文章目录
- 前言
- 一、设置可发现BLE设备名
- 1. 蓝牙广播包浅析
- 2. 开始广播 && 发现BLE设备名称
- 二、模组与手机基本通信
- 2.1 初始化蓝牙server模式
- 2.2 连接蓝牙
- 2.3 服务特征通知
- 2.4 服务特征指示
- 三、模组与手机进行ble数据透传
- 3.1 模组BLE初始化与连接
- 3.2 设置BLE透传参数
- 3.4 开启透传
- 四、使用静态秘钥进行蓝牙加密配对
前言
阅读前请准备： (1) 安信可esp32-s模组/开发板、USB转TTL、BLE调试助手(建议用nRF Connet)、串口调试助手
一、设置可发现BLE设备名
1. 蓝牙广播包浅析
我们先来看一下乐鑫的AT手册关于BLE设备名的资料
我们从描述中可以知道，如果我们需要在手机扫描时即可获取BLE设备名称，需要通过AT+BLEADVDATA设置广播包。那么广播包需要如何设置呢，我们先来看一下广播包格式
蓝牙广播数据包格式如下：
Length | AD Type | AD Date |
广播数据长度 | 广播数据类型 | 广播数据内容 |
每个字段的含义如下：
Length表示有效数据的长度，最大为0x1E(31);
AD Type表示广播数据的类型，此字段非常重要，决定广播包的含义
AD Date 广播数据内容，最多29字节(Length和AD Type个占一个字节)
蓝牙广播数据类型定义：
AD Type | 含义 | 备注 |
0x01 | 广播模式 | bit 0: LE 有限发现模式。 bit 1: LE 普通发现模式。 bit 2: 不支持 BR/EDR。 bit 3: 对 Same Device Capable(Controller) 同时支持 BLE 和 BR/EDR。 bit 4: 对 Same Device Capable(Host) 同时支持 BLE 和 BR/EDR。 bit 5…7: 预留。 |
0x02 | 非完整的 16 bit UUID 列表 | |
0x03 | 完整的 16 bit UUID 列表 | |
0x04 | 非完整的 32 bit UUID 列表 | |
0x05 | 完整的 32 bit UUID 列表 | |
0x06 | 非完整的 128 bit UUID 列表 | |
0x07 | 完整的 128 bit UUID 列表 | |
0x08 | 缩写的设备名称 | |
0x09 | 完整的设备名称 | |
0x0A | 广播包的信号强度 | |
0x0B | ||
0x0C | ||
0x0D | ||
0x0E | ||
0x0F | ||
0x10 | ||
0x11 | 带外安全管理 | |
0x12 | (Slave)连接间隔范围 | |
0x13 | ||
0x14 | 16 bit UUID 列表 | |
0x15 | 128 bit UUID 列表 | |
0x16 | 16 bit UUID Service | 前 2 字节是 UUID，后面是 Service 的数据 |
0x17 | 公开目标地址 | |
0x18 | 随机目标地址 | |
0x19 | Appearance(外观) | |
0x1A | ||
0x1B | ||
0x1C | ||
0x1D | ||
0x1E | ||
0x1F | ||
0x20 | 32 bit UUID Service | 前 4 字节是 UUID，后面是 Service 的数据 |
0x21 | 128 bit UUID Service | 前 16 字节是 UUID，后面是 Service 的数据 |
~~~ | ||
0x29 | PB-ADV | |
0x2A | Mesh Message | |
0x2B | Mesh Beacon | |
~~~ | ||
0xFF | 厂商自定义数据 |
2. 开始广播 && 发现BLE设备名称
AT+BLEINIT=2 //BLE初始化，将模块设为server端。
AT+BLENAME="AiThinker" //设置BLENEME名并用转换器获得它的16进制数。
AT+BLEADVDATA="0201060A0941695468696E6B6572" //广播设备名称
对照上文的蓝牙广播数据类型定义的描述，可知
02 01 06 字段设置广播模式为BLE only
0A 09 41695468696E6B6572 字段表示：
0A： 此字段数据长度为10
09 ：完整的设备名称
41695468696E6B6572：设备名称AiThinker的十六进制表示
AT+BLEADVSTART //开始广播
我们在BLE调试助手扫描发现了名为AiThinker 的设备，设置成功
二、模组与手机基本通信
2.1 初始化蓝牙server模式
AT+BLEINIT=2 //初始化BLE为server
AT+BLEGATTSSRVCRE //GATTS 创建服务
AT+BLEGATTSSRVSTART //GATTS 开启服务
AT+BLEADVDATA="0201060A0941695468696E6B6572" //广播设备名称为AiThinker
AT+BLEADVSTART //开启BLE广播2.2 连接蓝牙
选择名为AiThinker的设备连接
连接后找到支持NOTIFY和INDICATE的特征，点击侦听
侦听成功后app显示如下
app侦听NOTIFY和INDICATE模组分别会收到
+WRITE:0,1,6,1,2,
和
+WRITE:0,1,7,1,2,
可以看见后面的字符乱码了，是因为app下发的消息是十六进制的，我们把收到的消息转化为hex可以得到两个字符串后面乱码的数据分别为0x0001和0x0002（小端模式）
2.3 服务特征通知
发送服务特征通知前需要确保app已侦听，侦听方法2.2章节已提供（即侦听NOTIFY）
AT+BLEGATTSNTFY=0,1,6,8 //使用 1号服务的 6 号特征 notify 长度为8字节的数据2.4 服务特征指示
发送服务特征通知前需要确保app已侦听，侦听方法2.2章节已提供（即侦听INDICATE）
AT+BLEGATTSIND=0,1,7,10 //使用 1 号服务的 7 号特征 indicate 长度为 10 字节的数据整体演示如下
三、模组与手机进行ble数据透传
3.1 模组BLE初始化与连接
ble初始化与ble方法见2.1和2.2章节
3.2 设置BLE透传参数
设置指令：AT+BLESPPCFG=<cfg_enable>,<tx_srv_index>,<tx_char_index>,<rx_srv_index>,<rx_srv_index>
功能：配置 BLE 透传模式。分别选择两个 characteristic，⼀个⽤于发送数据，⼀个⽤于接收数据，作为数据通信的收发通道。
这条指令一共要设置5个参数：
<cfg_enable>：
• 0：清除 BLE SPP 设置参数；之后的四个参数⽆需填写。
• 1：设置 BLE SPP 参数；之后的四个参数必须填写。
我们一般设置为1
<tx_srv_index>：发送数据的 characteristic 所在的 service 的序号
<tx_char_index>：发送数据的 characteristic 的序号。 作为 BLE server，要求此 characteristic 服务特征的属性⽀持 notify 或者 indicate
<rx_srv_index>：接收数据的 characteristic 所在的 service 的序号。
<rx_char_index>：接收数据的 characteristic 的序号；
以上参数皆可通过指令AT+BLEGATTSCHAR？查询所得
AT+BLEGATTSCHAR?参数说明：
<srv_index> ：服务序号，从 1 起始递增
<char_index> ：服务特征的序号，从 1 起始递增
<char_uuid> ：服务特征的 UUID
<char_prop> ：服务特征的属性
<desc_index> ：特征描述符序号
<desc_uuid> ：特征描述符的 UUID我们拎出一个来解读一下
+BLEGATTSCHAR:“char”,1,6,0xC305,0x10
表示：
characteristic 所在的 service 的序号为1；
characteristic 的序号为6；
服务特征的 UUID为0xC305；
服务特征的属性为0x10 。
但是这个0x10是什么意思呢，我们找到esp-idf源码的定义可以看到相关定义：0x10表示notify;0x20表示indicate;0x08表示write等。下图为完整定义：
ESP32透传写通道应选服务特征的属性为notify或者indicate的characteristic，读通道应选服务特征的属性为write的characteristic （service 端的读写通道是与client端的读写通道相反的）
从查询得知，我们可以选择第1号service的第6号characteristic发送数据，可以选择第1号service的第5号characteristic接收数据，配置透传模式为：AT+BLESPPCFG=1,1,6,1,5
BLE透传助手app上对应为
3.4 开启透传
开启透传前app必须先开启侦听，侦听方法见2.2章节AT+BLESPP //开启透传模式：
响应：
OK
> //等待输入数据
此时可以透传收发数据了
模组发送数据到手机：
在串口调试助手输入"Hello AiThinker"
我们可以在BLE调试助手的第1号service的第6号characteristic看到接收到的数据如下
手机发送数据到模组：
在BLE调试助手的第1号service的第5号characteristic输入数据,点击发送即可
退出透传发送
+++ (不带\r\n)
即可
四、使用静态秘钥进行蓝牙加密配对
AT+RESTORE // 恢复出厂设置
AT+BLEINIT=2 // 将模组初始化为 server
AT+BLEGATTSSRVCRE // GATTS 创建服务
AT+BLEGATTSSRVSTART // GATTS 开启服务
AT+BLENAME="AiThinker" //设置BLE 设备名称
AT+BLEADVDATA="0201060A0941695468696E6B6572" //广播设备名称
AT+BLESECPARAM=1,0,16,3,3 // 设置 BLE 加密参数
AT+BLESETKEY=123456 // 设置 BLE 配对静态秘钥 为123456。如果不设置此条指令，配对密钥为动态密钥
AT+BLEADVSTART // 开始 BLE 广播，使用 APP 与ESP32 建立连接
AT+BLEENC=0,3 // 连接后，发送此条命令即可产生加密配对请求，输入秘钥
使用密钥配对成功后，同一台手机与模组再次使用蓝牙连接不需要再输入密钥。恢复出厂设置AT+RESTORE后连接则需要再次输入密钥。
