高飞狗:
"常常的想,现在的你…"
布鲁托:
"哈罗!高飞!心情不错嘛!"
高飞狗:
"嗨!又遇到难题了,百思不得其解,头昏眼花的,心情糟透了!"
布鲁托:
"又在研究什么高科技项目?"
高飞狗:
"根本算不上什么高科技,我有一个PM2.5监测装置,就是能够测量与记录环境温度、湿度和颗粒物浓度的东东,受应用条件的限制,没有配备显示屏,为了能够在现场对其进行配置、管理并获取测量数据,想在这个装置上连接一个蓝牙模块,然后借助手机通过蓝牙通信实现这些功能。"
布鲁托:
"蓝牙通信是很成熟的技术,应该不难解决。"
高飞狗:
"在手机上当然很容易就搜索到我的蓝牙模块并成功进行了配对,但是接下来如何开发一个App与PM2.5监测装置通信,我是一头雾水啊!"
布鲁托:
"开发手机App,用Android Studio就可以。"
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:
"我们不妨去找找黛丝博士,听听她有什么高见。"
高飞狗:
"又去找她? 挺不好意思的。"
布鲁托:
"黛丝博士是个热心人,乐于助人,上次咱俩去求助,她一点架子都没有,而且她对你的态度大为好转,难道你没瞧出来? 没准人家天天盼着你去问问题呢!"
高飞狗:
"真的吗?你看出来转机来了?我还有机会?"
布鲁托:
"咱们这就走吧!"
高飞狗和布鲁托再次来到黛丝家并按下了门铃,"叮铃铃…叮铃铃…"。
黛丝:
"谁呀? 啊哦!是你们两位,快请进!"
"快请坐,喝点咖啡还是绿茶?"
高飞狗:
"不用这么客气。黛丝,今天来又得麻烦你。"
黛丝:
"是什么事呀?"
高飞狗:
"我想用C++开发一个手机App,通过蓝牙通信管理我的PM2.5监测装置,而且这个App必须在Android和iOS上都能运行。"
黛丝:
"这有什么难的呀。"
高飞狗:
"我就是不知该如何下手,一点思路都没有。"
黛丝:
"最近刚刚做了一个类似的项目,正好跟你们说说,对我来说也算温习所学知识吧。"
布鲁托:
"您太谦虚了!"
黛丝:
"咱们先说蓝牙通信的原理,然后再说具体实现吧。"
"蓝牙通信和TCP/UDP的原理基本相同,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。
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。"