大家好，我是ST!

上次給大家分享了如何使用ESP32實(shí)現(xiàn)UDP通信，今天跟大家聊聊如何使用ESP32實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙通信。

一、藍(lán)牙簡(jiǎn)介

藍(lán)牙是一種無(wú)線通訊技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。一般將藍(lán)牙3.0之間的BR/EDR藍(lán)牙稱為傳統(tǒng)藍(lán)牙，而將藍(lán)牙4.0規(guī)范下的LE藍(lán)牙稱為低功耗藍(lán)牙。目前，藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，并已經(jīng)成為接入物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)。如今，借助于ESP32平臺(tái)，MicroPython中也能夠使用藍(lán)牙BLE協(xié)議進(jìn)行通信。這對(duì)MicroPython平臺(tái)而言，自然豐富了其生態(tài)，增強(qiáng)了其技能，反過(guò)來(lái)講，藍(lán)牙BLE能夠在MicroPython中得以集成，借助Python語(yǔ)言的易用性，亦將大大降低其入門門檻。

二、miropython有關(guān)藍(lán)牙的實(shí)現(xiàn)方法

在miropython官網(wǎng)中，提供藍(lán)牙接口模塊為bluetooth，下面簡(jiǎn)單介紹一下本次實(shí)驗(yàn)用到的一些方法。

網(wǎng)址：http://docs.micropython.org/en/v1.18/library/bluetooth.html

1）BLE.active([active,?]/)

可選地更改BLE無(wú)線電的活動(dòng)狀態(tài)，并返回當(dāng)前狀態(tài)。在此類上使用任何其他方法之前，必須使無(wú)線電處于活動(dòng)狀態(tài)。

2）BLE.config(*,?param=value,?...)

獲取或設(shè)置 BLE 接口的配置值。要獲取一個(gè)值，參數(shù)名稱應(yīng)該作為字符串引用，并且一次只查詢一個(gè)參數(shù)。要設(shè)置值，請(qǐng)使用關(guān)鍵字語(yǔ)法，一次可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。

3）BLE.irq(handler,?/)

為來(lái)自 BLE 堆棧的事件注冊(cè)回調(diào)。如下官方給出的事件處理程序（部分截圖）：

4）BLE.gap_advertise(interval_us,?adv_data=Non，*，resp_data=None,...)

以指定的時(shí)間間隔（以微秒為單位）開(kāi)始廣播。此間隔將向下舍入到最接近的 625us。要停止廣播，請(qǐng)將interval_us設(shè)置為None。

adv_data和resp_data可以是實(shí)現(xiàn)緩沖協(xié)議的任何類型（例如bytes,?bytearray,?str）。adv_data包含在所有廣播中，resp_data發(fā)送以回復(fù)主動(dòng)掃描。

注意：如果adv_data（或resp_data）是None，那么傳遞給先前調(diào)用的數(shù)據(jù)gap_advertise將被重新使用。這允許廣播公司僅使用gap_advertise(interval_us).?要清除廣告有效載荷，請(qǐng)傳遞一個(gè)空的bytes，即b''。

5）BLE.gatts_register_services(services_definition,?/)

用指定的服務(wù)配置服務(wù)器，替換任何現(xiàn)有的服務(wù)。services_definition是一個(gè)服務(wù)列表，其中每個(gè)服務(wù)是一個(gè)包含一個(gè)UUID和一個(gè)特征列表的雙元素元組。每個(gè)特征都是兩個(gè)或三個(gè)元素的元組，包含一個(gè)UUID、一個(gè)標(biāo)志值和可選的描述符列表。每個(gè)描述符都是一個(gè)包含UUID和標(biāo)志值的雙元素元組。這些標(biāo)志是下面定義的標(biāo)志的位或組合。這些設(shè)置了特征(或描述符)的行為以及安全和隱私需求。返回值是一個(gè)元組列表(每個(gè)服務(wù)一個(gè)元素)(每個(gè)元素是一個(gè)值句柄)。按照定義的順序，特征和描述符句柄被平展到同一個(gè)元組中。

以下官方示例注冊(cè)了兩個(gè)服務(wù)（Heart Rate, and Nordic UART）：

?

HR_UUID = bluetooth.UUID(0x180D)
HR_CHAR = (bluetooth.UUID(0x2A37), bluetooth.FLAG_READ | bluetooth.FLAG_NOTIFY,)
HR_SERVICE = (HR_UUID, (HR_CHAR,),)
UART_UUID = bluetooth.UUID('6E400001-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E')
UART_TX = (bluetooth.UUID('6E400003-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E'), bluetooth.FLAG_READ | bluetooth.FLAG_NOTIFY,)
UART_RX = (bluetooth.UUID('6E400002-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E'), bluetooth.FLAG_WRITE,)
UART_SERVICE = (UART_UUID, (UART_TX, UART_RX,),)
SERVICES = (HR_SERVICE, UART_SERVICE,)
( (hr,), (tx, rx,), ) = bt.gatts_register_services(SERVICES)

?

6）BLE.gatts_read(value_handle,?/)

讀取此句柄(已由gatts_write或遠(yuǎn)程客戶端寫(xiě)入)的本地值。

7）BLE.gatts_notify(conn_handle,?value_handle,?data=None,?/)

向已連接的客戶端發(fā)送通知請(qǐng)求。

如果data不是None，那么該值將作為通知的一部分發(fā)送給客戶端。本地值不會(huì)被修改。否則，如果data為None，則將發(fā)送當(dāng)前本地值(與gatts_write設(shè)置的一樣)。注意:無(wú)論客戶端對(duì)該特性的訂閱狀態(tài)如何，通知都將被發(fā)送。

8）bluetooth.UUID(value,?/)

使用指定的值創(chuàng)建一個(gè)UUID實(shí)例。取值為:

16位整數(shù),例如0 x2908

128位的UUID字符串,例如：'6E400001-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E'

三、我的實(shí)驗(yàn)代碼

?

from machine import Pin
from machine import Timer
from time import sleep_ms
import bluetooth


BLE_MSG = ""


class ESP32_BLE():
    def __init__(self, name):
        self.led = Pin(22, Pin.OUT)
        self.timer1 = Timer(0) #創(chuàng)建定時(shí)器0對(duì)象
        self.name = name
        self.ble = bluetooth.BLE() #創(chuàng)建藍(lán)牙對(duì)象
        self.ble.active(True) #啟動(dòng)藍(lán)牙
        self.ble.config(gap_name=name) #給藍(lán)牙設(shè)置一個(gè)名字
        self.disconnected()
        self.ble.irq(self.ble_irq) #藍(lán)牙中斷函數(shù)
        self.register()
        self.advertiser()


    def connected(self):
        self.led.value(0)  #點(diǎn)亮LED指示燈
        self.timer1.deinit() #取消定時(shí)器


    def disconnected(self):  #100ms調(diào)用一次 mode循環(huán)計(jì)時(shí)  lambda匿名函數(shù)      
        self.timer1.init(period=100, mode=Timer.PERIODIC, callback=lambda t: self.led.value(not self.led.value()))


    def ble_irq(self, event, data):
        global BLE_MSG  #替換外部的同名變量
        if event == 1: #_IRQ_CENTRAL_CONNECT 手機(jī)鏈接了此設(shè)備
            self.connected()
        elif event == 2: #_IRQ_CENTRAL_DISCONNECT 手機(jī)斷開(kāi)此設(shè)備
            self.advertiser() #向外發(fā)送信號(hào)，廣播
            self.disconnected()
        elif event == 3: #_IRQ_GATTS_WRITE 手機(jī)發(fā)送了數(shù)據(jù) 
            buffer = self.ble.gatts_read(self.rx)
            BLE_MSG = buffer.decode('UTF-8').strip()
            
    def register(self):        
        service_uuid = '6E400001-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E'
        reader_uuid = '6E400002-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E'
        sender_uuid = '6E400003-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E'
        #創(chuàng)建一個(gè)元組
        services = (
            (
                bluetooth.UUID(service_uuid), #服務(wù)ID，可以定義多個(gè)服務(wù)
                (
                    (bluetooth.UUID(sender_uuid), bluetooth.FLAG_NOTIFY), #服務(wù)具體類型
                    (bluetooth.UUID(reader_uuid), bluetooth.FLAG_WRITE),  #服務(wù)具體類型
                )
            ), 
        )
        ((self.tx, self.rx,), ) = self.ble.gatts_register_services(services)


    def send(self, data):
        self.ble.gatts_notify(0, self.tx, data + '
')


    def advertiser(self):
        name = bytes(self.name, 'UTF-8')
        adv_data = bytearray('x02x01x02') + bytearray((len(name) + 1, 0x09)) + name
        self.ble.gap_advertise(100, adv_data)  #100us發(fā)布一次廣告
        print(adv_data)
        print("
")


def buttons_irq(pin):
    led.value(not led.value())
    print('LED is ON.' if led.value() else 'LED is OFF')
    ble.send('LED is ON.' if led.value() else 'LED is OFF')


if __name__ == "__main__":
    ble = ESP32_BLE("ESP32BLE")
    but = Pin(0, Pin.IN)
    but.irq(trigger=Pin.IRQ_FALLING, handler=buttons_irq)
    led = Pin(22, Pin.OUT)
    while True:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                
        if BLE_MSG == 'read_LED':
            led.value(not led.value())
            print(BLE_MSG)
            BLE_MSG = ""
            print('LED is ON.' if led.value() else 'LED is OFF')
            ble.send('LED is ON.' if led.value() else 'LED is OFF')
        sleep_ms(100)

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程序代碼思路：藍(lán)牙在未連接時(shí)，指示燈不斷閃爍，當(dāng)藍(lán)牙被連接時(shí)，指示燈由閃爍變?yōu)槌Ａ痢．?dāng)用戶用手機(jī)APP發(fā)送“read_LED”時(shí)，指示燈翻轉(zhuǎn)，并打印出接收到的消息。用戶可通過(guò)手機(jī)APP設(shè)置提醒功能。ESP32可通過(guò)中斷控制指示燈亮滅并提醒手機(jī)用戶。

四、手機(jī)調(diào)試APP

IOS用戶可下載LightBlue

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安卓用戶可下載BLE調(diào)試寶

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