#冲刺创作新星# [八] 蓝牙应用 原创 精华

蓝牙简介

蓝牙（Bluetooth）是一个短距离无线通信标准，用于在手机、计算机和其他电子设备之间通信。在 Linux 中权威的蓝牙协议栈实现是 BlueZ。其本身自带了很多有用的工具，如bluetoothctl，hcidump和monitor。本章我们主要介绍OpenHarmony中的蓝牙应用和接口以及和Linux上工具软件bluetoothctl的对比。

经典蓝牙： 在2010年以前，我们谈论的蓝牙就是经典蓝牙（传统蓝牙）。蓝牙1.0/2.0/2.1/3.0都是经典蓝牙，经典蓝牙包括BR，EDR和HS (AMP) 三种模式。蓝牙数据是通过分组形势在空中传输的。

**低功耗蓝牙：**2010年，SIG联盟合并了Wibree联盟（注：Wibree联盟由 Nokia 和 Nordic 等创立，旨在为手机周边设备寻找一种更低功耗的无线通信技术，并把Wibree联盟提出的低功耗无线技术重新命名为低功耗蓝牙技术（BLE），从此 BLE 也成了一种蓝牙技术。其实经典蓝牙称谓不准确，在蓝牙4.0规格中，SIG定义了四种蓝牙controller技术：BR，EDR，AMP和LE。由于 LE 是 2010年才提出的，比较新，因此为了说起来方便，人们把之前的 BR/EDR/AMP 技术称为经典蓝牙技术。

**蓝牙5.0：**蓝牙5.0是继蓝牙4.2后最新的蓝牙技术标准，蓝牙5.0针对低功耗设备，有着更大的覆盖范围和更快的速度速率，有效距离最远可达300米，是上一代蓝牙4.2的四倍；最大传输速度为24Mbps，且新增了导航功能，对于低功耗的蓝牙设备间的配对优化明显。

OpenHarmony的蓝牙介绍

在OpenHarmony里OpenHarmony有两个部分的相关实现：

**蓝牙仓库：**https://gitee.com/openharmony/communication_bluetooth

1. 目录结构

.
├── frameworks				//框架层
│   ├── inner				//native功能实现
│   └── js					//js适配，NAPI实现
├── interfaces				//接口层
│   ├── inner_api			//native api实现
│   └── kits				//d.ts接口定义
├── services				//蓝牙服务
│   ├── bluetooth			//标准系统蓝牙服务
│   └── bluetooth_lite		//小型系统蓝牙服务
└── test
    ├── example				//蓝牙测试应用
    ├── fuzztest
    ├── moduletest
    └── unittest
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2. 功能介绍

   提供蓝牙BR、EDR和LE的主要功能支持。如: enableBluetooth，disableBluetooth, pairDevice, getLocalName, getPairedDevices, startBluetoothDiscovery, stopBluetoothDiscovery以及蓝牙事件监听，比如：bluetoothDeviceFind， boneStateChange， pinRequired， stateChange。

**设置仓库：**https://gitee.com/openharmony/applications_settings

1. 目录结构

.
├── product
│   ├── phone
│   │   └── src
│   │       └── main
│   │           ├── ets
│   │           │   ├── Application
│   │           │   ├── controller
│   │           │   ├── MainAbility
│   │           │   ├── model
│   │           │   ├── pages
│   │           │   ├── res
│   │           │   └── resources
│   │           ├── module.json5
│   │           └── resources
│   │               ├── base
│   │               ├── en_US
│   │               ├── phone
│   │               ├── rawfile
│   │               └── zh_CN
├── README.md
├── README_zh.md
└── signature
    └── settings.p7b
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2. 功能介绍

   application_settings是一个hap应用，其中有一部分是蓝牙对应的配置，提供基本的功能如：蓝牙开关，蓝牙搜索，蓝牙配对（取消配对）等功能。

OpenHarmony的蓝牙实验

**蓝牙测试应用地址：**https://gitee.com/openharmony/communication_bluetooth/tree/master/test/example/BluetoothTest

.png

1. 蓝牙简单的验证流程：扫描

   graph LR
   on[开启蓝牙] --> setBluetoothScanMode[设置蓝牙模式] --> onBluetoothDeviceFind[注册蓝牙发现回调] --> startBluetoothDiscovery[蓝牙发现]
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   //引入d.ts声明，同时在napi层调起bluetooth模块实例
   import bluetooth from '@ohos.bluetooth';
   ……
   //蓝牙使能
   bluetooth.enableBluetooth();
   //设置蓝牙模式：SCAN_MODE_CONNECTABLE_GENERAL_DISCOVERABLE，可连接，可被发现；0，一直，注意这个时间的单位是毫秒，如果需要设置一个功能启用时间务必注意，否则很短时间后设置的模式就会失效；
   bluetooth.setBluetoothScanMode(ScanMode.SCAN_MODE_CONNECTABLE_GENERAL_DISCOVERABLE, 0);
   //监听状态变化，如果状态变化则进行回调通知
   bluetooth.on('stateChange', (data) => {
       this.btStateMessage = 'STATE: ';
       switch (data) {
           case 0:
               this.btStateMessage += 'STATE_OFF';
               break;
           case 1:
               this.btStateMessage += 'STATE_TURNING_ON';
               break;
           case 2:
               this.btStateMessage += 'STATE_ON';
               break;
           case 3:
               this.btStateMessage += 'STATE_TURNING_OFF';
               break;
           case 4:
               this.btStateMessage += 'STATE_BLE_TURNING_ON';
               break;
           case 5:
               this.btStateMessage += 'STATE_BLE_ON';
               break;
           case 6:
               this.btStateMessage += 'STATE_BLE_TURNING_OFF';
               break;
           default:
               this.btStateMessage += '未知状态';
               break;
       }
   })
   //接收bluetooth发现设备的返回
   bluetooth.on('bluetoothDeviceFind', (data: Array<string>) => {
       LogUtil.info(`${this.TAG} subscribeBluetoothDeviceFind->deviceFind return:${JSON.stringify(data)}`);
   })
   //开始bluetooth发现
   bluetooth.startBluetoothDiscovery();
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2. 蓝牙简单的验证流程：配对

   graph LR
   on[开启蓝牙] --> setBluetoothScanMode[设置蓝牙模式] --> onPairedRequest[注册蓝牙配对回调] --> startBluetoothDiscovery[蓝牙配对]
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   import bluetooth from '@ohos.bluetooth';
   ……
   //蓝牙使能
   bluetooth.enableBluetooth();
   //设置蓝牙模式：SCAN_MODE_CONNECTABLE_GENERAL_DISCOVERABLE，可连接，可被发现；0，一直；
   bluetooth.setBluetoothScanMode(ScanMode.SCAN_MODE_CONNECTABLE_GENERAL_DISCOVERABLE, 0);
   //接收bluetooth配对的返回
   bluetooth.on('pinRequired', (data: {
                                deviceId: string;
                                pinCode: string;
                                }) => {
       LogUtil.info(`${this.TAG} subscribePinRequired->pinRequired return:${JSON.stringify(data)}`);
       //确认配对
       bluetooth.setDevicePairingConfirmation(deviceId,  pindCode)
   })
   //开始bluetooth配对
   bluetooth.pairDevice(deviceMacAddress);
   //获取bluetooth配对设备
   let pairedDeviceList = bluetooth.getPairedDevices
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Linux上的蓝牙对比实验

蓝牙的测试是需要有对应的测试对象的，简单的配对等功能我们可以用现在的智能手机进行，但是如果稍微复杂的功能我们可能就需要一种特殊的方法，后面我们就简单谈谈利用ubuntu上安装bluez工具进行测试的方法。

环境配置与安装

修改镜像资源配置为阿里源

sudo gedit /etc/apt/sources.list

//默认的链接为：https://developer.aliyun.com/mirror/ubuntu
//修改 etc/apt/sources.list 为
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal main restricted universe multiverse

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-security main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-security main restricted universe multiverse

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-updates main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-updates main restricted universe multiverse

# deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-proposed main restricted universe multiverse
# deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-proposed main restricted universe multiverse

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-backports main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-backports main restricted universe multiverse
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APT安装bluez

sudo apt install bluez
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Linux终端安装和使用BlueZ（提供bluetoothctl实用程序)，它为核心的蓝牙层和协议提供支持，它灵活、高效并且使用模块化实现。BlueZ具有的主要功能：完整的模块化实施、对称多处理安全、多线程数据处理、支持多个蓝牙设备、真正的硬件抽象、所有层的标准插座接口、设备和服务级别的安全支持。

了解bluez命令

控制台

1. 检查蓝牙状态

在添加蓝牙设备之前，计算机上的蓝牙服务必须已启动并正在运行。可以在systemctl命令的帮助下进行检查。

 sudo systemctl status bluetooth
1.

如果蓝牙服务状态未激活，则必须先启用它。然后启动服务，以便在启动计算机时自动启动。

 sudo systemctl enable bluetooth
 sudo systemctl start bluetooth
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2. 使用蓝牙设备之前先检查有没有被 rfkill 禁用。

rfkill命令的功能是管理系统中的蓝牙和WIFI设备。rfkill命令是一个内核级别的管理工具，可以打开或关闭系统中的蓝牙和WIFI功能。

语法格式： rfkill [参数] 设备名

常用参数：

3. 使用bluetoothctl连接到蓝牙设备

   1. bluetooth

   bluetoothctl — 在 shell 中配对设备是最简单可靠的方法之一。

   Bluetoothctl是用于控制蓝牙设备的交互式且易于使用的工具。它是在基于Linux的操作系统上管理蓝牙的主要实用程序。实质上是由bluez源码下的client目录的相关文件编译生成的可执行程序(命令)。bluetoothctl 主要是bluez官方提供的一个命令行交互的一个客户端，用于和bluetoothd的通信进行BLE广播包的设置、BLE相关配置、创建服务、特征等. 具体的功能请打开终端，运行bluetoothctl 进行查看。

   2. 启动bluetoothctl交互式命令：

   bluetoothctl是一个交互式实用程序。通常应该使用交互式模式，操作起来更快，更容易。要进入交互方式，只需运行不带参数的bluetoothctl命令，要退出蓝牙交互模式，只需在提示中键入exit 。

   $ bluetoothctl

   

   查看controller

   $ [bluetoothctl]#  list
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查看controller的属性

$ [bluetoothctl]# show
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4. 打开蓝牙适配器：

   [bluetooth]# default-agent //设置默认代理

   Default agent request successful

   [bluetooth]# power on //打开

   Changing power on succeeded

5. help

• 输入help命令以获取可用命令的列表

  [bluetooth]# help
  Menu main:
  Available commands:
  //命令                                             //命令功能的解释    
  -------------------
  advertise                                         Advertise Options Submenu
  scan                                              Scan Options Submenu
  gatt                                              Generic Attribute Submenu
  list                                              List available controllers
  show [ctrl]                                       Controller information
  select <ctrl>                                     Select default controller
  devices                                           List available devices
  paired-devices                                    List paired devices
  system-alias <name>                               Set controller alias
  reset-alias                                       Reset controller alias
  power <on/off>                                    Set controller power
  pairable <on/off>                                 Set controller pairable mode
  discoverable <on/off>                             Set controller discoverable mode
  discoverable-timeout [value]                      Set discoverable timeout
  agent <on/off/capability>                         Enable/disable agent with given capability
  default-agent                                     Set agent as the default one
  advertise <on/off/type>                           Enable/disable advertising with given type
  set-alias <alias>                                 Set device alias
  scan <on/off>                                     Scan for devices
  info [dev]                                        Device information
  pair [dev]                                        Pair with device
  trust [dev]                                       Trust device
  untrust [dev]                                     Untrust device
  block [dev]                                       Block device
  unblock [dev]                                     Unblock device
  remove <dev>                                      Remove device
  connect <dev>                                     Connect device
  disconnect [dev]                                  Disconnect device
  menu <name>                                       Select submenu
  version                                           Display version
  quit                                              Quit program
  exit                                              Quit program
  help                                              Display help about this program
  export                                            Print environment variables
  
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主菜单下的功能

1. 子菜单

menu + “子菜单名”：进入子菜单，目前有advertise、scan、gatt三个子菜单，分别用于设置BLE广播信息、扫描过滤、GATT设置。如 menu advertise/scan/gatt，功能在下面的子菜单功能测试中

进入每个子菜单后，使用back返回主菜单，才可以重新进入新的子菜单。

2. 进行扫描以检测你的蓝牙设备：要主动搜索可以连接的蓝牙设备

# scan on
1.

当运行上面的命令时，PC将查找并列出系统可以访问的所有蓝牙设备。

所有蓝牙设备都标记为设备，后跟它们各自的媒体访问控制（MAC）地址，这是网络上设备的唯一标识符。 MAC地址的格式为XX：XX：XX：XX：XX：XX 。 Bluetoothctl还在上面的输出中显示设备的名称。

要使蓝牙适配器可被其他设备发现，请使用以下命令：

 [bluetoothctl]# discoverable on
1.

4、与发现的蓝牙设备配对：

 [bluetoothctl]# pair DC:A6:32:74:A5:AF
1.

除了与蓝牙设备配对外，还可以选择信任设备，以便之后的配对可以自动完成无需验证。

 [bluetoothctl]# trust DC:A6:32:74:A5:AF
1.

可以通过发出以下命令来取消对设备的信任：

 [bluetoothctl]# untrust DC:A6:32:74:A5:AF
1.

可以使用以下命令列出计算机蓝牙范围内的设备：

 [bluetoothctl]# devices
1.

可以通过运行以下命令查看当前与系统配对的设备：

 [bluetoothctl]# paired-devices
1.

可以通过运行以下命令查看当前版本：

[bluetooth]# version
Version 5.53
1.
2.

可以通过运行以下命令更改别名：

[bluetooth]# system-alias 别名
1.

可以通过运行以下命令重置别名

[bluetooth]# reset-alias
1.

查看环境变量

[bluetooth]# export
1.

交互实例

实际的步骤取决于设备和它的输入功能。以下是使用 配对设备的一般步骤。bluetoothctl

运行 交互命令。输入 来获取帮助。bluetoothctl``help

1. （可选操作）使用选择一个默认的蓝牙接收器。select *MAC_address*
2. 使用命令打开蓝牙。蓝牙默认是关闭的，并且重启之后默认也会关闭，参照[#开机后自动启动#]power on
3. 使用命令获得要配对的设备的MAC地址。devices
4. 如果设备没有出现在上一步的列表中，使用命令去搜索发现所有可配对的设备。scan on
5. 使用命令去结束搜索。scan off
6. 使用命令 打开代理或者选择一个特定的代理：如果在 命令后按下两次 tab 键，应该就能看到可用代理的列表。蓝牙代理用于管理蓝牙"配对码"。它可以回复外部发来的"配对码"，也可以主动发送。。agent onagentdefault-agent`
7. 使用命令配对设备（可用 tab 键补全 MAC 地址）。pair *MAC_address*
8. 手动将设备添加到信任列表，如果配对设备不需要 PIN。使用命令 。trust *MAC_address*
9. 使用命令建立连接。connect *MAC_address*

$ bluetoothctl
[NEW] Controller AC:1E:9E:0B:2E:63 hostname [default]
[bluetooth]# agent KeyboardOnly
Agent registered

[bluetooth]# default-agent
Default agent request successful

[bluetooth]# power on
Changing power on succeeded
[CHG] Controller AC:1E:9E:0B:2E:63 Powered: yes

[bluetooth]# scan on
Discovery started
[CHG] Controller AC:1E:9E:0B:2E:63 Discovering: yes
[NEW] Device AC:1E:9E:0B:2E:63 device name
[CHG] Device AC:1E:9E:0B:2E:63 LegacyPairing: yes

[bluetooth]# pair AC:1E:9E:0B:2E:63
Attempting to pair with AC:1E:9E:0B:2E:63
[CHG] Device AC:1E:9E:0B:2E:63 Connected: yes
[CHG] Device AC:1E:9E:0B:2E:63 Connected: no
[CHG] Device AC:1E:9E:0B:2E:63 Connected: yes
Request PIN code
[agent] Enter PIN code: 1234
[CHG] Device AC:1E:9E:0B:2E:63 Paired: yes
Pairing successful
[CHG] Device AC:1E:9E:0B:2E:63 Connected: no

[bluetooth]# connect AC:1E:9E:0B:2E:63
Attempting to connect to AC:1E:9E:0B:2E:63
[CHG] Device AC:1E:9E:0B:2E:63 Connected: yes
Connection successful
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advertise菜单下的功能

[bluetooth]# menu advertise
Menu advertise:
Available commands:
//命令                                             //命令功能的解释    
-------------------
uuids [uuid1 uuid2 ...]                           Set/Get advertise uuids
service [uuid] [data=xx xx ...]                   Set/Get advertise service data
manufacturer [id] [data=xx xx ...]                Set/Get advertise manufacturer data
data [type] [data=xx xx ...]                      Set/Get advertise data
discoverable [on/off]                             Set/Get advertise discoverable
discoverable-timeout [seconds]                    Set/Get advertise discoverable timeout
tx-power [on/off]                                 Show/Enable/Disable TX power to be advertised
name [on/off/name]                                Configure local name to be advertised
appearance [on/off/value]                         Configure custom appearance to be advertised
duration [seconds]                                Set/Get advertise duration
timeout [seconds]                                 Set/Get advertise timeout
secondary [1M/2M/Coded]                           Set/Get advertise secondary channel
clear [uuids/service/manufacturer/config-name...] Clear advertise config
back                                              Return to main menu
version                                           Display version
quit                                              Quit program
exit                                              Quit program
help                                              Display help about this program
export                                            Print environment variables
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scan菜单下的功能

[bluetooth]# menu scan
Menu scan:
Available commands:
//命令                                             //命令功能的解释    
-------------------
uuids [all/uuid1 uuid2 ...]                       Set/Get UUIDs filter
rssi [rssi]                                       Set/Get RSSI filter, and clears pathloss
pathloss [pathloss]                               Set/Get Pathloss filter, and clears RSSI
transport [transport]                             Set/Get transport filter
duplicate-data [on/off]                           Set/Get duplicate data filter
discoverable [on/off]                             Set/Get discoverable filter
clear [uuids/rssi/pathloss/transport/duplicate-data/discoverable] Clears discovery filter.
back                                              Return to main menu
version                                           Display version
quit                                              Quit program
exit                                              Quit program
help                                              Display help about this program
export                                            Print environment variables
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gatt菜单下的功能

[bluetooth]# menu gatt
Menu gatt:
Available commands:
//命令                                             //命令功能的解释    
-------------------
list-attributes [dev/local]                       List attributes
select-attribute <attribute/UUID>                 Select attribute
attribute-info [attribute/UUID]                   Select attribute
read [offset]                                     Read attribute value
write <data=xx xx ...> [offset] [type]            Write attribute value
acquire-write                                     Acquire Write file descriptor
release-write                                     Release Write file descriptor
acquire-notify                                    Acquire Notify file descriptor
release-notify                                    Release Notify file descriptor
notify <on/off>                                   Notify attribute value
clone [dev/attribute/UUID]                        Clone a device or attribute
register-application [UUID ...]                   Register profile to connect
unregister-application                            Unregister profile
register-service <UUID> [handle]                  Register application service.
unregister-service <UUID/object>                  Unregister application service
register-includes <UUID> [handle]                 Register as Included service in.
unregister-includes <Service-UUID><Inc-UUID>      Unregister Included service.
register-characteristic <UUID> <Flags=read,write,notify...> [handle] Register application characteristic
unregister-characteristic <UUID/object>           Unregister application characteristic
register-descriptor <UUID> <Flags=read,write...> [handle] Register application descriptor
unregister-descriptor <UUID/object>               Unregister application descriptor
back                                              Return to main menu
version                                           Display version
quit                                              Quit program
exit                                              Quit program
help                                              Display help about this program
export                                            Print environment variables
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32.

要取消蓝牙设备的配对，使用remove命令，如下所示：

 bluetoothctl remove FC:69:47:7C:9D:A3
1.

可以使用bluetoothctl将设备与系统断开连接：

 bluetoothctl disconnect FC:69:47:7C:9D:A3
1.

如果希望阻止特定设备连接到系统，则可以使用block命令，后跟该设备的MAC地址。

 bluetoothctl block FC:69:47:7C:9D:A3
1.

要取消阻止设备，只需将上述命令中的单词block替换为unblock即可。

bluez功能对应着OpenHarmony程序中的功能

注意：bluez开机后自动启动

将如下代码添加至main.conf，蓝牙可以自动启动：

/etc/bluetooth/main.conf
[Policy]
AutoEnable=true
1.
2.
3.

注意：bluez启动后自动可被发现

如果设备总是可见或者可以直接连接：

/etc/bluetooth/main.conf
[General]
DiscoverableTimeout = 0
1.
2.
3.

总结

1. HAP应用调用系统模块就是import bluetooth from ‘@ohos.bluetooth’，其他内容可以从interface/sdk-js/api/@ohos.xxx.d.ts里查找；在DevEco工具里OpenHarmony的sdk默认路径AppData\Local\OpenHarmony\Sdk\ets\3.1.7.7\api文件夹下也可以找.d.ts；
2. OpenHarmony的蓝牙功能和linux上的bluez大多数功能相同，可以进行对比验证比较两边的差距；