Android-UWB——UwbManager

在前面的文章中，介绍了Android实现UWB的相关框架以及示例程序，在后续的章节中，将从Android源码角度来逐步解析UWB相关实现。

?UwbManager介绍

随着官方 Android API 的引入，开发者将能够创建在配备 UWB 硬件的不同 Android 智能手机上无缝工作的应用，而不是使用来自不同 OEM 厂商的不同套装 API。

目前谷歌已经将UWB相关内容放在Android 开源项目（AOSP）中，增加了一个超宽带（UWB）系统API。例如，UwbManager 类 “提供了一种执行 UWB 操作的方法，例如查询设备的能力，确定本地设备和远程设备之间的距离和角度”。API 的实现遵循 IEEE 的 802.15.4z 标准，用于低速率无线网络。（整体为FiRa标准，关于FiRa标准可以查看之前的文章）

到2023年4月，拥有超宽带（UWB）硬件的安卓设备包括三星 Galaxy Note 20, S21+, S22+, Z Fold 2, 3, 4，Google Pixel 6 Pro, Pixel 7 Pro，而使用这一硬件的应用只有三星的 SmartThings 应用的 SmartThings Find 功能。

整体而言，Android UWB 目前仍处于起步阶段，虽然它有望带来巨大的可能性，但其在现实世界中的作用和应用还没有充分实现。随着官方 Android API 的引入，开发者将能够创建在配备 UWB 硬件的不同 Android 智能手机上无缝工作的应用，而不是使用来自不同 OEM 厂商的不同套装 API。

跟踪官方的相关平台文档，可以查到，目前已经可以在android开发平台找到相关接口的文档：

UwbManager ?|? Android Developers

相关的开发内容包括：`androidx.core.uwb`、`androidx.core.uwb.exception`。

UwbManager实现

关于UwbManager的定义也在包：android.uwb中。

@SystemApi
@SystemService(Context.UWB_SERVICE)
public final class UwbManager {
    private static final String TAG = "UwbManager";

    private final Context mContext;
    private final IUwbAdapter mUwbAdapter;
    private final AdapterStateListener mAdapterStateListener;
    private final RangingManager mRangingManager;
    private final UwbVendorUciCallbackListener mUwbVendorUciCallbackListener;
    private final UwbOemExtensionCallbackListener mUwbOemExtensionCallbackListener;

    /**
     * Interface for receiving UWB adapter state changes
     */
    public interface AdapterStateCallback {
        // UWB adapter状态改变接口
    }

    /**
     * 抽象类用于接收ADF provision state，需被应用扩展
     */
    public abstract static class AdfProvisionStateCallback {
        private final AdfProvisionStateCallbackProxy mAdfProvisionStateCallbackProxy;

        public AdfProvisionStateCallback() {
            mAdfProvisionStateCallbackProxy = new AdfProvisionStateCallbackProxy();
        }
        //...
        private static class AdfProvisionStateCallbackProxy extends
                IUwbAdfProvisionStateCallbacks.Stub {
            //AIDL接口
        }
    }

    /**
     * Interface for receiving vendor UCI responses and notifications.
     * 接收供应商UCI响应和通知，由上层应用发送命令
     */
    public interface UwbVendorUciCallback {
        void onVendorUciResponse(
            @IntRange(from = 0, to = 15) int gid, int oid, @NonNull byte[] payload);
        void onVendorUciNotification(
            @IntRange(from = 9, to = 15) int gid, int oid, @NonNull byte[] payload);
    }


    @RequiresApi(Build.VERSION_CODES.UPSIDE_DOWN_CAKE)
    public interface UwbOemExtensionCallback {
        //Oem扩展接口
    }

    public UwbManager(@NonNull Context ctx, @NonNull IUwbAdapter adapter) {
        mContext = ctx;
        mUwbAdapter = adapter;
        mAdapterStateListener = new AdapterStateListener(adapter);
        mRangingManager = new RangingManager(adapter);
        mUwbVendorUciCallbackListener = new UwbVendorUciCallbackListener(adapter);
        mUwbOemExtensionCallbackListener = new UwbOemExtensionCallbackListener(adapter);
    }

    //均需要有UWB权限
    @RequiresPermission(permission.UWB_PRIVILEGED)
    public void registerAdapterStateCallback(@NonNull @CallbackExecutor Executor executor,
            @NonNull AdapterStateCallback callback) {
        mAdapterStateListener.register(executor, callback);
    }

    @RequiresPermission(permission.UWB_PRIVILEGED)
    public void unregisterAdapterStateCallback(@NonNull AdapterStateCallback callback) {
        mAdapterStateListener.unregister(callback);
    }

    @RequiresPermission(permission.UWB_PRIVILEGED)
    public void registerUwbVendorUciCallback(@NonNull @CallbackExecutor Executor executor,
            @NonNull UwbVendorUciCallback callback) {
        mUwbVendorUciCallbackListener.register(executor, callback);
    }

    public void unregisterUwbVendorUciCallback(@NonNull UwbVendorUciCallback callback) {
        mUwbVendorUciCallbackListener.unregister(callback);
    }
    //...
    @NonNull
    @RequiresPermission(allOf = {
            permission.UWB_PRIVILEGED,
            permission.UWB_RANGING
    })
    public CancellationSignal openRangingSession(@NonNull PersistableBundle parameters,
            @NonNull @CallbackExecutor Executor executor,
            @NonNull RangingSession.Callback callbacks) {
        return openRangingSessionInternal(parameters, executor, callbacks, /* chipId= */ null);
    }

	/* 用户可调用禁止或使能UWB */
    @RequiresPermission(permission.UWB_PRIVILEGED)
    public void setUwbEnabled(boolean enabled) {
        mAdapterStateListener.setEnabled(enabled);
    }

    /* 返回UWB Chip的信息，通过HAL接口来获取 */
    @RequiresPermission(permission.UWB_PRIVILEGED)
    @NonNull
    public List<PersistableBundle> getChipInfos() {
        try {
            return mUwbAdapter.getChipInfos();
        } catch (RemoteException e) {
            throw e.rethrowFromSystemServer();
        }
    }

	/* 注册UWB服务profile */
    @RequiresPermission(permission.UWB_PRIVILEGED)
    @NonNull
    public PersistableBundle addServiceProfile(@NonNull PersistableBundle parameters) {
        try {
            return mUwbAdapter.addServiceProfile(parameters);
        } catch (RemoteException e) {
            throw e.rethrowFromSystemServer();
        }
    }


    /**
     * 发送供应商定义UCI消息
     * UCI消息格式参考UCI规范，如有必要，平台需负责对有效载荷的分包（fragment）。
     */
    @NonNull
    @RequiresPermission(permission.UWB_PRIVILEGED)
    public @SendVendorUciStatus int sendVendorUciMessage(
            @IntRange(from = 0, to = 15) int gid, int oid, @NonNull byte[] payload) {
        Objects.requireNonNull(payload, "Payload must not be null");
        try {
            return mUwbAdapter.sendVendorUciMessage(MESSAGE_TYPE_COMMAND, gid, oid, payload);
        } catch (RemoteException e) {
            throw e.rethrowFromSystemServer();
        }
    }

    @Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
    @IntDef(value = {
            MESSAGE_TYPE_COMMAND,
            MESSAGE_TYPE_TEST_1,
            MESSAGE_TYPE_TEST_2,
    })
    @interface MessageType {}
    
    /**
     * 自定义类型供应商定义UCI消息
     * 注意：消息类型（mt）是在方法参数的开头添加的，因此比其他参数更独特，且是供应商要求的。
     */
    @NonNull
    @RequiresApi(Build.VERSION_CODES.UPSIDE_DOWN_CAKE)
    @RequiresPermission(permission.UWB_PRIVILEGED)
    public @SendVendorUciStatus int sendVendorUciMessage(@MessageType int mt,
            @IntRange(from = 0, to = 15) int gid, int oid, @NonNull byte[] payload) {
        Objects.requireNonNull(payload, "Payload must not be null");
        try {
            return mUwbAdapter.sendVendorUciMessage(mt, gid, oid, payload);
        } catch (RemoteException e) {
            throw e.rethrowFromSystemServer();
        }
    }

    private static class OnUwbActivityEnergyInfoProxy
            extends IOnUwbActivityEnergyInfoListener.Stub {
        //AIDL接口实现
    }
    
}

????????从注释上我们可以看到，UwbManager提供了一种执行超宽带（UWB）操作的方法，例如查询设备的能力，以及确定本地设备和远程设备的距离以及角度。

????????API surface使用不透明的参数。这些参数将使用所提供的UWB支持库创建。支持库在AOSP：package/modules/Uwb/service/support_lib。

????????要获取UwbManager，可以通过Context.getSystemServie(UwbManager.class)来实现。

关于openRangingSession

如果会话使用FiRa定义的配置文件（而不是自定义配置文件），则会触发：

• 使用service UUID开启OOB发现
• 在发现会话参数协商之后，建立OOB连接
• 建立基于动态STS的FiRa会话，需要Secure Element交互
• 根据OOB协商的参数配置UWB会话。
• 注意：OOB流程需要获取BLE权限

• permission.BLUETOOTH_ADVERTISE
  permission.BLUETOOTH_SCAN
  permission.BLUETOOTH_CONNECT

若会话不能打开，则会触发适当的原因。RangingSession.Callback.Reason

关于参数限定为PersistableBundle，必须使用UWB支持库，以构造对应参数，定义测距会话。

根据前文介绍的Android-UWB技术框架，在UwbManager之后，就是UWB Service，将陆续在后续的文章中进行分析。