蓝牙工具hcitool和gatttool的使用

.1 hcitool命令及其参数

在打开蓝牙设备以后，就可以使用hcitool工具集对蓝牙进行控制，工具集参数 分为两部分，一为正常的蓝牙设备调试，二为低功耗即BLE设备，工具参数如下表1所示：

表1 hcitool常用命令

常用命令	说明	调用方式
参数
dev	同hciconfig一样，显示当前适配器设备，输出格式为[hciid MAC]	hcitool dev
scan	查询可发现的远程设备，与inq不同的是，除了能查询出MAC以外，还可以输出设备的名字【名字写在标准的module中，若查询不到该key对应的values则会输出N/A】,可以通过设置参数来获取设备的类型，信息等	hcitool scan
name	通过指定MAC地址来获取设备的名称，该命令可以补全inq查询时无法输出设备名称的问题.	hcitool name [dbaddr]
cmd	向远程设备发送命令	hcitool cmd < ogf > < ocf > [parameters]
con	显示当前连接信息	hcitool con
cc	连接设备，可以设置数据类型，与主从关系	hcitool cc < bdaddr >
auth	请求设备配对认证	hcitool auth < bdaddr>
BLE设备命令	以下命令需要root权限才能执行
lescan	搜索BLE设备	hcitool lescan
		hcitool lescan[–privacy]启用隐私搜索
		hcitool lescan [–passive]默认参数，设置被动扫描
		hcitool lescan [–discovery=g/l] 设置搜索条件为综合设备或限制设备
		hcitool lescan [–duplicates]过滤重复的设备
lewladd	将设备加入BLE白名单	hcitool lewladd [–random] < bdaddr>可声明该设备的MAC地址为随机地址，有的BLE设备可以被设置为随机MAC地址以增加私密性，为以后也能连接到该MAC地址，需要声明MAC地址是随机，这样才能用旧的MAC地址连接到设备
lewlrm	将设备移除BLE白名单	hcitool lewlrm < bdaddr>
lewlsz	输出白名单设备列表	hcitool lewlsz
lewlclr	清空白名单列表	hcitool lewlclr
lecc	连接BLE设备	hcitool lecc < bdaddr>
		hcitool lecc [–random] < bdaddr>随机MAC地址连接
		hcitool lecc –whitelist 连接所有白名单设备
ledc	断开BLE设备的连接。在通过lecc链接后，hci工具会随机分配给该设备一个handle名，断开连接时需要使用该handle，因为在蓝牙4.0以后，一个蓝牙适配器可以连接7个BLE设备	hcitool ledc < handle> [reason]
lecup	更新BLE设备的连接及状态	hcitool lecup [Options]

 

2.2 gattool命令及其参数

如果说使用hcitool是为了对设备的连接进行管理，那么对BLE数据进行精细化管理的话，就需要用到gattool。此外，使用gattool对蓝牙设备发送指令的操作上要比hcitool的cmd齐全很多。

关于gattool的使用分为两种，一种直接使用参数对蓝牙设备进行控制；二就是使用-I参数进入gattool的interactive模式对蓝牙设备进行控制。该工具的参数如图2-1所示。

 

图2-1 gatttool工具参数

 

表2 gatttool常用命令集

参数	说明	调用方式
-i	指定适配器	gatttool -i < hciX> -b < MAC Address>
-b	指定远程设备，在连接多个设备的情况下需要指定控制某一设备	gatttool -b < bdaddr>
-m	设置数据包长度	-m MTU
–sec-leve	设置数据发送级别，默认情况下是low，需要高频发射数据的情况下需要将级别设置为high,但相应的耗电会上升	gatttool -b < MAC Address> -l [low/medium/high]
-I	进入interactive模式	gatttool -b < MAC Address> -I
	以下参数可以直接在interactive模式下使用，也可以在命令行直接使用
–primary	寻找BLE中可用的服务	gatttool -b < MAC Address> –primary
–characteristics	查看设备服务的特性，其中handle是特性的句柄，char properties是特性的属性值，char value handle是特性值的句柄，uuid是特性的标识。	gatttool -b < MAC Address> –characteristics
–char-write-cmd	往某个handle写入指定的数值	char-write-cmd –handle=0xXXXX -value=0100 –listen
–char-write-req	读取notifications里的内容，可以设置listen来开启监听否则每次只读一次，监听读取notifications时需要向该handle写入一个1，在命令行中16进制的表示为0100，若向该handle写入0200的话则改为读取indications的内容	gatttool -b < MAC Address> –char-write-req –handle=0xXXXX –value=0100 –listen

 

 

2.3 手机BLE蓝牙工具介绍

ios系统的手机可以下载APP：BLE Utility；lightBlue。

android手机可以下载APP：BLE Device Monitor。

这三种工具可以让手机通过蓝牙与BLE设备进行通信，例如读取BLE设备某些特征值的值；往特征值写入指定命令控制BLE设备等等。

下面BLE Utility为例，图2-2为BLE Utility扫描到的低功耗设备；图2-3为小米手环1某个服务下的所有特征值及该特征值的属性（读，写，通知）；图2-4为小米手环的某项服务下的特征值，BLE Utility可直接往该特征值写入数据来控制小米手环的震动，震动分为4级，可通过发送命令参数（0-4）来控制小米手环1震动。

 

     图2-2低功耗设备        图2-3MI特征值          图2-4写入数据

3.使用方法

3.1 扫描周围低功耗设备（BLE）

命令：hcitool lescan

解释：扫描周围的低功耗蓝牙设备。

扫描结果如图2-1所示，其中mac地址以C8:开头的设备是本次设备实验的对象——小米手环。（由于版本原因：使用hcitool lescan不能很好的识别设备名字）

 

图3-1 BLE设备扫描示意图

3.2 使用gatttool与BLE设备通讯

3.2.1 与BLE设备交互式通讯

命令：                        作用

gatttool -b C8:0F:10:1B:CE:5E -I 进入interactive模式与指定蓝牙设备通讯

>connect                      与BLE设备连接。

>primary                      寻找BLE中可用的服务。（如图2-2所示）

>characteristics                查看设备服务的特征值。（如图2-3所示）

>char-read-hnd 0x0009         读取特征值对应句柄的数值。（如图2-4所示）

>char-write-cmd 0x0053 03      发送03命令到句柄0x0023（控制手环震动）

>sec-level high                 设置安全等级为高，可以让手环长时间与 Ubuntu保持连接。

 

图3-2 BLE设备可用服务

 

 

图3-3 BLE设备服务对应的特征值

 

图3-4 与BLE设备通信截图

3.2.2 与BLE设备非交互式通讯

命令：gatttool --help-gatt

解释：展示gatttool命令，具体参数如图3-5所示，我们主要使用--char-write向BLE设备的特征值写入数据；使用--char-read读取BLE设备上的数据；可使用参数--characteristics和--primary 来查看BLE设备的相关服务和对应的特征值。

 

图3-5 GATT 命令

命令：gatttool -b C8:0F:10:1B:CE:5E --char-read -a 0x0003

解释：读取小米手环的名字。如图3-6所示，读取句柄0x0003 返回4d 49（MI），查询ASCII得4D对应的是M。49对应的是I。

 

图3-6 读取命令操作示意图

命令：gatttool -b C8:0F:10:1B:CE:5E --char-write -a 0x0053 -n 04

解释：向小米手环的句柄0x0053发送参数04，该句柄用于控制小米手环的震动等级，发送给命令设置小米手环的震动等级（4级），同时手环会震动。

命令：gatttool -b C8:0F:10:1B:CE:5E --characteristics

解释：读取小米手环的特征值。

命令：gatttool -b C8:0F:10:1B:CE:5E ----primary

解释：查看小米手环的主要服务。

命令：gatttool -b C8:0F:10:1B:CE:5E --char-write-req -a 0x0009 -n 02

解释：往句柄为0x0009写入值02。