uni-app 蓝牙通信

本文简介

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这是一次真实的 蓝牙收发数据 的全过程讲解。


本文使用 uni-app + Vue3 的方式进行开发,以手机app的方式运行(微信小程序同样可行)。

uni-app 提供了 蓝牙低功耗蓝牙api ,和微信小程序提供的 api 是一样的,所以本文的讲解也适用于微信小程序


本文只实现 蓝牙收发数据 功能,至于样式,我懒得调~

蓝牙相关功能我会逐步讲解。如果你基础好,又急的话,可以直接跳到 『完整代码』的章节查看,那里没废话。


uni-app 蓝牙通信_第1张图片

花了几块钱巨款买回来的蓝牙学习套装~



环境说明

  • 开发工具:HBuilder X 3.4.7.20220422
  • uni-app + Vue3
  • 以安卓App的方式运行(iOS和小程序同理)



思路

蓝牙收发数据的逻辑和我们常用的 AJAX 进行的网络请求是有一丢丢不同的。

其中较大的区别是:蓝牙接收数据不是那么的稳定,相比起网络请求,蓝牙更容易出现丢包的情况。


在开发中,AJAX 发起的请求不管成功还是失败,浏览器基本都会给你一个答复。但 uni-app 提供的 api 来看,蓝牙接收数据会显得更加“异步”



大致思路

使用蓝牙进行数据传输的大概思路如下:

  1. 初始化:打开蓝牙模块
  2. 搜寻:检测附近存在的设备
  3. 连接:找到目标设备进行
  4. 监听:开启监听功能,接收其他设备传过来的数据
  5. 发送指令:不管发送数据还是读取数据,都可以理解为向外发送指令



实现

上面整理出使用蓝牙传输数据的5大动作,但每个动作其实都是由 uni-app 提供的一个或者多个 api 组合而成。


初始化阶段

使用蓝牙之前,需要初始化蓝牙模块,这是最最最开始就要做的!

使用 uni.openBluetoothAdapter 这个 api 就可以初始化蓝牙模块。其他蓝牙相关 API 必须在 uni.openBluetoothAdapter 调用之后使用。否则 API 会返回错误( errCode=10000 )。

错误代码可以查阅 《错误码文档》

代码示例



如果你手机开启了蓝牙,点击页面上的按钮后,控制台就会输出如下内容

初始化蓝牙成功
{"errMsg":"openBluetoothAdapter:ok"}

如果手机没开启蓝牙,就会返回如下内容

初始化蓝牙失败
{"errMsg":"openBluetoothAdapter:fail not available","code":10001}

根据文档提示,10001代表当前蓝牙适配器不可用

uni-app 蓝牙通信_第2张图片

uni-app 蓝牙通信_第3张图片

如果你的控制台能打印出 {"errMsg":"openBluetoothAdapter:ok"} 证明第一步已经成功了。

接下来可以开始搜索附近蓝牙设备。



搜寻附近设备

这一步需要2个 api 配合完成。所以可以分解成以下2步:

  1. 开启搜寻功能uni.startBluetoothDevicesDiscovery
  2. 监听搜寻到新设备uni.onBluetoothDeviceFound


开发蓝牙相关功能时,操作逻辑更像是推送,所以“开启搜索”和“监听新设备”是分开操作的。


uni.startBluetoothDevicesDiscovery 可以让设备开始搜索附近蓝牙设备,但这个方法比较耗费系统资源,建议在连接到设备之后就使用 uni.stopBluetoothDevicesDiscovery 停止继续搜索。

uni.startBluetoothDevicesDiscovery 方法里可以传入一个对象,该对象接收几个参数,但初学的话我们只关注 successfail。如果你的项目中硬件佬有提供 service 的 uuid 给你的话,你也可以在 services 里传入。其他参数可以查看官方文档的介绍。


在使用 uni.startBluetoothDevicesDiscovery (开始搜索)后,可以使用 uni.onBluetoothDeviceFound 进行监听,这个方法里面接收一个回调函数。


代码示例





上面代码的逻辑是,如果开启 “寻找附近设备” 功能成功,接着就开启 “监听寻找到新设备的事件”

搜索到的设备会返回以下数据:

{
    "devices": [{
        "deviceId": "B4:10:7B:C4:83:14",
        "name": "蓝牙设备名",
        "RSSI": -58,
        "localName": "",
        "advertisServiceUUIDs": ["0000FFF0-0000-1000-8000-00805F9B34FB"],
        "advertisData": {}
    }]
}


每监听到一个新的设备,我都会将其添加到 蓝牙设备列表(blueDeviceList) 里,最后讲这个列表的数据渲染到页面上。

uni-app 蓝牙通信_第4张图片



连接目标设备

连接目标设备只需要1个 api 就能完成。但根据文档提示,我们连接后还需要关闭 “搜索附近设备” 的功能,这个很好理解,既然找到了,再继续找就是浪费资源。


流程如下:

  1. 获取设备ID:根据 uni.onBluetoothDeviceFound 回调,拿到设备ID
  2. 连接设备:使用设备ID进行连接 uni.createBLEConnection
  3. 停止搜索uni.stopBluetoothDevicesDiscovery


我给每条搜索到的蓝牙结果添加一个 click 事件,会向目标设备发送连接请求。

我的设备名称是 leihou ,所以我点击了这条。


代码示例






连接成功后在控制台会输出

连接成功
{"errMsg":"createBLEConnection:ok"}


在连接成功后就立刻调用 uni.stopBluetoothDevicesDiscovery 方法停止继续搜索附近其他设备,停止成功后会输出

停止成功
{"errMsg":"stopBluetoothDevicesDiscovery:ok"}


uni-app 蓝牙通信_第5张图片

连接成功后,设备也亮起了绿灯。



监听

在连接完设备后,就要先开启监听数据的功能。这样才能接收到发送读写指令后设备给你回调的信息。

要开启监听,首先需要知道蓝牙设备提供了那些服务,然后通过服务获取特征值,特征值会告诉你哪个可读,哪个可写。最后根据特征值进行消息监听


步骤如下:

  1. 获取蓝牙设备服务uni.getBLEDeviceServices
  2. 获取特征值uni.getBLEDeviceCharacteristics
  3. 开启消息监听uni.notifyBLECharacteristicValueChange
  4. 接收消息监听传来的数据uni.onBLECharacteristicValueChange


正常情况下,硬件佬会提前把蓝牙设备的指定服务还有特征值告诉你。

比如我这个设备的蓝牙服务是:0000FFE0-0000-1000-8000-00805F9B34FB

特征值是:0000FFE1-0000-1000-8000-00805F9B34FB


第一步,获取蓝牙服务



此时点击按钮,将会获取到已连接设备的所有服务。

我的设备有以下几个服务。你在工作中拿到的 服务uuid 和我的是不一样的,数量也不一定相同。

可以发现,我拿到的结果里有 0000FFE0-0000-1000-8000-00805F9B34FB 这条服务。

{
    "services": [{
        "uuid": "00001800-0000-1000-8000-00805F9B34FB",
        "isPrimary": true
    }, {
        "uuid": "00001801-0000-1000-8000-00805F9B34FB",
        "isPrimary": true
    }, {
        "uuid": "0000180A-0000-1000-8000-00805F9B34FB",
        "isPrimary": true
    }, {
        "uuid": "0000FFF0-0000-1000-8000-00805F9B34FB",
        "isPrimary": true
    }, {
        "uuid": "0000FFE0-0000-1000-8000-00805F9B34FB",
        "isPrimary": true
    }],
    "errMsg": "getBLEDeviceServices:ok"
}


第二步,获取指定服务的特征值

获取特征值,需要传 设备ID服务ID

在上两步我拿到了 设备IDB4:10:7B:C4:83:14服务ID0000FFE0-0000-1000-8000-00805F9B34FB



最后成功输出

{
    "characteristics": [{
        "uuid": "0000FFE1-0000-1000-8000-00805F9B34FB",
        "properties": {
            "read": true,
            "write": true,
            "notify": true,
            "indicate": false
        }
    }],
    "errMsg": "getBLEDeviceCharacteristics:ok"
}

characteristics 字段里保存了该服务的所有特征值,我的设备这个服务只有1个特征值,并且读、写、消息推送都为 true

你的设备可能不止一条特征值,需要监听那条特征值这需要你和硬件佬协商的(通常也是硬件佬直接和你说要监听哪条)。


第三、四步,开启消息监听 并 接收消息监听传来的数据

根据已经拿到的 设备ID服务ID特征值,就可以开启对应的监听功能。

使用 uni.notifyBLECharacteristicValueChange 开启消息监听;

并在 uni.onBLECharacteristicValueChange 方法触发监听到的消息。



listenValueChange 方法是用来接收设备传过来的消息。

上面的例子中,res 的结果是

{
    "deviceId": "B4:10:7B:C4:83:14",
    "serviceId": "0000FFE0-0000-1000-8000-00805F9B34FB",
    "characteristicId": "0000FFE1-0000-1000-8000-00805F9B34FB",
    "value": {}
}

设备传过来的内容就放在 value 字段里,但因为该字段的类型是 ArrayBuffer,所以无法在控制台用肉眼直接观察。于是就通过 ab2hex 方法将该值转成 16进制 ,最后再用 hexCharCodeToStr 方法将 16进制 转成 ASCII码


我从设备里发送一段字符串过来:leihou

uni-app 蓝牙通信_第6张图片

App端收到的数据转成 16进制 后的结果:6c6569686f75

再从 16进制 转成 ASCII码 后的结果:leihou



发送指令

终于到最后一步了。

uni-app微信小程序 提供的蓝牙api 来看,发送指令只要有2个方法:


这里需要理清一个概念,本节的内容为 “发送指令”,也就是说,从你的app或小程序向其他蓝牙设备发送指令,而这个指令分2种情况,一种是你要发送一些数据给蓝牙设备,另一种情况是你叫蓝牙设备给你发点信息。


uni.writeBLECharacteristicValue

这两种情况我们需要分开讨论,先讲讲 uni.writeBLECharacteristicValue

uni.writeBLECharacteristicValue 从文档可以看出,这个 api 是可以发送一些数据给蓝牙设备,但发送的值要转成 ArrayBuffer


代码示例



此时,如果 uni.writeBLECharacteristicValuesuccess ,证明你已经把数据向外成功发送了,但不代表设备一定就收到了。

通常设备收到你发送过去的信息,会返回一条消息给你,而这个回调消息会在 uni.onBLECharacteristicValueChange 触发,也就是 第【9】步 那里。但这是蓝牙设备那边控制的,你作为前端佬,人家“已读不回”你也拿人家没办法。

uni-app 蓝牙通信_第7张图片



uni.readBLECharacteristicValue

“监听” 部分,我们使用了 uni.getBLEDeviceCharacteristics 获取设备的特征值,我的设备提供的特征值支持 read ,所以可以使用 uni.readBLECharacteristicValue 向蓝牙设备发送一条 “读取” 指令。然后在 uni.onBLECharacteristicValueChange 里可以接收设备发送过来的数据。


代码示例



使用 “读取” 的方式向设备发送指令,是不需要另外传值的。


此时我的设备返回 00

file

这个数据是硬件那边设置的。


在日常工作中,uni.readBLECharacteristicValue 的作用主要是读取数据,但使用场景不算很多。

我在工作中遇到的场景是:蓝牙设备提供了几个接口,而且传过来的数据比较大,比如传图片给app这边。我就会先用 uni.writeBLECharacteristicValue 告诉设备我现在需要取什么接口的数据,然后用 uni.readBLECharacteristicValue 发送读取数据的请求,如果数据量比较大,就要重复使用 uni.readBLECharacteristicValue 进行读取。比如上面的例子,我读第一次的时候返回 00 ,读第二次就返回 01 ……


最后再提醒一下,uni.readBLECharacteristicValue 只负责发送读取的请求,并且里面的 successfail 只是返回你本次发送请求的动作是否成功,至于对面的蓝牙设备有没有收到这个指令你是不清楚的。

最后需要通过 uni.getBLEDeviceCharacteristics 监听设备传过来的数据。



完整代码





uni-app 蓝牙通信_第8张图片

uni-app 蓝牙通信_第9张图片


以上就是本文的完整代码。



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