Android Bluetooth Hacking

Stefano Sanna & Emanuele di Saverio – JUG Sardegna / JUG Roma

Javaday IV – Roma – 30 gennaio 2010

Stefano Sanna - JUG SardegnaEmanuele Di Saverio - JUG Roma

Bluetooth Hacking



Sommario

• Chi siamo

• L’importanza del Bluetooth sui device mobili• Android & Bluetooth: storia di un amore mancato

• Happy hacking!

• La Bluetooth API per Android 1.x• L’API ufficiale di Android 2.0• Demo: Android per controllare Arduino Bluetooth



Chi siamo

• Stefano Sanna• Senior Solution Engineer Android @ beeweeb SpA• Autore del libro “Java Micro Edition”, Hoepli (2007)• Main designer Bluetooth API for Android 1.x

• Emanuele Di Saverio• Scrum Master and Senior Developer @ beeweeb SpA• SCMAD, SCJP• Committer Easy-Bluetooth framework for Android



Bluetooth su Android

• early Android• Wrapper Java su Bluez

• Android 0.9• Sparisce l’API Bluetooth!

• Android 1.x• Nessuna API per gli sviluppatori

• Android 2.x• Introduce una API che consente il discovery di device

remoti, di aprire connessioni RFCOMM client e server



L’importanza del supporto Bluetooth

• Senza una API dedicata non è possibile:

• Discovery di device e servizi

• Trasferimento file con Bluetooth FTP e OBEX

• Connessioni a GPS, gamepad, apparati medicali

• Controllo remoto di moduli embedded e sensor network

• Applicazioni di robotica (LEGO Mindstorms, etc...)



Tanti device la’ fuori...



Happy Hacking!



System service & Reflection

• Il Bluetooth Service è accessibile come qualsiasi altro Android Service:

A questo punto, ottenuta la classe, si può utilizzare la reflection per conoscerne (e invocarne!) i metodi:

Object bluetoothService = context.getSystemService(“bluetooth”);

Class bluetoothServiceClass = bluetoothService.class;

Method[] bluetoothMethods = bluetoothServiceClass.getMethods();

http://developer.android.com/reference/java/lang/Class.html#getMethods%28%29

http://developer.android.com/reference/java/lang/Class.html#getMethods%28%29



I metodi disponibili

public android.bluetooth.BluetoothDevice(android.bluetooth.IBluetoothDevice)public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.cancelBondProcess(java.lang.String)public void android.bluetooth.BluetoothDevice.cancelDiscovery()public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.cancelPin(java.lang.String)public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.createBond(java.lang.String)public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.disable()public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.disconnectRemoteDeviceAcl(java.lang.String)public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.enable()public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getAddress()public int android.bluetooth.BluetoothDevice.getBluetoothState()public int android.bluetooth.BluetoothDevice.getBondState(java.lang.String)public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getCompany()public int android.bluetooth.BluetoothDevice.getDiscoverableTimeout()public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getManufacturer()public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getName()public int android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteClass(java.lang.String)public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteCompany(java.lang.String)public [B android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteFeatures(java.lang.String)public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteManufacturer(java.lang.String)public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteName(java.lang.String)public java.lang.String android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteRevision(java.lang.String)public boolean android.bluetooth.BluetoothDevice.getRemoteServiceChannel(java.lang.String,short,android.bluetooth.IBluetoothDeviceCallback)

TROPPO

COMPLESSO!



Permission

• Primo passo: per accedere alle funzionalità Bluetooth occorre dichiarare due Permission nel Manifest:

<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" /> <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" />



Discovery device remoti

LocalBluetoothDevice local = LocalBluetoothDevice.init(context);

local.setListener(new LocalBluetoothDeviceListener() {

public void scanStarted() { // e’ partita la scansione... }

public void scanCompleted(ArrayList<String> devices) { // scansione completata }});

local.scan(); // avvia la scansione...



Apertura di un socket RFCOMM client

RemoteBluetoothDevice dev = local.getRemoteBluetoothDevice(address);

dev.setListener(new RemoteBluetoothDeviceListener() { public void paired() { // si aprono socket e stream I/O... BluetoothSocket socket = dev.openSocket(1); InputStream input = socket.getInputStream(); OutputStream output = socket.getOutputStream(); }

public void pinRequested() { // mostra la dialog per l’inserimento del PIN }});

dev.pair(); 1

2

3



Device compatibili

• HTC Dream• HTC Magic• HTC Tattoo

• Samsung Galaxy i7500• Samsung Galaxy i5700

• Huawei U8220

• Sony-Ericsson XPERIA X10



Bluetooth API for Android 1.x

• Unica libreria opensource (Apache 2.0) che per l’accesso allo stack Bluetooth su Android 1.x• Funzionalità:• accensione/spegnimento Bluetooth• discovery di dispositivi remoti e della porta RFCOMM port

di un servizio• apertura connessioni RFCOMM client

• Funziona senza la necessità di accesso root• Check it out!• http://code.google.com/p/android-bluetooth



Bluetooth API for Android 1.x

• Oltre 1000 download!

• Utilizzata in progetti commerciali e free:• Ha ispirato la realizzazione di Bluetooth File Transfer di

Medieval Software, l’applicazione di trasferimento file di maggior successo nell’Android Market• È utilizzata in Amarino (sviluppato al MIT), primo

framework di controllo di Arduino attraverso Android• È utilizzata in GoPayment di Intuit Inc., per il pagamento

con carta di credito attraverso swiper e stampante BT



Principali limitazioni

• Non è possibile registrare un servizio sul database SDP (Service Discovery Protocol), benché sia possibile creare socket server RFCOMM

• Se si utilizza la funzionalità di device inquiry subito dopo l’avvio del telefono, la chiamata nativa interferisce con un processo di scansione del sistema e lo stack Bluetooth diventa inutilizzabile • Problemi di compatibilità con HTC Hero



Permission su socket dbus



L’API di Android 2.x

• Android 2.0 : Bluetooth ufficialmente nell'SDK!

• Yay!• Niente controllo diretto sul pairing• Niente accesso diretto ai canali RFCOMM• Niente discovery dei servizi

...not so :\• Android style: basato su Intents and Receivers• paradigma Publish/Subscribe, un po’ macchinoso!



Discovery in Android 2.x

BluetoothAdapter adapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();

IntentFilter filter = new IntentFilter();

filter.addAction(BluetoothDevice.ACTION_FOUND);filter.addAction(BluetoothAdapter.ACTION_DISCOVERY_FINISHED);

//also can register for DISCOVERY_STARTED Action

context.registerReceiver(receiver, filter);

adapter.startDiscovery();



BroadcastReceiver

private final BroadcastReceiver receiver = new BroadcastReceiver() {

public void onReceive(Context ctx, Intent intent) {

final String action = intent.getAction();

if (action.equals(BluetoothDevice.ACTION_FOUND)) { BluetoothDevice device = (BluetoothDevice) intent.getParcelableExtra(BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE); //process device

} else if (action.equals(BluetoothAdapter.ACTION_DISCOVERY_FINISHED)) {

//done :o)}

}};



Socket e stream I/O

//given a valid “BluetoothDevice”...

UUID uuidOfTargetService = UUID.nameUUIDFromBytes(“2d26618601fb47c28d9f10b8ec891363”);

BluetoothSocket socket = rbd.createRfcommSocketToServiceRecord(uuidOfTargetService);

socket.connect();

InputStream input = socket.getInputStream();OutputStream output = socket.getOutputStream();

....

socket.close();



Buone pratiche su Android

• È importante tenere a mente le buone usanze di programmazione Android (e Java!):

• operazioni di I/O sempre su un Thread separato

• aggiornare la UI via Handler

• deregistrare i Receivers prima di terminare un Context



Serve ancora una libreria custom?

• Malgrado l’API di Android 2.0, una libreria Bluetooth avrebbe ancora la sua utilità!

• Accesso alle feature nascoste (via reflection)• Esposizione di una API più semplice• Astrazione 1.x vs 2.0 Retrocompatibilità!

• ....in lavorazione Easy Bluetooth• Check it out:

http://android-bluetooth.googlecode.com/svn/



Android controlla Arduino

• Vogliamo utilizzare Android per controllare via Bluetooth un LED e leggere una temperatura



Arduino

• “Arduino is an open-source electronics prototyping platform based on flexible, easy-to-use hardware and software. [...] It can sense the environment by receiving input from a variety of sensors and can affect its surroundings by controlling lights, motors, and other actuators.• Rigorosamente MADE IN ITALY!

• http://www.arduino.cc



Sorgente Arduinoint LED_PIN = 13; int LM35_PIN = 2;

void setup() { Serial.begin(115200); pinMode(LED_PIN, OUTPUT); }

void loop() { if (Serial.available() > 0) { int inByte = Serial.read(); switch (inByte) { case '1': digitalWrite(LED_PIN, HIGH); Serial.write('1'); break; case '0': digitalWrite(LED_PIN, LOW); Serial.write('0'); break; case 'r': readTemp(); break; }}

Hardware utilizzato:

• Arduino Bluetooth• Prototype shield e breadboard• LM35 Temperature Sensor

void readTemp() { int temp = analogRead(LM35_PIN); temp= ( 5.0 * temp * 100.0) / 1024.0; Serial.write(temp);}



Sorgente Android

// definiamo i comandi...byte LED_ON_REQUEST = ‘1’;byte LED_OFF_REQUEST = ‘0’;byte READ_TEMPERATURE = ‘r’;

[...]

// all’interno del Thread inviamo comandi e leggiamo le risposte...output.write(request);final int response = input.read();

if (request == 'r') { handler.post(new Runnable() { public void run() { String temp = Integer.toString(response); Toast.makeText(Controller.this, "LM35 Sensor: " + temp + "°C", 4000).show();

});}



Starring:

Motorola Milestone (Android 2.0), HTC Magic (Android 1.6) and Arduino Bluetooth

DEMO!



Risorse

• Android• http://developer.android.com• http://source.android.com

• Bluetooth API for Android 1.x e Easy Bluetooth• http://code.google.com/p/android-bluetooth

• Arduino• http://www.arduino.cc



Riferimenti

• Stefano Sanna• gerdavax AT gmail DOT com• http://www.gerdavax.it

• Emanuele Di Saverio• emanuele DOT disaverio AT gmail DOT com



Stefano & Emanuele & i rispettivi JUG!

GRAZIE!

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