蓝牙通讯协议学习

1. 传统蓝牙 (RFCOMM) VS BLE (低功耗蓝牙)

传统蓝牙 (RFCOMM) 和 BLE (低功耗蓝牙) 使用不同协议
BLE设备需要知道服务UUID和特征UUID才能正确通信

在主板（如树莓派、STM32等）通过 串口（UART） 连接蓝牙模块（如HC-05、JDY-31等）的场景中，UUID 仅适用于BLE（低功耗蓝牙），而传统蓝牙串口模块（基于SPP/RFCOMM协议）不需要UUID。以下是具体分析和解决方案：

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1.1 明确蓝牙模块类型

情况1：传统蓝牙模块（如HC-05）

• 协议：使用 RFCOMM/SPP（串口端口协议），直接透传串口数据。
• UUID无关：数据通过固定的 通道（Channel） 传输，而非UUID。
• 通信流程：

情况2：BLE模块（如HM-10）

• 协议：基于 GATT（通用属性协议），需通过UUID标识服务/特征。
• 关键UUID：
  • 串口数据服务：通常为 0000FFE0-0000-1000-8000-00805F9B34FB
  • 写入特征（TX）：0000FFE1-...（主板→蓝牙）
  • 通知特征（RX）：0000FFE2-...（蓝牙→主板）

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1.2 如何确定数据传输方式

步骤1：确认模块型号及协议

• 查看模块手册或标签（如HC-05是传统蓝牙，CC2541是BLE）。
• 传统蓝牙：无需UUID，直接配对后映射为虚拟串口（如 /dev/rfcomm0）。
• BLE模块：需查找UUID（常见于手册或AT指令响应）。

步骤2：获取BLE模块的UUID

• 方法1：AT指令查询（连接模块的UART，发送指令）：

  AT+UUID?     # 查询服务UUID
  AT+CHAR?     # 查询特征UUID
  

  响应示例：

  +UUID=FFE0
  +CHAR=FFE1
  

• 方法2：使用BLE扫描工具（如nRF Connect）：

  • 扫描设备 → 查看服务列表 → 找到串口相关服务（如 FFE0）。

步骤3：传统蓝牙的通道确认

• 固定为 RFCOMM Channel 1（多数模块默认值），无需配置UUID。

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1.3 代码实现示例

传统蓝牙（如HC-05）通信

# 主板通过UART发送数据（Python示例）
import serialuart = serial.Serial("/dev/ttyS0", baudrate=9600)  # 替换为实际串口
uart.write(b"Hello Bluetooth\n")  # 数据直接透传到蓝牙模块

BLE模块（如HM-10）通信

# 通过UUID读写数据（需bleak库）
from bleak import BleakClientUART_SERVICE = "0000FFE0-0000-1000-8000-00805F9B34FB"
TX_CHAR = "0000FFE1-0000-1000-8000-00805F9B34FB"  # 主板写入特征async def send_data(address, message):async with BleakClient(address) as client:await client.write_gatt_char(TX_CHAR, message.encode())print("数据已发送")# 使用
address = "80:6F:B0:12:34:56"  # 模块蓝牙地址
asyncio.run(send_data(address, "Hello BLE"))

蓝牙设备的 MAC 地址，格式为 6组十六进制数，用冒号 : 或连字符 - 分隔。地址字母不区分大小写：（00:1A:7D 和 00:1a:7d 等效）

可以手动从手机/电脑蓝牙设置中查看：
在手机蓝牙设置中点击搜索到的蓝牙名称 → 查看详情 → 找到 MAC 地址（格式如 00:11:22:33:44:55）。

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1.4 关键区别总结

特性	传统蓝牙（如HC-05）	BLE模块（如HM-10）
协议	RFCOMM/SPP	GATT
是否需要UUID	否	是
数据传输方式	直接串口透传	通过特征（Characteristic）读写
典型应用	音频、文件传输	传感器数据、IoT设备

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1.5 常见问题解决

Q1：如何确认数据是否通过蓝牙发出？

• 传统蓝牙：用手机APP（如"蓝牙串口"）查看接收的数据。
• BLE：使用nRF Connect监听特征值变化。

Q2：发送后对方未收到数据？

• 检查波特率（确保主板与蓝牙模块的UART波特率一致）。
• 确认BLE模块的写特征UUID是否正确。
• 检查硬件连接
  确认 TX/RX 线序正确（主机 TX → 模块 RX，主机 RX → 模块 TX）
• 检查供电是否稳定（避免电压不足导致数据丢失）

Q3：如何自定义BLE模块的UUID？

• 通过AT指令修改（依模块型号而定）：

  AT+UUID=ABCD1234  # 设置自定义服务UUID
  AT+CHAR=5678      # 设置特征UUID
  

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总结

• 传统蓝牙串口模块：数据直接透传，无需UUID，只需确保UART配置正确。
• BLE模块：需通过 服务/特征UUID 读写数据，UUID通常为 FFE0/FFE1 或由厂商指定。

2. 蓝牙模块的广播功能

蓝牙模块的广播功能是其核心特性之一，主要用于无连接的数据传输和设备发现。

广播的本质：单向主动发射
蓝牙模块（广播者）：像“广播电台”一样，主动、周期性发送广播包（无需等待其他设备请求）。

其他设备（观察者/扫描者）：如手机、网关等，只需开启扫描（Scan）功能，即可被动接收这些广播数据，无需提前配对或建立连接。

3. python建立BLE蓝牙通讯的示例代码

1. 直接根据蓝牙模块的MAC建立通讯连接

from bleak import BleakClient
import asyncioasync def connect_ble(device_address):"""连接BLE设备"""try:async with BleakClient(device_address) as client:print(f"已连接到 {device_address}")# 获取服务services = await client.get_services()for service in services:print(f"服务: {service.uuid}")for char in service.characteristics:print(f"  特征: {char.uuid}")# 示例: 读取特征值 (需要替换为实际的特征UUID)# value = await client.read_gatt_char("00002a00-0000-1000-8000-00805f9b34fb")# print(f"读取的值: {value}")except Exception as e:print(f"错误: {e}")# 要运行的BLE设备地址
DEVICE_ADDRESS = "XX:XX:XX:XX:XX:XX"  # 替换为你的设备地址if __name__ == "__main__":asyncio.run(connect_ble(DEVICE_ADDRESS))

2. 通过扫描确定蓝牙模块的MAC建立通讯连接

from bleak import BleakScanner, BleakClient
import asyncioasync def scan_ble_devices():print("扫描BLE设备...")devices = await BleakScanner.discover()for d in devices:print(f"{d.name}: {d.address}")return devicesasync def connect_to_device(address):async with BleakClient(address) as client:print(f"已连接到 {address}")# 这里可以添加你的通信代码# 使用示例
async def main():devices = await scan_ble_devices()if devices:await connect_to_device(devices[0].address)asyncio.run(main())