 이름 | 목적| 

|---|---|

| Bluetooth | Bluetooth Low Energy(BLE) 통신을 관리. [BLE 광고](https://developer.android.com/reference/android/bluetooth/le/BluetoothLeAdvertiser) 및 [GATT 서버](https://developer.android.com/reference/android/bluetooth/BluetoothGattServer) 관리에 사용

| Jetpack Compose | 선언적 UI 빌드 및 UI 상태 관리를 위한 라이브러리 |

| Timber | 로그 관리를 위한 라이브러리. 더 간결하고 유연한 로깅을 제공 |



## Architecture

### 안드로이드 권장 앱 아키텍쳐 



> View와 ViewModel의 구조로 관심사 분리를 합니다.

- UI -> **event** -> ViewModel

- ViewModel -> **uiState** -> UI



image



참고: [ViewModel and State in Compose](https://developer.android.com/codelabs/basic-android-kotlin-compose-viewmodel-and-state?hl=ko#4)