簡(jiǎn)介：

1.1藍(lán)牙分類

經(jīng)典藍(lán)牙我們一般說的是BT，低功耗藍(lán)牙我們一般說成BLE。當(dāng)設(shè)備支持藍(lán)牙4.0時(shí)，還得進(jìn)一步確認(rèn)設(shè)備是支持BT單模、BLE單模還是BT和BLE都支持的雙模。

• 低功耗藍(lán)牙 (BLE)： 支持藍(lán)牙協(xié)議4.0或更高的模塊。主打低功耗，多用于物聯(lián)網(wǎng)類型。

• 經(jīng)典藍(lán)牙( BT)： 指支持藍(lán)牙協(xié)議在4.0以下的模塊。主打短距離數(shù)據(jù)高速傳輸，多用于藍(lán)牙耳機(jī)等。

• 經(jīng)典藍(lán)牙可再細(xì)分為：傳統(tǒng)藍(lán)牙和高速藍(lán)牙。

• 傳統(tǒng)藍(lán)牙： 2004年推出，藍(lán)牙2.0/2.1協(xié)議。

• 高速藍(lán)牙： 2009年推出，藍(lán)牙3.0協(xié)議，速率提高到約24Mbps，是傳統(tǒng)藍(lán)牙模塊的八倍。

• 雙模藍(lán)牙： 即兼容BLE和BT，如手機(jī)，使用分時(shí)機(jī)制來達(dá)到同時(shí)與低功耗藍(lán)牙和經(jīng)典藍(lán)牙設(shè)備通信。

1.2藍(lán)牙技術(shù)

藍(lán)牙協(xié)議包括兩種技術(shù)：Basic Rate(BR) 和 Low Energy(LE)。

Basic Rate又包括可選的EDR（Enhanced Data Rate） 技術(shù)，以及 交替使用的（Alternate）的MAC（Media Access Control）層和PHY層擴(kuò)展（簡(jiǎn)稱AMP）。、

在藍(lán)牙4.0及后面規(guī)格中，SIG定義了四種藍(lán)牙技術(shù)：BR，EDR，AMP和LE ，由于LE是2010年才提出的，比較新，所以人們把之前的BR/EDR/AMP技術(shù)稱之為經(jīng)典藍(lán)牙。

• 經(jīng)典藍(lán)牙( BT)：

• BR(Basic Rate): 藍(lán)牙基礎(chǔ)速率技術(shù)。

• EDR(Enhanced Data Rate) : 藍(lán)牙增強(qiáng)速率技術(shù)。

• AMP (Alternate MAC/PHYs): 藍(lán)牙核心系統(tǒng)的次要控制器,可切換的媒體訪問控制器（Media Access Controller）和物理層（Physical Layer）。

• 低功耗藍(lán)牙 (BLE)：

• LE(Low Energy): 藍(lán)牙低功耗技術(shù)。

注意：
EDR 是在 BR 技術(shù)基礎(chǔ)上升級(jí)，所以兩者可以同時(shí)使用。但是AMP 技術(shù)是使用的802.11（WIFI）規(guī)范，所以和原有的技術(shù)差異過大，所以BR/EDR和AMP只能二選一進(jìn)行使用。
LE技術(shù)相比BR技術(shù)，差異非常大，可以說就是兩種不同的技術(shù)。經(jīng)典藍(lán)牙和低功耗藍(lán)牙兩者物理層調(diào)制解調(diào)方式是不一樣的，所以低功耗藍(lán)牙設(shè)備和經(jīng)典藍(lán)牙設(shè)備兩者之間是不能相互通信的。

而我們的esp32自帶藍(lán)牙模塊可以讓我們進(jìn)行藍(lán)牙連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換

相關(guān)API：

一、經(jīng)典藍(lán)牙BT使用方法

經(jīng)典藍(lán)牙API

• BluetoothSerial SerialBT ：創(chuàng)建一個(gè)藍(lán)牙串口，命名為SerialBT

• SerialBT.begin() ：開啟藍(lán)牙

• SerialBT.available() ：返回藍(lán)牙串口緩沖區(qū)中當(dāng)前剩余的字符個(gè)數(shù)。

• SerialBT.print() ：藍(lán)牙串口發(fā)送的是字符，

• SerialBT.write() ：藍(lán)牙串口發(fā)送的字節(jié).

• Serial.read() ：返回藍(lán)牙串口接收的字符

程序示例代碼：

//This example code is in the Public Domain (or CC0 licensed, at your option.)
//By Evandro Copercini - 2018
//
//This example creates a bridge between Serial and Classical Bluetooth (SPP)
//and also demonstrate that SerialBT have the same functionalities of a normal Serial

#include "BluetoothSerial.h"

#if !defined(CONFIG_BT_ENABLED) || !defined(CONFIG_BLUEDROID_ENABLED)
#error Bluetooth is not enabled! Please run `make menuconfig` to and enable it
#endif

BluetoothSerial SerialBT;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  SerialBT.begin("ESP32test"); //Bluetooth device name
  Serial.println("The device started, now you can pair it with bluetooth!");
}

void loop() {
  if (Serial.available()) {
    SerialBT.write(Serial.read());//將串口收到的數(shù)據(jù)，再通過藍(lán)牙串口轉(zhuǎn)發(fā)出去
    Serial.println("由SerialBT打印");
  }
  if (SerialBT.available()) {//將藍(lán)牙串口收到的數(shù)據(jù)，再通過串口把信息發(fā)回給電腦
    Serial.write(SerialBT.read());
     Serial.println("由Serial打印");
  }
  delay(20);
}

二、低功耗藍(lán)牙BLE使用方法

簡(jiǎn)介：

BLE GATT協(xié)議

GATT全稱Generic Attribute Profile, GATT 代表通用屬性，它定義了暴露給連接的BLE設(shè)備的分層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這意味著，GATT 定義了兩個(gè)BLE設(shè)備，發(fā)送和接收標(biāo)準(zhǔn)通訊的方式。了解此層次結(jié)構(gòu)很重要，因?yàn)檫@樣可以，更輕松地了解如何使用BLE和編寫應(yīng)用程序。

下圖為BLE的基本結(jié)構(gòu)，需要記清楚

UUID：ble的服務(wù)和characteristic是通過UUID來進(jìn)行識(shí)別的。創(chuàng)建uuid可以使用這么一個(gè)網(wǎng)站：

Online UUID Generator Tool

notify：如果這個(gè)主機(jī)的一個(gè)特征值characteristic發(fā)生改變，就可以通過notify來告訴我們

創(chuàng)建 BLE 服務(wù)器代碼流程：

• 1，創(chuàng)建一個(gè)BLE服務(wù)器。在這種情況下，ESP32充當(dāng)BLE服務(wù)器。

• 2，創(chuàng)建BLE服務(wù)。

• 3，在服務(wù)上創(chuàng)建BLE特性。

• 4，在特征上創(chuàng)建一個(gè)BLE描述符。

• 5，啟動(dòng)服務(wù)。

• 6，開始廣播，以便其他設(shè)備可以找到它。

低功耗藍(lán)牙API：

創(chuàng)建一個(gè)BLE設(shè)備

    BLEDevice::init(ble_name);

創(chuàng)建一個(gè)BLE服務(wù)

    pServer = BLEDevice::createServer();
    pServer->setCallbacks(new MyServerCallbacks()); //設(shè)置回調(diào)
    BLEService *pService = pServer->createService(SERVICE_UUID);

創(chuàng)建一個(gè)BLE特征

pTxCharacteristic = pService->createCharacteristic(CHARACTERISTIC_UUID_TX, BLECharacteristic::PROPERTY_NOTIFY);
pTxCharacteristic->addDescriptor(new BLE2902());
BLECharacteristic *pRxCharacteristic = pService->createCharacteristic(CHARACTERISTIC_UUID_RX, BLECharacteristic::PROPERTY_WRITE);
pRxCharacteristic->setCallbacks(new MyCallbacks()); //設(shè)置回調(diào)

這里創(chuàng)建了一個(gè)特征值，類型是通知。

在后面使用createCharacteristic(CHARACTERISTIC_UUID_RX, BLECharacteristic::PROPERTY_WRITE)將rx收集到的信息寫入，通過MyCallbacks再打印出來

為了實(shí)現(xiàn)"串口",我們?cè)谶@個(gè)服務(wù)下添加了兩個(gè)特征值, 一個(gè)是TX. 一個(gè)是RX.另外還需注意三個(gè)uuid因該是相對(duì)應(yīng)的值。

開始服務(wù)和廣播

    pService->start();                  // 開始服務(wù)
    pServer->getAdvertising()->start(); // 開始廣播
    Serial.println(" 等待一個(gè)客戶端連接，且發(fā)送通知... ");

代碼示例

/*
    Video: https://www.youtube.com/watch?v=oCMOYS71NIU
    Based on Neil Kolban example for IDF: https://github.com/nkolban/esp32-snippets/blob/master/cpp_utils/tests/BLE%20Tests/SampleNotify.cpp
    Ported to Arduino ESP32 by Evandro Copercini

   Create a BLE server that, once we receive a connection, will send periodic notifications.
   創(chuàng)建一個(gè)BLE服務(wù)器，一旦我們收到連接，將會(huì)周期性發(fā)送通知

   T使用步驟：
   1. 創(chuàng)建一個(gè) BLE Server
   2. 創(chuàng)建一個(gè) BLE Service
   3. 創(chuàng)建一個(gè) BLE Characteristic
   4. 創(chuàng)建一個(gè) BLE Descriptor
   5. 開始服務(wù)
   6. 開始廣播


*/
#include <Arduino.h>
#include <BLEDevice.h>
#include <BLEServer.h>
#include <BLEUtils.h>
#include <BLE2902.h>
#include "common.h"

uint8_t txValue = 0;                         //后面需要發(fā)送的值
BLEServer *pServer = NULL;                   //BLEServer指針 pServer
BLECharacteristic *pTxCharacteristic = NULL; //BLECharacteristic指針 pTxCharacteristic
bool deviceConnected = false;                //本次連接狀態(tài)
bool oldDeviceConnected = false;             //上次連接狀態(tài)d
// See the following for generating UUIDs: https://www.uuidgenerator.net/
#define SERVICE_UUID "12a59900-17cc-11ec-9621-0242ac130002" // UART service UUID
#define CHARACTERISTIC_UUID_RX "12a59e0a-17cc-11ec-9621-0242ac130002"
#define CHARACTERISTIC_UUID_TX "12a5a148-17cc-11ec-9621-0242ac130002"

class MyServerCallbacks : public BLEServerCallbacks
{
    void onConnect(BLEServer *pServer)
    {
        deviceConnected = true;
    };

    void onDisconnect(BLEServer *pServer)
    {
        deviceConnected = false;
    }
};

class MyCallbacks : public BLECharacteristicCallbacks
{
    void onWrite(BLECharacteristic *pCharacteristic)
    {
        std::string rxValue = pCharacteristic->getValue(); //接收信息

        if (rxValue.length() > 0)
        { //向串口輸出收到的值
            Serial.print("RX: ");
            for (int i = 0; i < rxValue.length(); i++)
                Serial.print(rxValue[i]);
            Serial.println();
        }
    }
};

void setup()
{
    Serial.begin(115200);

    // 創(chuàng)建一個(gè) BLE 設(shè)備
    BLEDevice::init("BAKUMAN");//在這里面是ble的名稱

    // 創(chuàng)建一個(gè) BLE 服務(wù)
    pServer = BLEDevice::createServer();
    pServer->setCallbacks(new MyServerCallbacks()); //設(shè)置回調(diào)
    BLEService *pService = pServer->createService(SERVICE_UUID);

    // 創(chuàng)建一個(gè) BLE 特征
    pTxCharacteristic = pService->createCharacteristic(CHARACTERISTIC_UUID_TX, BLECharacteristic::PROPERTY_NOTIFY);
    pTxCharacteristic->addDescriptor(new BLE2902());
    BLECharacteristic *pRxCharacteristic = pService->createCharacteristic(CHARACTERISTIC_UUID_RX, BLECharacteristic::PROPERTY_WRITE);
    pRxCharacteristic->setCallbacks(new MyCallbacks()); //設(shè)置回調(diào)

    pService->start();                  // 開始服務(wù)
    pServer->getAdvertising()->start(); // 開始廣播
    Serial.println(" 等待一個(gè)客戶端連接，且發(fā)送通知... ");
}

void loop()
{
    // deviceConnected 已連接
    if (deviceConnected)
    {
        pTxCharacteristic->setValue(&txValue, 1); // 設(shè)置要發(fā)送的值為1
        pTxCharacteristic->notify();              // 廣播
        txValue++;                                // 指針數(shù)值自加1
        delay(2000);                              // 如果有太多包要發(fā)送，藍(lán)牙會(huì)堵塞
    }

    // disconnecting  斷開連接
    if (!deviceConnected && oldDeviceConnected)
    {
        delay(500);                  // 留時(shí)間給藍(lán)牙緩沖
        pServer->startAdvertising(); // 重新廣播
        Serial.println(" 開始廣播 ");
        oldDeviceConnected = deviceConnected;
    }

    // connecting  正在連接
    if (deviceConnected && !oldDeviceConnected)
    {
        // do stuff here on connecting
        oldDeviceConnected = deviceConnected;
    }
}

在loop函數(shù)中我們的藍(lán)牙連接會(huì)對(duì)應(yīng)三種狀態(tài)：

這里講解一下當(dāng)設(shè)備連接時(shí)的情況：

if (deviceConnected){
        pTxCharacteristic->setValue(&txValue, 1); // 設(shè)置要發(fā)送的值為1
        pTxCharacteristic->notify();              // 廣播
        txValue++;                                // 指針數(shù)值自加1
        delay(2000);                              // 如果有太多包要發(fā)送，藍(lán)牙會(huì)堵塞
    }

這里面測(cè)試的是不停發(fā)送數(shù)據(jù)，每發(fā)一次數(shù)值加一。 此時(shí)：

class MyServerCallbacks : public BLEServerCallbacks
{
    void onConnect(BLEServer *pServer)
    {
        deviceConnected = true;
    };

    void onDisconnect(BLEServer *pServer)
    {
        deviceConnected = false;
    }
};

通過這個(gè)回調(diào)可以說清楚這個(gè)藍(lán)牙到底有沒有連接，如果連接了通過

pServer->setCallbacks(new MyServerCallbacks());

這個(gè)MyServerCallbacks回調(diào)就可以返回連接狀態(tài)。 文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-778018.html