一文迅速上手 ESP32 bluedroid 蓝牙从机开发

2024-08-25 18:52
文章标签 开发 一文 esp32 蓝牙 迅速 从机 bluedroid

本文主要是介绍一文迅速上手 ESP32 bluedroid 蓝牙从机开发，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

前言

  1. 个人邮箱：zhangyixu02@gmail.com
  2. 该博客主要针对希望迅速上手 ESP32 蓝牙从机开发人员，因此，很多蓝牙技术细节知识并不会进行介绍，仅仅介绍我认为需要了解的 API 函数和回调内容。
  3. 本文主要是基于gatt_server demo来微调进行进行讲解。

代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <inttypes.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "freertos/event_groups.h"
#include "esp_system.h"
#include "esp_log.h"
#include "nvs_flash.h"
#include "esp_bt.h"#include "esp_gap_ble_api.h"
#include "esp_gatts_api.h"
#include "esp_bt_defs.h"
#include "esp_bt_main.h"
#include "esp_gatt_common_api.h"#include "sdkconfig.h"#define GATTS_TAG "GATTS_DEMO"///Declare the static function
static void gatts_profile_a_event_handler(esp_gatts_cb_event_t event, esp_gatt_if_t gatts_if, esp_ble_gatts_cb_param_t *param);
static void gatts_profile_b_event_handler(esp_gatts_cb_event_t event, esp_gatt_if_t gatts_if, esp_ble_gatts_cb_param_t *param);#define GATTS_SERVICE_UUID_TEST_A   0x00FF
#define GATTS_CHAR_UUID_TEST_A      0xFF01
#define GATTS_DESCR_UUID_TEST_A     0x3333
#define GATTS_NUM_HANDLE_TEST_A     4#define GATTS_SERVICE_UUID_TEST_B   0x00EE
#define GATTS_CHAR_UUID_TEST_B      0xEE01
#define GATTS_DESCR_UUID_TEST_B     0x2222
#define GATTS_NUM_HANDLE_TEST_B     4/* 广播设备名称，如果需要使用中文，则需要中文转 URL 编码。可以使用 https://tool.chinaz.com/tools/urlencode.aspx 进行转换 */
// #define TEST_DEVICE_NAME            "ESP_GATTS_DEMO"
const char TEST_DEVICE_NAME[] = {0xE9,0xA3,0x8E,0xE6,0xAD,0xA3,0xE8,0xB1,0xAA};
#define TEST_MANUFACTURER_DATA_LEN  17#define GATTS_DEMO_CHAR_VAL_LEN_MAX 0x40#define PREPARE_BUF_MAX_SIZE 1024static uint8_t char1_str[] = {0x11,0x22,0x33};
static esp_gatt_char_prop_t a_property = 0;
static esp_gatt_char_prop_t b_property = 0;static esp_attr_value_t gatts_demo_char1_val =
{.attr_max_len = GATTS_DEMO_CHAR_VAL_LEN_MAX,.attr_len     = sizeof(char1_str),.attr_value   = char1_str,
};#define adv_config_flag      (1 << 0)
#define scan_rsp_config_flag (1 << 1)#ifdef CONFIG_SET_RAW_ADV_DATA
static uint8_t raw_adv_data[] = {0x02, 0x01, 0x06,                  // Length 2, Data Type 1 (Flags), Data 1 (LE General Discoverable Mode, BR/EDR Not Supported)0x02, 0x0a, 0xeb,                  // Length 2, Data Type 10 (TX power leve), Data 2 (-21)0x03, 0x03, 0xab, 0xcd,            // Length 3, Data Type 3 (Complete 16-bit Service UUIDs), Data 3 (UUID)
};
static uint8_t raw_scan_rsp_data[] = {     // Length 15, Data Type 9 (Complete Local Name), Data 1 (ESP_GATTS_DEMO)0x0f, 0x09, 0x45, 0x53, 0x50, 0x5f, 0x47, 0x41, 0x54, 0x54, 0x53, 0x5f, 0x44,0x45, 0x4d, 0x4f
};
#elsestatic uint8_t adv_service_uuid128[32] = {/* LSB <--------------------------------------------------------------------------------> MSB *///first uuid, 16bit, [12],[13] is the value0xfb, 0x34, 0x9b, 0x5f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x80, 0x00, 0x10, 0x00, 0x00, 0xEE, 0x00, 0x00, 0x00,//second uuid, 32bit, [12], [13], [14], [15] is the value0xfb, 0x34, 0x9b, 0x5f, 0x80, 0x00, 0x00, 0x80, 0x00, 0x10, 0x00, 0x00, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x00,
};// 广播报数据长度应当小于 31 bytes
//static uint8_t test_manufacturer[TEST_MANUFACTURER_DATA_LEN] =  {0x12, 0x23, 0x45, 0x56};
//adv data
static esp_ble_adv_data_t adv_data = {.set_scan_rsp = false,.include_name = true,.include_txpower = false,.min_interval = 0x0006, //slave connection min interval, Time = min_interval * 1.25 msec.max_interval = 0x0010, //slave connection max interval, Time = max_interval * 1.25 msec.appearance = ESP_BLE_APPEARANCE_SPORTS_WATCH,.manufacturer_len = 0, //TEST_MANUFACTURER_DATA_LEN,.p_manufacturer_data =  NULL, //&test_manufacturer[0],.service_data_len = 0,.p_service_data = NULL,.service_uuid_len = sizeof(adv_service_uuid128),.p_service_uuid = adv_service_uuid128,.flag = (ESP_BLE_ADV_FLAG_GEN_DISC | ESP_BLE_ADV_FLAG_BREDR_NOT_SPT),
};
// scan response data
static esp_ble_adv_data_t scan_rsp_data = {.set_scan_rsp = true,.include_name = true,.include_txpower = true,//.min_interval = 0x0006,//.max_interval = 0x0010,// .appearance = 0x00,.manufacturer_len = 0, //TEST_MANUFACTURER_DATA_LEN,.p_manufacturer_data =  NULL, //&test_manufacturer[0],.service_data_len = 0,.p_service_data = NULL,.service_uuid_len = sizeof(adv_service_uuid128),.p_service_uuid = adv_service_uuid128,.flag = (ESP_BLE_ADV_FLAG_GEN_DISC | ESP_BLE_ADV_FLAG_BREDR_NOT_SPT),
};#endif /* CONFIG_SET_RAW_ADV_DATA */static esp_ble_adv_params_t adv_params = {.adv_int_min        = 0x20,.adv_int_max        = 0x40,.adv_type           = ADV_TYPE_IND,.own_addr_type      = BLE_ADDR_TYPE_PUBLIC,//.peer_addr            =//.peer_addr_type       =.channel_map        = ADV_CHNL_ALL,.adv_filter_policy = ADV_FILTER_ALLOW_SCAN_ANY_CON_ANY,
};enum {PROFILE_A,PROFILE_B,PROFILE_NUM
};/* 这个注册 APP ID 可为 0~65535 任意值，只要 APP ID 没有重复即可 */
#define PROFILE_A_APP_ID 0x55
#define PROFILE_B_APP_ID 0x66struct gatts_profile_inst {esp_gatts_cb_t gatts_cb;         /* GATT 回调函数 */uint16_t gatts_if;               /* 协议栈分配的，用于指定服务的标识符 */uint16_t app_id;                 /* 注册的 APP ID，可为 0~65535 任意值，但不可重复 */uint16_t conn_id;                /* 用于表示一个设备连接，因为 ESP32 作为从机可以被多个主机同时连接，那么就需要利用这个参数指定是那个主机连接 */uint16_t service_handle;         /* 服务(Service)句柄 */esp_gatt_srvc_id_t service_id;   /* 首要服务的一些参数 */uint16_t char_handle;            /* 特征(Characteristic)句柄 */esp_bt_uuid_t char_uuid;         /* 特征(Characteristic) UUID 值 */esp_gatt_perm_t perm;esp_gatt_char_prop_t property;uint16_t descr_handle;           /* 特征配置描述符(descriptor)句柄 */esp_bt_uuid_t descr_uuid;        /* UUID 长度 */
};/* One gatt-based profile one app_id and one gatts_if, this array will store the gatts_if returned by ESP_GATTS_REG_EVT */
static struct gatts_profile_inst gl_profile_tab[PROFILE_NUM] = {[PROFILE_A] = {.app_id   = PROFILE_A_APP_ID,.gatts_cb = gatts_profile_a_event_handler,.gatts_if = ESP_GATT_IF_NONE,},[PROFILE_B] = {.app_id   = PROFILE_B_APP_ID,.gatts_cb = gatts_profile_b_event_handler,    /* 配置 B 服务的回调函数 */.gatts_if = ESP_GATT_IF_NONE,                 /* 如果协议栈没有分配 gatts_if ，那么就是 ESP_GATT_IF_NONE */},
};typedef struct {uint8_t                 *prepare_buf;int                     prepare_len;
} prepare_type_env_t;static prepare_type_env_t a_prepare_write_env; /* 存储 A 服务准备写操作内容 */
static prepare_type_env_t b_prepare_write_env; /* 存储 B 服务准备写操作内容 */void example_write_event_env(esp_gatt_if_t gatts_if, prepare_type_env_t *prepare_write_env, esp_ble_gatts_cb_param_t *param);
void example_exec_write_event_env(prepare_type_env_t *prepare_write_env, esp_ble_gatts_cb_param_t *param);static void advertise_init(void)
{esp_err_t set_dev_name_ret = esp_ble_gap_set_device_name(TEST_DEVICE_NAME);if (set_dev_name_ret){/* 设置设备名称失败 */ESP_LOGE(GATTS_TAG, "set device name failed, error code = %x", set_dev_name_ret);}
#ifdef CONFIG_SET_RAW_ADV_DATA// 设置广播数据esp_err_t raw_adv_ret = esp_ble_gap_config_adv_data_raw(raw_adv_data, sizeof(raw_adv_data));if (raw_adv_ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "config raw adv data failed, error code = %x ", raw_adv_ret);}// 设置扫描响应数据esp_err_t raw_scan_ret = esp_ble_gap_config_scan_rsp_data_raw(raw_scan_rsp_data, sizeof(raw_scan_rsp_data));if (raw_scan_ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "config raw scan rsp data failed, error code = %x", raw_scan_ret);}
#else// 设置广播数据esp_err_t ret = esp_ble_gap_config_adv_data(&adv_data);if (ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "config adv data failed, error code = %x", ret);}// 设置扫描响应数据ret = esp_ble_gap_config_adv_data(&scan_rsp_data);if (ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "config scan response data failed, error code = %x", ret);}
#endif
}static void gap_event_handler(esp_gap_ble_cb_event_t event, esp_ble_gap_cb_param_t *param)
{ESP_LOGI(GATTS_TAG, "GAP Event:%d", event);switch (event) {
#ifdef CONFIG_SET_RAW_ADV_DATAcase ESP_GAP_BLE_ADV_DATA_RAW_SET_COMPLETE_EVT: {if (param->adv_data_raw_cmpl.status != ESP_BT_STATUS_SUCCESS) {ESP_LOGE(GATTS_TAG, "advertising data set failed");}break;}case ESP_GAP_BLE_SCAN_RSP_DATA_RAW_SET_COMPLETE_EVT: {if (param->scan_rsp_data_raw_cmpl.status != ESP_BT_STATUS_SUCCESS) {ESP_LOGE(GATTS_TAG, "advertising data set failed");}esp_ble_gap_start_advertising(&adv_params);break;}
#elsecase ESP_GAP_BLE_ADV_DATA_SET_COMPLETE_EVT: {if (param->adv_data_cmpl.status != ESP_BT_STATUS_SUCCESS) {ESP_LOGE(GATTS_TAG, "advertising data set failed");}break;}case ESP_GAP_BLE_SCAN_RSP_DATA_SET_COMPLETE_EVT: {if (param->scan_rsp_data_cmpl.status != ESP_BT_STATUS_SUCCESS) {ESP_LOGE(GATTS_TAG, "advertising data set failed");}esp_ble_gap_start_advertising(&adv_params);break;}
#endifcase ESP_GAP_BLE_ADV_START_COMPLETE_EVT: {//advertising start complete event to indicate advertising start successfully or failedif (param->adv_start_cmpl.status != ESP_BT_STATUS_SUCCESS) {ESP_LOGE(GATTS_TAG, "Advertising start failed");}break;}case ESP_GAP_BLE_ADV_STOP_COMPLETE_EVT: {if (param->adv_stop_cmpl.status != ESP_BT_STATUS_SUCCESS) {ESP_LOGE(GATTS_TAG, "Advertising stop failed");} else {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "Stop adv successfully");}break;}case ESP_GAP_BLE_UPDATE_CONN_PARAMS_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "update connection params status = %d, min_int = %d, max_int = %d,conn_int = %d,latency = %d, timeout = %d",param->update_conn_params.status,param->update_conn_params.min_int,param->update_conn_params.max_int,param->update_conn_params.conn_int,param->update_conn_params.latency,param->update_conn_params.timeout);break;}case ESP_GAP_BLE_SET_PKT_LENGTH_COMPLETE_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "packet length updated: rx = %d, tx = %d, status = %d",param->pkt_data_length_cmpl.params.rx_len,param->pkt_data_length_cmpl.params.tx_len,param->pkt_data_length_cmpl.status);break;}default:break;}
}/*** @brief 处理写事件的函数，用于处理普通写入和准备写入** @param gatts_if GATT 接口，用于标识 GATT 服务端* @param prepare_write_env 指向准备写环境结构体的指针，保存准备写的数据* @param param GATT 回调参数，包括写事件的信息*/
void example_write_event_env(esp_gatt_if_t gatts_if, prepare_type_env_t *prepare_write_env, esp_ble_gatts_cb_param_t *param){esp_gatt_status_t status = ESP_GATT_OK;/* 检查写操作是否需要响应 */if (param->write.need_rsp) {/* 判断是否为准备写操作，注意 : 准备写入（Prepare Write）操作是必须有响应 */if (param->write.is_prep) {/* 检查写入偏移量是否超过缓冲区最大大小 */if (param->write.offset > PREPARE_BUF_MAX_SIZE) {/* 无效偏移量 */status = ESP_GATT_INVALID_OFFSET;} else if ((param->write.offset + param->write.len) > PREPARE_BUF_MAX_SIZE) {/* 写操作的偏移量加上写入数据的长度超过了预设的缓冲区大小，表示这次写入操作会导致数据超出缓冲区的容量，这是一个无效的操作。 */status = ESP_GATT_INVALID_ATTR_LEN;}/* 如果状态正常且准备缓冲区为空，则分配缓冲区内存 */if (status == ESP_GATT_OK && prepare_write_env->prepare_buf == NULL) {prepare_write_env->prepare_buf = (uint8_t *)malloc(PREPARE_BUF_MAX_SIZE*sizeof(uint8_t));prepare_write_env->prepare_len = 0;if (prepare_write_env->prepare_buf == NULL) {/* malloc 申请分配内存失败 */ESP_LOGE(GATTS_TAG, "Gatt_server prep no mem");status = ESP_GATT_NO_RESOURCES;}}esp_gatt_rsp_t *gatt_rsp = (esp_gatt_rsp_t *)malloc(sizeof(esp_gatt_rsp_t));if (gatt_rsp) {gatt_rsp->attr_value.len = param->write.len;gatt_rsp->attr_value.handle = param->write.handle;gatt_rsp->attr_value.offset = param->write.offset;gatt_rsp->attr_value.auth_req = ESP_GATT_AUTH_REQ_NONE;memcpy(gatt_rsp->attr_value.value, param->write.value, param->write.len);/* 发送响应 */esp_err_t response_err = esp_ble_gatts_send_response(gatts_if, param->write.conn_id, param->write.trans_id, status, gatt_rsp);if (response_err != ESP_OK){/* 发送响应失败 */ESP_LOGE(GATTS_TAG, "Send response error\n");}free(gatt_rsp);} else {/* 申请 esp_gatt_rsp_t 结构体内存数据失败 */ESP_LOGE(GATTS_TAG, "malloc failed, no resource to send response error\n");status = ESP_GATT_NO_RESOURCES;}if (status != ESP_GATT_OK){return;}/* 将写入的数据复制到 a_prepare_write_env 或者 b_prepare_write_env 准备缓冲区 */memcpy(prepare_write_env->prepare_buf + param->write.offset,param->write.value,param->write.len);prepare_write_env->prepare_len += param->write.len;}else{ ESP_LOGI(GATTS_TAG, "write event, but not prepare");/* 对于普通写入，直接发送响应。注意，该函数必须有，否则会引起客户端(client)断连 */esp_ble_gatts_send_response(gatts_if, param->write.conn_id, param->write.trans_id, status, NULL);}} else{/* 如果不需要响应，则直接返回 */ESP_LOGI(GATTS_TAG, "write event, but not need to response");return;}
}/*** @brief 处理 GATT 服务端的执行写操作事件。* * @param prepare_write_env 准备写操作的环境参数，包括缓冲区和长度。* @param param 事件回调参数，其中包含执行写操作的标志和其他信息。*/
void example_exec_write_event_env(prepare_type_env_t *prepare_write_env, esp_ble_gatts_cb_param_t *param) {// 检查执行写操作的标志if (param->exec_write.exec_write_flag == ESP_GATT_PREP_WRITE_EXEC) {// 如果标志为执行写操作，打印缓冲区内容esp_log_buffer_hex(GATTS_TAG, prepare_write_env->prepare_buf, prepare_write_env->prepare_len);}else {// 如果标志为取消写操作，记录日志ESP_LOGI(GATTS_TAG,"ESP_GATT_PREP_WRITE_CANCEL");}// 释放准备缓冲区的内存if (prepare_write_env->prepare_buf) {free(prepare_write_env->prepare_buf);prepare_write_env->prepare_buf = NULL;}// 重置准备缓冲区的长度prepare_write_env->prepare_len = 0;
}static void gatts_profile_a_event_handler(esp_gatts_cb_event_t event, esp_gatt_if_t gatts_if, esp_ble_gatts_cb_param_t *param) {switch (event) {case ESP_GATTS_REG_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "REGISTER_APP_EVT, status %d, app_id %d", param->reg.status, param->reg.app_id);/* 创造 GATTS 首要服务 */gl_profile_tab[PROFILE_A].service_id.is_primary = true;gl_profile_tab[PROFILE_A].service_id.id.inst_id = 0x00;gl_profile_tab[PROFILE_A].service_id.id.uuid.len = ESP_UUID_LEN_16;gl_profile_tab[PROFILE_A].service_id.id.uuid.uuid.uuid16 = GATTS_SERVICE_UUID_TEST_A;esp_ble_gatts_create_service(gatts_if, &gl_profile_tab[PROFILE_A].service_id, GATTS_NUM_HANDLE_TEST_A);break;}case ESP_GATTS_READ_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "GATT_READ_EVT, conn_id %d, trans_id %" PRIu32 ", handle %d", param->read.conn_id, param->read.trans_id, param->read.handle);/* 读取 esp_ble_gatts_add_char 初始化时候的 char_val */uint16_t length = 0;const uint8_t *prf_char;esp_gatt_rsp_t rsp;memset(&rsp, 0, sizeof(esp_gatt_rsp_t));/* 获取特征值  */esp_err_t get_attr_ret = esp_ble_gatts_get_attr_value(param->read.handle,  &length, &prf_char);if (get_attr_ret == ESP_FAIL){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "ILLEGAL HANDLE");}rsp.attr_value.handle = param->read.handle;rsp.attr_value.len = length;memcpy(rsp.attr_value.value, prf_char, length);for(int i = 0; i < length; i++){ESP_LOGD(GATTS_TAG, "ESP_GATTS_READ_EVT : prf_char[%x] =%x",i,prf_char[i]);ESP_LOGD(GATTS_TAG, "ESP_GATTS_READ_EVT : i,rsp.attr_value.value[%x] =%x",i,rsp.attr_value.value[i]);}esp_ble_gatts_send_response(gatts_if, param->read.conn_id, param->read.trans_id,ESP_GATT_OK, &rsp);// 更新特征的值rsp.attr_value.value[0] = 0x55;rsp.attr_value.value[1] = 0x66;rsp.attr_value.value[2] = 0x77;esp_ble_gatts_set_attr_value(rsp.attr_value.handle, 3, rsp.attr_value.value);break;}case ESP_GATTS_WRITE_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "GATT_WRITE_EVT, conn_id %d, trans_id %" PRIu32 ", handle %d", param->write.conn_id, param->write.trans_id, param->write.handle);if (!param->write.is_prep) {/* 打印客户端(client)写入的数据长度和值 */ESP_LOGI(GATTS_TAG, "It's not prepare write, value len %d, value", param->write.len);esp_log_buffer_hex(GATTS_TAG, param->write.value, param->write.len);/* 如果是 特征配置描述符(descriptor)操作句柄，并且写入数据长度为2 */if (gl_profile_tab[PROFILE_A].descr_handle == param->write.handle && param->write.len == 2) {uint16_t descr_value = param->write.value[1]<<8 | param->write.value[0];if (descr_value == 0x0001){if (a_property & ESP_GATT_CHAR_PROP_BIT_NOTIFY){ESP_LOGI(GATTS_TAG, "notify enable");uint8_t notify_data[15];for (int i = 0; i < sizeof(notify_data); ++i){notify_data[i] = i%0xff;}//the size of notify_data[] need less than MTU sizeesp_ble_gatts_send_indicate(gatts_if, param->write.conn_id, gl_profile_tab[PROFILE_A].char_handle,sizeof(notify_data), notify_data, false);}} else if (descr_value == 0x0002){/*  */if (a_property & ESP_GATT_CHAR_PROP_BIT_INDICATE){ESP_LOGI(GATTS_TAG, "indicate enable");uint8_t indicate_data[15];for (int i = 0; i < sizeof(indicate_data); ++i){indicate_data[i] = i%0xff;}//the size of indicate_data[] need less than MTU sizeesp_ble_gatts_send_indicate(gatts_if, param->write.conn_id, gl_profile_tab[PROFILE_A].char_handle,sizeof(indicate_data), indicate_data, true);}} else if (descr_value == 0x0000){ESP_LOGI(GATTS_TAG, "notify/indicate disable ");} else {ESP_LOGE(GATTS_TAG, "unknown descr value");esp_log_buffer_hex(GATTS_TAG, param->write.value, param->write.len);}}}example_write_event_env(gatts_if, &a_prepare_write_env, param);break;}case ESP_GATTS_EXEC_WRITE_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG,"ESP_GATTS_EXEC_WRITE_EVT");esp_ble_gatts_send_response(gatts_if, param->write.conn_id, param->write.trans_id, ESP_GATT_OK, NULL);example_exec_write_event_env(&a_prepare_write_env, param);break;}case ESP_GATTS_MTU_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "ESP_GATTS_MTU_EVT, MTU %d", param->mtu.mtu);break;}case ESP_GATTS_CREATE_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "CREATE_SERVICE_EVT, status %d,  service_handle %d", param->create.status, param->create.service_handle);/* 添加 特征申明 和 特征值 */gl_profile_tab[PROFILE_A].service_handle = param->create.service_handle;gl_profile_tab[PROFILE_A].char_uuid.len = ESP_UUID_LEN_16;gl_profile_tab[PROFILE_A].char_uuid.uuid.uuid16 = GATTS_CHAR_UUID_TEST_A;a_property = ESP_GATT_CHAR_PROP_BIT_READ | ESP_GATT_CHAR_PROP_BIT_WRITE | ESP_GATT_CHAR_PROP_BIT_NOTIFY;esp_err_t add_char_ret = esp_ble_gatts_add_char(gl_profile_tab[PROFILE_A].service_handle, &gl_profile_tab[PROFILE_A].char_uuid,ESP_GATT_PERM_READ | ESP_GATT_PERM_WRITE,a_property,&gatts_demo_char1_val, NULL);/* 启动服务 */esp_ble_gatts_start_service(gl_profile_tab[PROFILE_A].service_handle);if (add_char_ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "add char failed, error code =%x",add_char_ret);}break;}case ESP_GATTS_ADD_CHAR_EVT: {uint16_t length = 0;const uint8_t *prf_char;ESP_LOGI(GATTS_TAG, "ADD_CHAR_EVT, status %d,  attr_handle %d, service_handle %d",param->add_char.status, param->add_char.attr_handle, param->add_char.service_handle);/* 添加 特征配置描述符 */gl_profile_tab[PROFILE_A].char_handle = param->add_char.attr_handle;gl_profile_tab[PROFILE_A].descr_uuid.len = ESP_UUID_LEN_16;gl_profile_tab[PROFILE_A].descr_uuid.uuid.uuid16 = ESP_GATT_UUID_CHAR_CLIENT_CONFIG;esp_err_t add_descr_ret = esp_ble_gatts_add_char_descr(gl_profile_tab[PROFILE_A].service_handle, &gl_profile_tab[PROFILE_A].descr_uuid,ESP_GATT_PERM_READ | ESP_GATT_PERM_WRITE, NULL, NULL);esp_err_t get_attr_ret = esp_ble_gatts_get_attr_value(param->add_char.attr_handle,  &length, &prf_char);if (get_attr_ret == ESP_FAIL){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "ILLEGAL HANDLE");}ESP_LOGI(GATTS_TAG, "the gatts demo char length = %x", length);for(int i = 0; i < length; i++){ESP_LOGI(GATTS_TAG, "prf_char[%x] =%x",i,prf_char[i]);}if (add_descr_ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "add char descr failed, error code =%x", add_descr_ret);}break;}case ESP_GATTS_ADD_CHAR_DESCR_EVT: {gl_profile_tab[PROFILE_A].descr_handle = param->add_char_descr.attr_handle;ESP_LOGI(GATTS_TAG, "ADD_DESCR_EVT, status %d, attr_handle %d, service_handle %d",param->add_char_descr.status, param->add_char_descr.attr_handle, param->add_char_descr.service_handle);break;}case ESP_GATTS_START_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "SERVICE_START_EVT, status %d, service_handle %d",param->start.status, param->start.service_handle);break;}case ESP_GATTS_CONNECT_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "ESP_GATTS_CONNECT_EVT, conn_id %d, remote %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:",param->connect.conn_id,param->connect.remote_bda[0], param->connect.remote_bda[1], param->connect.remote_bda[2],param->connect.remote_bda[3], param->connect.remote_bda[4], param->connect.remote_bda[5]);gl_profile_tab[PROFILE_A].conn_id = param->connect.conn_id;//向对端设备发起连接参数更新esp_ble_conn_update_params_t conn_params = {0};memcpy(conn_params.bda, param->connect.remote_bda, sizeof(esp_bd_addr_t));/* For the IOS system, please reference the apple official documents about the ble connection parameters restrictions. */conn_params.latency = 0;conn_params.max_int = 0x20;    // max_int = 0x20*1.25ms = 40msconn_params.min_int = 0x10;    // min_int = 0x10*1.25ms = 20msconn_params.timeout = 400;    // timeout = 400*10ms = 4000msesp_ble_gap_update_conn_params(&conn_params);break;}case ESP_GATTS_DISCONNECT_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "ESP_GATTS_DISCONNECT_EVT, disconnect reason 0x%x", param->disconnect.reason);break;}case ESP_GATTS_CONF_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "ESP_GATTS_CONF_EVT, status %d attr_handle %d", param->conf.status, param->conf.handle);if (param->conf.status != ESP_GATT_OK){esp_log_buffer_hex(GATTS_TAG, param->conf.value, param->conf.len);}break;}default:break;}
}static void gatts_profile_b_event_handler(esp_gatts_cb_event_t event, esp_gatt_if_t gatts_if, esp_ble_gatts_cb_param_t *param) {switch (event) {case ESP_GATTS_REG_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "REGISTER_APP_EVT, status %d, app_id %d", param->reg.status, param->reg.app_id);/* 创造 GATTS 首要服务 */gl_profile_tab[PROFILE_B].service_id.is_primary = true;gl_profile_tab[PROFILE_B].service_id.id.inst_id = 0x00;gl_profile_tab[PROFILE_B].service_id.id.uuid.len = ESP_UUID_LEN_16;gl_profile_tab[PROFILE_B].service_id.id.uuid.uuid.uuid16 = GATTS_SERVICE_UUID_TEST_B;esp_ble_gatts_create_service(gatts_if, &gl_profile_tab[PROFILE_B].service_id, GATTS_NUM_HANDLE_TEST_B);break;}case ESP_GATTS_READ_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "GATT_READ_EVT, conn_id %d, trans_id %" PRIu32 ", handle %d", param->read.conn_id, param->read.trans_id, param->read.handle);esp_gatt_rsp_t rsp;memset(&rsp, 0, sizeof(esp_gatt_rsp_t));rsp.attr_value.handle = param->read.handle;rsp.attr_value.len = 4;rsp.attr_value.value[0] = 0xde;rsp.attr_value.value[1] = 0xed;rsp.attr_value.value[2] = 0xbe;rsp.attr_value.value[3] = 0xef;esp_ble_gatts_send_response(gatts_if, param->read.conn_id, param->read.trans_id,ESP_GATT_OK, &rsp);break;}case ESP_GATTS_WRITE_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "GATT_WRITE_EVT, conn_id %d, trans_id %" PRIu32 ", handle %d", param->write.conn_id, param->write.trans_id, param->write.handle);if (!param->write.is_prep) {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "It's not prepare write, value len %d, value :", param->write.len);esp_log_buffer_hex(GATTS_TAG, param->write.value, param->write.len);/* 如果是 特征配置描述符(descriptor)操作句柄，并且写入数据长度为2 */if (gl_profile_tab[PROFILE_B].descr_handle == param->write.handle && param->write.len == 2) {uint16_t descr_value= param->write.value[1]<<8 | param->write.value[0];if (descr_value == 0x0001){if (b_property & ESP_GATT_CHAR_PROP_BIT_NOTIFY){ESP_LOGI(GATTS_TAG, "profile b notify enable");uint8_t notify_data[15];for (int i = 0; i < sizeof(notify_data); ++i){notify_data[i] = i%0xff;}//the size of notify_data[] need less than MTU sizeesp_ble_gatts_send_indicate(gatts_if, param->write.conn_id, gl_profile_tab[PROFILE_B].char_handle,sizeof(notify_data), notify_data, false);}}else if (descr_value == 0x0002){if (b_property & ESP_GATT_CHAR_PROP_BIT_INDICATE){ESP_LOGI(GATTS_TAG, "indicate enable");uint8_t indicate_data[15];for (int i = 0; i < sizeof(indicate_data); ++i){indicate_data[i] = i%0xff;}//the size of indicate_data[] need less than MTU sizeesp_ble_gatts_send_indicate(gatts_if, param->write.conn_id, gl_profile_tab[PROFILE_B].char_handle,sizeof(indicate_data), indicate_data, true);}}else if (descr_value == 0x0000){ESP_LOGI(GATTS_TAG, "notify/indicate disable ");}else{ESP_LOGE(GATTS_TAG, "unknown value");}}}example_write_event_env(gatts_if, &b_prepare_write_env, param);break;}case ESP_GATTS_EXEC_WRITE_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG,"ESP_GATTS_EXEC_WRITE_EVT");esp_ble_gatts_send_response(gatts_if, param->write.conn_id, param->write.trans_id, ESP_GATT_OK, NULL);example_exec_write_event_env(&b_prepare_write_env, param);break;}case ESP_GATTS_MTU_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "ESP_GATTS_MTU_EVT, MTU %d", param->mtu.mtu);break;}case ESP_GATTS_CREATE_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "CREATE_SERVICE_EVT, status %d,  service_handle %d", param->create.status, param->create.service_handle);/* 创建特征 */gl_profile_tab[PROFILE_B].service_handle = param->create.service_handle;gl_profile_tab[PROFILE_B].char_uuid.len = ESP_UUID_LEN_16;gl_profile_tab[PROFILE_B].char_uuid.uuid.uuid16 = GATTS_CHAR_UUID_TEST_B;b_property = ESP_GATT_CHAR_PROP_BIT_READ | ESP_GATT_CHAR_PROP_BIT_WRITE | ESP_GATT_CHAR_PROP_BIT_NOTIFY | ESP_GATT_CHAR_PROP_BIT_INDICATE;esp_err_t add_char_ret =esp_ble_gatts_add_char( gl_profile_tab[PROFILE_B].service_handle, &gl_profile_tab[PROFILE_B].char_uuid,ESP_GATT_PERM_READ | ESP_GATT_PERM_WRITE,b_property,NULL, NULL);esp_ble_gatts_start_service(gl_profile_tab[PROFILE_B].service_handle);if (add_char_ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "add char failed, error code =%x",add_char_ret);}break;}case ESP_GATTS_ADD_CHAR_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "ADD_CHAR_EVT, status %d,  attr_handle %d, service_handle %d",param->add_char.status, param->add_char.attr_handle, param->add_char.service_handle);/* 添加 特征配置描述符 */gl_profile_tab[PROFILE_B].char_handle = param->add_char.attr_handle;gl_profile_tab[PROFILE_B].descr_uuid.len = ESP_UUID_LEN_16;gl_profile_tab[PROFILE_B].descr_uuid.uuid.uuid16 = ESP_GATT_UUID_CHAR_CLIENT_CONFIG;esp_ble_gatts_add_char_descr(gl_profile_tab[PROFILE_B].service_handle, &gl_profile_tab[PROFILE_B].descr_uuid,ESP_GATT_PERM_READ | ESP_GATT_PERM_WRITE,NULL, NULL);break;}case ESP_GATTS_ADD_CHAR_DESCR_EVT: {gl_profile_tab[PROFILE_B].descr_handle = param->add_char_descr.attr_handle;ESP_LOGI(GATTS_TAG, "ADD_DESCR_EVT, status %d, attr_handle %d, service_handle %d",param->add_char_descr.status, param->add_char_descr.attr_handle, param->add_char_descr.service_handle);break;}case ESP_GATTS_START_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "SERVICE_START_EVT, status %d, service_handle %d",param->start.status, param->start.service_handle);break;}case ESP_GATTS_CONNECT_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "ESP_GATTS_CONNECT_EVT, conn_id %d, remote %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:",param->connect.conn_id,param->connect.remote_bda[0], param->connect.remote_bda[1], param->connect.remote_bda[2],param->connect.remote_bda[3], param->connect.remote_bda[4], param->connect.remote_bda[5]);gl_profile_tab[PROFILE_B].conn_id = param->connect.conn_id;break;}case ESP_GATTS_CONF_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "ESP_GATTS_CONF_EVT status %d attr_handle %d", param->conf.status, param->conf.handle);if (param->conf.status != ESP_GATT_OK){esp_log_buffer_hex(GATTS_TAG, param->conf.value, param->conf.len);}break;}case ESP_GATTS_DISCONNECT_EVT: {ESP_LOGI(GATTS_TAG, "ESP_GATTS_DISCONNECT_EVT, disconnect reason 0x%x", param->disconnect.reason);}default:break;}
}static void gatts_event_handler(esp_gatts_cb_event_t event, esp_gatt_if_t gatts_if, esp_ble_gatts_cb_param_t *param)
{ESP_LOGI(GATTS_TAG, "GATTS event = %d", event);int idx;/* 如果事件是注册事件，则存储每个概要文件的 gatts_if，该事件由 esp_ble_gatts_app_register() 函数触发 */if (event == ESP_GATTS_REG_EVT) {// 依次遍历 GATT profilefor (idx = 0; idx < PROFILE_NUM; idx++) {// 找到对应的注册的 app_id ，如果 GATT 处于正常运行，那么将 GATT 接口 gatts_if 进行存储if (param->reg.app_id == gl_profile_tab[idx].app_id && param->reg.status == ESP_GATT_OK) {/* 将协议栈分配的 gatts_if 存储进对应的结构体中 */gl_profile_tab[idx].gatts_if = gatts_if;ESP_LOGI(GATTS_TAG,"gatts_if = %d,param->reg.app_id = 0x%x",gatts_if,param->reg.app_id);}}}// 触发 GATT 回调事件，如下处理为判断是那个 GATT profile 事件，并作出响应的处理for (idx = 0; idx < PROFILE_NUM; idx++) {/* 如果 gatts_if 为 ESP_GATT_IF_NONE 表示当前事件或操作不对应于任何特定的 GATT 应用程序接口，* 因此所有的 GATT profile都会被调用一次。如果指定了特点的 GATT 应用，则调用对应的应用程序。*/if (gatts_if == ESP_GATT_IF_NONE || gatts_if == gl_profile_tab[idx].gatts_if) {if (gl_profile_tab[idx].gatts_cb) {gl_profile_tab[idx].gatts_cb(event, gatts_if, param);}}}
}void app_main(void)
{esp_err_t ret;// 初始化 NVS.ret = nvs_flash_init();/* 如果 NVS 分区没有剩余空间或者 NVS 分区包含新格式数据，当前版本无法识别。*/if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND) {/* 清空 NVS 分区数据 */ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());/* NVS 分区重新进行初始化 */ret = nvs_flash_init();}ESP_ERROR_CHECK( ret );/* 释放经典蓝牙协议栈空间 */ESP_ERROR_CHECK(esp_bt_controller_mem_release(ESP_BT_MODE_CLASSIC_BT));/* 初始化 Control 层 */esp_bt_controller_config_t bt_cfg = BT_CONTROLLER_INIT_CONFIG_DEFAULT();ret = esp_bt_controller_init(&bt_cfg);if (ret) {ESP_LOGE(GATTS_TAG, "%s initialize controller failed: %s", __func__, esp_err_to_name(ret));return;}/* 使能 Control 层 */ret = esp_bt_controller_enable(ESP_BT_MODE_BLE);if (ret) {ESP_LOGE(GATTS_TAG, "%s enable controller failed: %s", __func__, esp_err_to_name(ret));return;}/* 初始化 HOST层，Bluedroid 协议栈 */ret = esp_bluedroid_init();if (ret) {ESP_LOGE(GATTS_TAG, "%s init bluetooth failed: %s", __func__, esp_err_to_name(ret));return;}/* 使能 HOST层，Bluedroid 协议栈 */ret = esp_bluedroid_enable();if (ret) {ESP_LOGE(GATTS_TAG, "%s enable bluetooth failed: %s", __func__, esp_err_to_name(ret));return;}/* 注册 GATTS 事件回调函数 */ret = esp_ble_gatts_register_callback(gatts_event_handler);if (ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "gatts register error, error code = %x", ret);return;}/* 注册 GAP 事件回调函数 */ret = esp_ble_gap_register_callback(gap_event_handler);if (ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "gap register error, error code = %x", ret);return;}/* 注册一个app_id, 协议栈将会分配一个对应的 gatts_if，用于标识一个 GATT 服务。* 调用这个函数就会触发 esp_ble_gatts_register_callback() 注册的回调函数中的 ESP_GATTS_REG_EVT 事件*/ret = esp_ble_gatts_app_register(gl_profile_tab[PROFILE_A].app_id);if (ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "gatts app register error, error code = %x", ret);return;}/* 注册一个app_id, 协议栈将会分配一个对应的 gatts_if，用于标识一个 GATT 服务。* 调用这个函数就会触发 esp_ble_gatts_register_callback() 注册的回调函数中的 ESP_GATTS_REG_EVT 事件*/ret = esp_ble_gatts_app_register(gl_profile_tab[PROFILE_B].app_id);if (ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "gatts app register error, error code = %x", ret);return;}/* 设置本地 MTU 为 23 字节，实际交换时刻的 MTU 要通过与客户端(client) 协商后得到。* MTU 大小范围为 23 ~ 517 字节之间，如果没有调用该函数，则默认为 23 字节。*/esp_err_t local_mtu_ret = esp_ble_gatt_set_local_mtu(23);if (local_mtu_ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "set local  MTU failed, error code = %x", local_mtu_ret);}/* 初始化广播参数 */advertise_init();return;
}

app_main

NVS 初始化

  1. 首先我们来看 app_main() 函数。在该函数中，我们先初始化了 NVS 分区。其实这个部分可以不要。他主要用于存储一些 RF（射频）校准数据，以确保无线通信的性能和稳定性。
  2. 当 ESP32 第一次启动并运行无线功能（如 Wi-Fi 或蓝牙）时，它会进行 RF 校准，以确定在当前硬件和环境条件下的最佳射频参数。
  3. 校准过程的结果会被存储在 NVS 中，这样在后续启动时，设备可以直接使用这些校准数据，避免每次启动都需要重新校准。从而提高设备运行效率。
    // 初始化 NVS.ret = nvs_flash_init();/* 如果 NVS 分区没有剩余空间或者 NVS 分区包含新格式数据，当前版本无法识别。*/if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND) {/* 清空 NVS 分区数据 */ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());/* NVS 分区重新进行初始化 */ret = nvs_flash_init();}ESP_ERROR_CHECK( ret );
  1. 如果是 NVS 分区没有 RF（射频）校准数据，那么就会出现如下日志信息，之后就开始 RF 校准，并将相关校准信息存放进 NVS 分区。
W (602) phy_init: failed to load RF calibration data (0x1102), falling back to full calibration
W (642) phy_init: saving new calibration data because of checksum failure, mode(2)
  1. 如果不初始化 NVS 分区，将会出现如下错误。虽然不影响程序的正常运行，但是这样每次芯片启动都需要进行 RF 校准，从而拖慢启动速度。
// 将 NVS 初始化注释掉// // 初始化 NVS.// ret = nvs_flash_init();// /* 如果 NVS 分区没有剩余空间或者 NVS 分区包含新格式数据，当前版本无法识别。*/// if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND) {//     /* 清空 NVS 分区数据 *///     ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());//     /* NVS 分区重新进行初始化 *///     ret = nvs_flash_init();// }// ESP_ERROR_CHECK( ret );

E (599) phy_init: esp_phy_load_cal_data_from_nvs: NVS has not been initialized. Call nvs_flash_init before starting WiFi/BT.
W (619) phy_init: failed to load RF calibration data (0x1101), falling back to full calibration
W (659) phy_init: saving new calibration data because of checksum failure, mode(2)
I (659) phy: libbtbb version: b97859f, Jun  4 2024, 16:44:27
E (669) BT_OSI: config_new: NVS not initialized. Call nvs_flash_init before initializing bluetooth.
W (679) BT_BTC: btc_config_init unable to load config file; starting unconfigured.E (689) BT_OSI: config_save: NVS not initialized. Call nvs_flash_init before initializing bluetooth.
E (709) BT_OSI: config_save, err_code: 0x2E (729) BT_OSI: config_save: NVS not initialized. Call nvs_flash_init before initializing bluetooth.
E (729) BT_OSI: config_save, err_code: 0x2E (739) BT_OSI: config_save: NVS not initialized. Call nvs_flash_init before initializing bluetooth.
E (749) BT_OSI: config_save, err_code: 0x2E (759) BT_OSI: config_save: NVS not initialized. Call nvs_flash_init before initializing bluetooth.
E (779) BT_OSI: config_save, err_code: 0x2E (779) BT_OSI: config_save: NVS not initialized. Call nvs_flash_init before initializing bluetooth.
E (799) BT_OSI: config_save, err_code: 0x2

协议栈初始化

  1. 我们需要知道，ESP32 是存在两个存在两个蓝牙协议栈的。
    • Bluedroid(默认) : 支持传统蓝牙(BR/EDR)和低功耗蓝牙(BLE)。同时涉及传统蓝牙(BR/EDR) 和低功耗蓝牙(BLE) 的用例应当使用该协议栈。
    • Apache NimBLE : 仅支持低功耗蓝牙(BLE)。仅涉及低功耗蓝牙(BLE)，建议使用该协议栈，因为在代码占用和运行时，NimBLE 对内存的要求较低。
  2. 这里我将介绍的是 Bluedroid 协议栈开发。但是需要注意，虽然我们用的是 Bluedroid 协议栈，但实际情况却仅仅用到了 低功耗蓝牙(BLE) 的功能。因为，我们需要释放 传统蓝牙(BR/EDR) 的协议栈。
  3. 对蓝牙开发结构不清楚的朋友，可以看看 BLE学习笔记（0.0） —— 基础概念（0）
    /* 释放经典蓝牙协议栈空间 */ESP_ERROR_CHECK(esp_bt_controller_mem_release(ESP_BT_MODE_CLASSIC_BT));/* 初始化 Control 层 */esp_bt_controller_config_t bt_cfg = BT_CONTROLLER_INIT_CONFIG_DEFAULT();ret = esp_bt_controller_init(&bt_cfg);if (ret) {ESP_LOGE(GATTS_TAG, "%s initialize controller failed: %s", __func__, esp_err_to_name(ret));return;}/* 使能 Control 层 */ret = esp_bt_controller_enable(ESP_BT_MODE_BLE);if (ret) {ESP_LOGE(GATTS_TAG, "%s enable controller failed: %s", __func__, esp_err_to_name(ret));return;}/* 初始化 HOST层，Bluedroid 协议栈 */ret = esp_bluedroid_init();if (ret) {ESP_LOGE(GATTS_TAG, "%s init bluetooth failed: %s", __func__, esp_err_to_name(ret));return;}/* 使能 HOST层，Bluedroid 协议栈 */ret = esp_bluedroid_enable();if (ret) {ESP_LOGE(GATTS_TAG, "%s enable bluetooth failed: %s", __func__, esp_err_to_name(ret));return;}
  1. 通过上述操作，我们成功的初始化了ESP32 的 bluedroid 协议栈。那么，此时就需要创建 GAP 和 GATT 任务。当我们触发 GAP 或者 GATT 事件时候，就会进入到如下的回调函数中。需要注意，如下的两个函数只能注册一次。
    /* 注册 GATTS 事件回调函数 */ret = esp_ble_gatts_register_callback(gatts_event_handler);if (ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "gatts register error, error code = %x", ret);return;}/* 注册 GAP 事件回调函数 */ret = esp_ble_gap_register_callback(gap_event_handler);if (ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "gap register error, error code = %x", ret);return;}
  1. 上述回调函数注册完成后，我们就可以根据需求来创建服务信息。这里我后续回进一步讲解。
    /* 注册一个app_id, 协议栈将会分配一个对应的 gatts_if，用于标识一个 GATT 服务。* 调用这个函数就会触发 esp_ble_gatts_register_callback() 注册的回调函数中的 ESP_GATTS_REG_EVT 事件*/ret = esp_ble_gatts_app_register(gl_profile_tab[PROFILE_A].app_id);if (ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "gatts app register error, error code = %x", ret);return;}/* 注册一个app_id, 协议栈将会分配一个对应的 gatts_if，用于标识一个 GATT 服务。* 调用这个函数就会触发 esp_ble_gatts_register_callback() 注册的回调函数中的 ESP_GATTS_REG_EVT 事件*/ret = esp_ble_gatts_app_register(gl_profile_tab[PROFILE_B].app_id);if (ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "gatts app register error, error code = %x", ret);return;}
  1. 当我们希望每一次传输的数据更多，能够拥有更大的吞吐量，那么就可以调用这个函数设置本地的 MTU。需要注意的一点是，这个实际的 MTU 大小是要根据与客户端(client) 协商后得到的。
    /* 设置本地 MTU 为 500 字节，实际交换时刻的 MTU 要通过与**客户端(client)**  协商后得到。* MTU 大小范围为 23 ~ 517 字节之间，如果没有调用该函数，则默认为 23 字节。*/esp_err_t local_mtu_ret = esp_ble_gatt_set_local_mtu(500);if (local_mtu_ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "set local  MTU failed, error code = %x", local_mtu_ret);}
  1. 当进行完成上述操作后，我们可以初始化广播包了。需要注意的一点是，这里有一个宏定义 CONFIG_SET_RAW_ADV_DATA 。如果我们希望广播包的内容更加灵活，就可以定义 CONFIG_SET_RAW_ADV_DATA 宏。如果是新手，还是不建议打开这个宏。
  2. 如果不打开这个宏，那么我们广播数据就会被局限为发送名称、发射功率、连接间隔、外观、厂商自定义数据、服务 UUID 和数据、广播发现模式标志位。如果你希望发送一些其他格式的数据例如 BTHome，使用 esp_ble_gap_config_adv_data() 函数就不是合适的选择。那么我们就需要使用原始数据包函数。
static void advertise_init(void)
{esp_err_t set_dev_name_ret = esp_ble_gap_set_device_name(TEST_DEVICE_NAME);if (set_dev_name_ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "set device name failed, error code = %x", set_dev_name_ret);}
#ifdef CONFIG_SET_RAW_ADV_DATAesp_err_t raw_adv_ret = esp_ble_gap_config_adv_data_raw(raw_adv_data, sizeof(raw_adv_data));if (raw_adv_ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "config raw adv data failed, error code = %x ", raw_adv_ret);}adv_config_done |= adv_config_flag;esp_err_t raw_scan_ret = esp_ble_gap_config_scan_rsp_data_raw(raw_scan_rsp_data, sizeof(raw_scan_rsp_data));if (raw_scan_ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "config raw scan rsp data failed, error code = %x", raw_scan_ret);}adv_config_done |= scan_rsp_config_flag;
#else//config adv dataesp_err_t ret = esp_ble_gap_config_adv_data(&adv_data);if (ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "config adv data failed, error code = %x", ret);}adv_config_done |= adv_config_flag;//config scan response dataret = esp_ble_gap_config_adv_data(&scan_rsp_data);if (ret){ESP_LOGE(GATTS_TAG, "config scan response data failed, error code = %x", ret);}adv_config_done |= scan_rsp_config_flag;
#endif
}

GATT 回调事件

GATT 服务启动流程

  1. 现在我们开始看程序执行流程。当我们调用 esp_ble_gatts_app_register() 注册一个 APP 任务，就会触发 ESP_GATTS_REG_EVT 事件。这里需要注意的一点是，APP ID 可以为 0 ~ 65535 的任意值，但是不能重复。
  2. 之后我们需要在 ESP_GATTS_REG_EVT 事件中将协议栈分配的 gatts_if 进行存储。同时利用 esp_ble_gatts_create_service() 函数注册一个首要服务。
  3. esp_ble_gatts_create_service() 函数执行完成后，将会触发 ESP_GATTS_CREATE_EVT 事件。在该事件中，我们可以调用 esp_ble_gatts_add_char() 函数创建对应的特征信息，并且调用 esp_ble_gatts_start_service() 函数启动服务。
  4. 在调用 esp_ble_gatts_add_char() 函数之后，将会触发 ESP_GATTS_ADD_CHAR_EVT 事件。如果特征信息中，含有 ESP_GATT_CHAR_PROP_BIT_NOTIFY 或者 ESP_GATT_CHAR_PROP_BIT_INDICATE ，那么就必须调用 esp_ble_gatts_add_char_descr() 函数创建一个 特征配置描述符(characteristic descriptor) 。
  5. 在我们调用 esp_ble_gatts_start_service() 函数启动服务之后，将会触发 ESP_GATTS_START_EVT 事件，用于通知服务端(server)应用程序服务启动成功。
  6. 在我们调用 esp_ble_gatts_add_char_descr() 函数创建 特征配置描述符(characteristic descriptor) 后，将会触发 ESP_GATTS_ADD_CHAR_DESCR_EVT 事件。
  7. 例如下方，我们的日志打印信息可以看到任务执行流程。
I (741) GATTS_DEMO: GATTS event = 0
I (741) GATTS_DEMO: gatts_if = 4,param->reg.app_id = 0x66
I (751) GATTS_DEMO: REGISTER_APP_EVT, status 0, app_id 102
I (761) GATTS_DEMO: GATTS event = 7
I (771) GATTS_DEMO: CREATE_SERVICE_EVT, status 0,  service_handle 44
I (781) GATTS_DEMO: GATTS event = 9
I (791) GATTS_DEMO: ADD_CHAR_EVT, status 0,  attr_handle 46, service_handle 44
I (801) GATTS_DEMO: GATTS event = 12
I (801) GATTS_DEMO: SERVICE_START_EVT, status 0, service_handle 44
I (811) GATTS_DEMO: GATTS event = 10
  • ESP_GATTS_REG_EVT : APP 注册事件。当调用 esp_ble_gatts_app_register() 函数之后，会触发该。
  • ESP_GATTS_CREATE_EVT : 服务创建完成事件。当调用 esp_ble_gatts_create_service() 函数之后，会触发该事件。
  • ESP_GATTS_ADD_CHAR_EVT : 特征申明(characteristic declaration) 和 特征值(characteristic value) 添加成功事件。 当调用esp_ble_gatts_add_char() 函数之后触发该事件。
  • ESP_GATTS_START_EVT : GATT 服务启动成功事件。当调用 esp_ble_gatts_start_service() 函数之后，会触发该事件。
  • ESP_GATTS_ADD_CHAR_DESCR_EVT : 特征配置描述符(characteristic descriptor) 添加成功事件。当调用 esp_ble_gatts_add_char_descr() 函数之后，触发该事件。

连接/断连事件

  1. 当成功与客户端(client) 建立连接，触发 ESP_GATTS_CONNECT_EVT 事件。我们在该事件中利用 esp_ble_gap_update_conn_params() 函数发起连接参数更新请求。
  2. 这里有两个注意的点，因为我们注册了两个 APP，因此我们会发现日志信息中有两次 ESP_GATTS_CONNECT_EVT 事件触发。
I (1619781) GATTS_DEMO: GATTS event = 14
I (1619791) GATTS_DEMO: ESP_GATTS_CONNECT_EVT, conn_id 0, remote 56:ae:b5:84:6f:16:
I (1619801) GATTS_DEMO: GATTS event = 14
I (1619811) GATTS_DEMO: CONNECT_EVT, conn_id 0, remote 56:ae:b5:84:6f:16:
  1. 正因为 ESP_GATTS_CONNECT_EVT 事件会触发两次，因此我们将连接参数更新的内容放在了 A 服务的回调函数中。如果放在公共的 GATT 回调函数中，那么连接参数更新将会被调用两次，而这两次的间隔事件太短，因此会出现如下警告。
W (22451) BT_L2CAP: l2cble_start_conn_update, the last connection update command still pending.
  1. 当与客户端(client) 连接断开，将会触发 ESP_GATTS_DISCONNECT_EVT 事件。
I (2275581) GATTS_DEMO: GATTS event = 15
I (2275581) GATTS_DEMO: ESP_GATTS_DISCONNECT_EVT, disconnect reason 0x13
  • ESP_GATTS_CONNECT_EVT : 当与客户端(client) 连接，触发该事件。
  • ESP_GATTS_DISCONNECT_EVT : 与客户端(client) 断开连接时候，触发该事件。

读事件触发流程

  1. 当我们客户端(client) 发送读请求时，将会触发 ESP_GATTS_READ_EVT 事件。
    在这里插入图片描述
  2. 在该事件中，我们将要返回给客户端(client) 的内容，通过 esp_ble_gatts_send_response() 函数返回。需要注意，一定要调用esp_ble_gatts_send_response() 函数进行返回，否则客户端(client) 将会一直死等数据，直到断连。
I (2029071) GATTS_DEMO: GATTS event = 1
I (2029071) GATTS_DEMO: GATT_READ_EVT, conn_id 0, trans_id 1, handle 46
I (2029071) GATTS_DEMO: GATTS event = 21
  1. 当调用 esp_ble_gatts_send_response() 函数之后，将会触发 ESP_GATTS_RESPONSE_EVT 事件，表示回包数据发送成功。
  • ESP_GATTS_READ_EVT : 当客户端(client) 发起读请求，触发该事件。
  • ESP_GATTS_RESPONSE_EVT : GATT 服务回报完成。该事件由 esp_ble_gatts_send_response() 函数执行完成后触发。

写事件触发流程

Command 写

  1. 当我们连接上设备后，点击发送按键。

在这里插入图片描述
2. 按照如下步骤发送数据。

在这里插入图片描述
3. 此时 ESP32 将会触发 ESP_GATTS_WRITE_EVT 事件。

  • param->write.conn_id : 如果是多连接，我们可以利用这个参数判断是那个主机发送的操作数据。因为该实验是一台手机作为客户端(client) ，一个 ESP32 作为服务端(Server)的点对点通讯，因此这个参数用不上。
  • param->write.trans_id : 用于标识一次写操作。因为客户端(client) 可能在同一时间对服务端(server)存在大量的写操作，那么就可以利用这个参数来确定服务端(server)到底是在对哪一个写操作回复。
  • param->write.handle : 用于表示是哪一个目标特征(Characteristic)或描述符(descriptor)的写操作。
  • param->write.need_rsp : 是否需要服务端(server)进行回复。因为这里我们是 Command，因此该参数是 false。
  • param->write.is_prep : 是否为准备写操作。当写入的数据大于 MTU-3 时候，将进行分段写数据，那么该参数为 true。
  • param->write.len : 写入数据值长度。
  • param->write.value : 写入的数据值。
  1. 通过上面的分析，我们现在就可以知道了，手机作为客户端(client) 进行 Command 写操作能够触发 ESP32 的 ESP_GATTS_WRITE_EVT 事件，而且无需回应，因此打印信息如下。
I (12711) GATTS_DEMO: GATTS event = 2
I (12711) GATTS_DEMO: GATT_WRITE_EVT, conn_id 0, trans_id 1, handle 46
I (12711) GATTS_DEMO: It's not prepare write, value len 2, value :
I (12721) GATTS_DEMO: 55 66 
I (12731) GATTS_DEMO: write event, but not need to response
  • ESP_GATTS_WRITE_EVT : 当客户端(client) 发起写请求，触发该事件。

Request 写

  1. 同理，我们执行写操作，只不过这次我们需要服务端(server)进行数据回复。

在这里插入图片描述
2. 当客户端(client) 执行如上操作，将会触发 ESP_GATTS_WRITE_EVT 事件，在该事件中，我们调用 example_write_event_env() 处理写操作。
3. 因为客户端(client) 是需要数据回应。并且写入的数据小于 MTU - 3（初始化的时候。调用 esp_ble_gatt_set_local_mtu()，函数设置的 MTU 为23），因此 param->write.need_rsp 为 false ，不是准备写操作，直接调用 esp_ble_gatts_send_response() 进行数据包的回复。
4. 在调用 esp_ble_gatts_send_response() 函数之后，将会触发 ESP_GATTS_RESPONSE_EVT 事件告诉应用层表示回包数据发送完成。

I (56091) GATTS_DEMO: GATTS event = 2
I (56091) GATTS_DEMO: GATT_WRITE_EVT, conn_id 0, trans_id 3, handle 46
I (56091) GATTS_DEMO: It's not prepare write, value len 2, value :
I (56101) GATTS_DEMO: 11 22 
I (56111) GATTS_DEMO: write event, but not prepare
I (56121) GATTS_DEMO: GATTS event = 21
  • ESP_GATTS_WRITE_EVT : 当客户端(client) 发起写请求，触发该事件。
  • ESP_GATTS_RESPONSE_EVT : GATT 服务回报完成。该事件由 esp_ble_gatts_send_response() 函数执行完成后触发。

prepare write

  1. 我们需要按照如下方法将双方的 MTU 设置为 23。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  1. 需要注意一点，prepare write 操作一定需要选择 Request。
    在这里插入图片描述
  2. 之后我们可以看到如下日志信息，我们一步一步来进行分析。
  3. 首先我们触发 ESP_GATTS_WRITE_EVT 事件发现这是一个准备写请求。那么就直接进入 example_write_event_env() 函数操作。因为在 prepare wirte 请求中，那么需要进行一些堆空间，以及判断传入数据是否超出堆空间大小。最终将收到的数据利用 esp_ble_gatts_send_response() 函数发送回去，并且存储在 a_prepare_write_env 或者 b_prepare_write_env 准备缓冲区。
  4. esp_ble_gatts_send_response() 函数会触发 ESP_GATTS_RESPONSE_EVT 事件表示发送了回包数据。
  5. 客户端(client) 收到回包数据后，继续将剩余的数据发送出来。此时再次触发 ESP_GATTS_WRITE_EVT 事件，因为这是 prepare wirte，因此进入 example_write_event_env() 函数操作，继续将发送回包，并且将剩余数据存储进 a_prepare_write_env 或者 b_prepare_write_env 准备缓冲区。
  6. esp_ble_gatts_send_response() 函数会触发 ESP_GATTS_RESPONSE_EVT 事件表示发送了回包数据。
  7. 客户端(client) 收到回包之后，发现数据发完了，此时执行 Execute Write Request，然后 ESP32 触发 ESP_GATTS_EXEC_WRITE_EVT 事件。在该事件中，ESP32 需要调用 esp_ble_gatts_send_response() 函数回发响应数据。然后调用 example_exec_write_event_env() 函数将收到的数据进行打印处理，并且释放申请到的缓冲区。
I (45331) GATTS_DEMO: GATTS event = 2
I (45331) GATTS_DEMO: GATT_WRITE_EVT, conn_id 0, trans_id 1, handle 46
I (45331) GATTS_DEMO: GATTS event = 21
I (45391) GATTS_DEMO: GATTS event = 2
I (45391) GATTS_DEMO: GATT_WRITE_EVT, conn_id 0, trans_id 2, handle 46
I (45391) GATTS_DEMO: GATTS event = 21
I (45451) GATTS_DEMO: GATTS event = 3
I (45451) GATTS_DEMO: ESP_GATTS_EXEC_WRITE_EVT
I (45451) GATTS_DEMO: 00 11 22 33 44 55 66 77 88 99 00 11 22 33 44 55 
I (45451) GATTS_DEMO: 66 77 88 99 00 
I (45461) GATTS_DEMO: GATTS event = 21
  • ESP_GATTS_WRITE_EVT : 当客户端(client) 发起写请求，触发该事件。
  • ESP_GATTS_RESPONSE_EVT : GATT 服务回报完成。该事件由 esp_ble_gatts_send_response() 函数执行完成后触发。
  • ESP_GATTS_EXEC_WRITE_EVT : 客户端(client) 发送 Execute Write Request 触发该事件。

特征配置描述符(characteristic descriptor) 写

  1. 我们点击如下按键可以使能 notify 功能。
    在这里插入图片描述
  2. 亦或者可以通过如下方法数据数据使能 notify。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
3. 这里感觉有个 bug，理论上来说，notify 应该是不需要回包的，因此不会触发 ESP_GATTS_CONF_EVT 事件的，但是这里依旧有触发，这里建议抓包测试一下。

在这里插入图片描述
4. 除了 ESP_GATTS_CONF_EVT 事件，其他两个事件就很好理解了。客户端(client) 向 ESP32 特征配置描述 中写入数据是需要回包的，因此就会触发 ESP_GATTS_WRITE_EVT 和 ESP_GATTS_RESPONSE_EVT 事件。
在这里插入图片描述

I (14481) GATTS_DEMO: GATTS event = 2
I (14481) GATTS_DEMO: GATT_WRITE_EVT, conn_id 0, trans_id 1, handle 47
I (14481) GATTS_DEMO: It's not prepare write, value len 2, value :
I (14491) GATTS_DEMO: 01 00 
I (14501) GATTS_DEMO: profile b notify enable
I (14511) GATTS_DEMO: write event, but not prepare
I (14521) GATTS_DEMO: GATTS event = 21
I (14521) GATTS_DEMO: GATTS event = 5
I (14531) GATTS_DEMO: ESP_GATTS_CONF_EVT status 0 attr_handle 46
  1. 当我们启动 indicate 或者输入 02 00 时候，将会触发如下事件。需要注意的一点是，notify 和 indicate 两者只能存在一个。
I (94731) GATTS_DEMO: GATTS event = 2
I (94731) GATTS_DEMO: GATT_WRITE_EVT, conn_id 0, trans_id 3, handle 47
I (94731) GATTS_DEMO: It's not prepare write, value len 2, value :
I (94741) GATTS_DEMO: 02 00 
I (94751) GATTS_DEMO: indicate enable
I (94751) GATTS_DEMO: write event, but not prepare
I (94761) GATTS_DEMO: GATTS event = 21
I (94821) GATTS_DEMO: GATTS event = 5
I (94821) GATTS_DEMO: ESP_GATTS_CONF_EVT status 0 attr_handle 46
  1. 当关闭 indicate/notify 或者输入 00 00 时候，将触发如下事件。需要注意的是，如果要关，那么两个都会同时关闭。
I (42801) GATTS_DEMO: GATTS event = 2
I (42801) GATTS_DEMO: GATT_WRITE_EVT, conn_id 0, trans_id 2, handle 47
I (42801) GATTS_DEMO: It's not prepare write, value len 2, value :
I (42811) GATTS_DEMO: 00 00 
I (42821) GATTS_DEMO: notify/indicate disable 
I (42831) GATTS_DEMO: write event, but not prepare
I (42831) GATTS_DEMO: GATTS event = 21
  • ESP_GATTS_WRITE_EVT : 当客户端(client) 发起写请求，触发该事件。
  • ESP_GATTS_RESPONSE_EVT : GATT 服务回报完成。该事件由 esp_ble_gatts_send_response() 函数执行完成后触发。
  • ESP_GATTS_CONF_EVT : 调用 esp_ble_gatts_send_indicate() 函数触发。

GAP 回调事件

GAP 服务初始化

  1. 在注册完 APP 之后，我们调用 advertise_init() 函数初始化广播数据。当我们调用 esp_ble_gap_config_adv_data() 函数时候，将会触发 ESP_GAP_BLE_ADV_DATA_SET_COMPLETE_EVT 事件。
  2. 之后调用 esp_ble_gap_config_adv_data() 函数，触发 ESP_GAP_BLE_SCAN_RSP_DATA_SET_COMPLETE_EVT 事件。在该事件里面，我们调用 esp_ble_gap_start_advertising() 函数启动广播。
  3. esp_ble_gap_start_advertising() 函数将会触发 ESP_GAP_BLE_ADV_START_COMPLETE_EVT 事件。我们可以在该事件中知道广播是否成功启动。
I (841) GATTS_DEMO: GAP Event:0
I (841) GATTS_DEMO: GAP Event:1
I (851) GATTS_DEMO: GAP Event:6
  • ESP_GAP_BLE_ADV_DATA_SET_COMPLETE_EVT : 设置广播数据完成事件。当调用 esp_ble_gap_config_adv_data() 函数，其中 set_scan_rsp 设置为 false 时触发该事件。
  • ESP_GAP_BLE_SCAN_RSP_DATA_SET_COMPLETE_EVT : 设置广播回包数据完成事件。当调用 esp_ble_gap_config_adv_data() 函数，其中 set_scan_rsp 设置为 true 时触发该事件。
  • ESP_GAP_BLE_ADV_START_COMPLETE_EVT : 当调用 esp_ble_gap_start_advertising() 函数触发。

连接事件

  1. 在连接过程中需要协商双方的收发数据，因此会触发 ESP_GAP_BLE_SET_PKT_LENGTH_COMPLETE_EVT 事件。
  2. 在连接成功后，ESP_GATTS_CONNECT_EVT 事件中调用的 esp_ble_gap_update_conn_params() 函数，将会触发连接参数更新，因此将会触发 ESP_GAP_BLE_UPDATE_CONN_PARAMS_EVT 事件。我们可以在该事件中看到最终的从机延迟，连接间隔，监管超时等信息。
I (1619781) GATTS_DEMO: GAP Event:21
I (1619781) GATTS_DEMO: packet length updated: rx = 27, tx = 251, status = 0
# ... 这里省略 GATT 回调
I (1620171) GATTS_DEMO: GAP Event:20
I (1620171) GATTS_DEMO: update connection params status = 0, min_int = 16, max_int = 32,conn_int = 6,latency = 0, timeout = 500
I (1620501) GATTS_DEMO: GAP Event:20
I (1620501) GATTS_DEMO: update connection params status = 0, min_int = 0, max_int = 0,conn_int = 24,latency = 0, timeout = 400

参考

  1. ESP32 蓝牙 API
  2. BLE学习笔记（0.0） —— 基础概念（0）
  3. 乐鑫论坛 : Write a string to characteristic

这篇关于一文迅速上手 ESP32 bluedroid 蓝牙从机开发的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1106374。

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