童话故事 — Bluetooth通讯 — 连接手机和嵌入式设备

 

高飞狗:

“平时的想,现在的你…”

布鲁托:

“哈罗!高飞!情感不错嘛!”

高飞狗:

“嗨!又赶上难点了,百思不得其解,头昏目眩的,心思糟透了!”

布鲁托:

“又在切磋怎么高科技(science and technology)项目?”

高飞狗:

“根本算不上什么高科学技术,我有一个PM2.5监测装置,就是可以测量与记录环境温度、湿度和颗粒物浓度的东东,受应用条件的限量,没有配置屏幕,为了可以在当场对其开展布署、管理并取得测量数据,想在这些设置上两次三番一个Bluetooth模块,然后借助手机通过Bluetooth通信达成这几个意义。”

布鲁托:

“蓝牙( Bluetooth® )通讯是很干练的技术,应该不难解决。”

高飞狗:

“在手机上自然很不难就摸索到自家的Bluetooth模块并成功进行了交配,不过接下去如何开发一个App与PM2.5监测装置通讯,我是一头雾水啊!”

布鲁托:

“开发手机App,用Android Studio就足以。”

高飞狗:

“Android Studio开发出来的App无法在iOS上运行。再说,我只会C++语言,而Android Studio要用java语言开发。”

布鲁托:

“大家不妨去找找黛丝博士,听听他有哪些高见。”

高飞狗:

“又去找他? 挺糟糕意思的。”

布鲁托:

“黛丝大学生是个令人,见义勇为,上次大家去呼救,她一些气派都未曾,而且他对您的态度极为好转,难道你没瞧出来? 没准人家每一日盼着您去问难题吧!”

高飞狗:

“真的吗?你看出来转机来了?我还有机会?”

布鲁托:

“我们那就走吗!”

高飞狗和布鲁托再度赶到黛丝家并按下了门铃,”叮铃铃…叮铃铃…”。

黛丝:

“哪个人啊? 啊哦!是你们两位,快请进!”

“快请坐,喝点咖啡或者红茶?”

高飞狗:

“不用这么客气。黛丝,今日来又得辛劳你。”

黛丝:

“是何等事啊?”

高飞狗:

“我想用C++开发一个手机App,通过Bluetooth通讯管理我的PM2.5监测装置,而且那些App必须在Android和iOS上都能运作。”

黛丝:

“那有啥难的呀。”

高飞狗:

“我尽管不知该怎么出手,一点思路都没有。”

黛丝:

“近来恰巧做了一个近似的连串,正好跟你们说说,对自家来说也算温习所学知识吧。”

布鲁托:

“您太谦虚了!”

黛丝:

“我们先说Bluetooth通讯的规律,然后再说具体贯彻呢。”

“蓝牙5.0通讯和TCP/UDP的规律基本相同,几乎如出一辙。参见下表。”

 

通信特征

TCP/UDP通信

蓝牙通信

通信模式

客户端-服务器模式

客户端-服务器模式

通信端点

TCP端口

服务

通信端点标识方法

TCP端口号,是16位二进制数

服务UUID,是128位二进制数

客户端通信过程

创建客户端Socket

连接服务器

发送数据

接收数据

创建客户端Socket

连接服务器

发送数据

接收数据

 

黛丝:

"看见了吧,与TCP/UDP相比,区别仅仅在于,蓝牙用服务代替端口,用服务UUID代替端口号,且服务UUID较长。"

"用手机App管理嵌入式设备,手机就是客户端,嵌入式设备上的蓝牙模块就是服务器。"

高飞狗:

"真的是一目了然!"

黛丝:

"TCP/UDP标准定义了一组固定的端口对应一组标准化服务。例如,TCP端口80用于Web服务;TCP端口21用于FTP服务。"

"类似地,蓝牙标准也定义了一组固定的服务UUID对应一组标准化服务。"参见下表:

 

蓝牙服务名称

服务UUID

Serial Port

00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB

LAN Access Using PPP

00001102-0000-1000-8000-00805F9B34FB

DialupNetworking

00001103-0000-1000-8000-00805F9B34FB

OBEXObjectPush

00001105-0000-1000-8000-00805F9B34FB

OBEXFileTransfer

00001106-0000-1000-8000-00805F9B34FB

Cordless Telephony

00001109-0000-1000-8000-00805F9B34FB

Audio Source

0000110A-0000-1000-8000-00805F9B34FB

 

黛丝:

"由于蓝牙服务UUID太长,就用16进制数表达,遵循8-4-4-4-12的方法表示。"

"蓝牙通信与TCP/UDP通信的关键不同在于,蓝牙服务器都有一个SDP服务,也就是服务发现服务,供客户端查询蓝牙服务器能够提供哪些服务。"

"通常,用于嵌入式设备的蓝牙模块都提供Serial Port服务,简称SPP,然后提供一个UART连接嵌入式设备",如下图所示。

 

图片 1

黛丝:

"由此,手机App与嵌入式设备通信的基本流程如下(假设蓝牙模块已经与手机配对完毕):

步骤1:选择要进行通信的蓝牙模块

步骤2:查询蓝牙模块的服务。通常已配对的蓝牙设备的服务列表已缓存在手机里。

步骤3:如果存在SPP服务,恭喜你!

步骤4:用SPP服务UUID创建一个客户端Socket。

步骤5:用客户端Socket连接蓝牙模块。

步骤6:调用客户端Socket的SendData()发送数据给蓝牙模块,蓝牙模块会将收到的数据通过UART转发给嵌入式设备。

步骤7:如果嵌入式设备发送数据给蓝牙模块,蓝牙模块会转发给手机,手机会缓存这些数据,App可调用客户端Socket的ReceiveData()接收数据。"

黛丝:

"蓝牙通信的原理就是这样的。"

高飞狗:

"黛丝,你讲得太明白了,今晚我一定要好好请请你、亲亲你!

黛丝:

"你就知道邪思歪想!"

高飞狗:

"那具体如何实现呢?"

黛丝:

"具体实现方法也很简单。我们只要选择Rad Studio作为开发工具,用C++编写一套源代码就可以生成适用于Android和iOS上运行的App,是不是很酷?"

"有关Rad Studio就不在此累述,GUI界面的设计也很简单,我们聚焦如何通过蓝牙进行数据收发。"

 

借助蓝牙SPP服务,实现手机与嵌入式设备之间的通信

注1:本文旨在明晰蓝牙通信原理,仅列出扼要代码,如需完整代码,可联系本人。

注2:确保已开启手机蓝牙

注3:确保蓝牙模块已在手机的已配对设备列表中。

// 取得并保存蓝牙管理器对象

TBluetoothManager *BtManager = TBluetoothManager::Current;

 

// 取得并保存蓝牙适配器对象

BtAdapter = BtManager ->CurrentAdapter;

 

// 取得已配对的蓝牙设备列表

TBluetoothDeviceList *PairedDevices = BtManager ->GetPairedDevices();

 

// 将蓝牙设备列表显示在组合框cbPairedDevices中(代码略)

 

// 获取组合框中被选中的蓝牙设备对象

TBluetoothDevice * SelDevice = PairedDevices ->Items[cbPairedDevices->ItemIndex];

 

// 获取该蓝牙设备的服务列表

TBluetoothServiceList * ListServices = SelDevice->GetServices();

 

// 在服务列表中查询是否支持SPP服务(代码略)

 

// 若支持SPP服务

 

// 用SPP服务UUID创建一个客户端Socket。

TBluetoothSocket *BtSocket = SelDevice ->CreateClientSocket(StringToGUID(SPP_GUI), false);

 

// 用客户端Socket连接蓝牙模块。

BtSocket ->Connect();

 

// 调用客户端Socket的SendData()发送数据给蓝牙模块,蓝牙模块会将收到的数据通过UART转发给嵌入式设备。

BtSocket ->SendData(DataArray); // DataArray是一个数组

 

// 如果嵌入式设备发送数据给蓝牙模块,蓝牙模块会转发给手机,手机会缓存这些数据,App可调用客户端Socket的ReceiveData()接收数据。"

BtSocket->ReceiveData(50); // 接收数据,限时等待50ms

 

黛丝:

"以上就是手机App与蓝牙模块间收发数据的基本流程及其实现。"

高飞狗:

"黛丝,你讲得太深入浅出了!啊哦,快到饭点了,我请你吃个便饭,聊表谢意!"

黛丝:

"已经有人约我吃饭了,你们就赶紧回去试验,有什么问题随时Call我。"