通過Arduino使用ESP-WROOM-32（Bluetooth-BLE連接篇）

這篇文章來源于DevicePlus英語網(wǎng)站的翻譯稿。

本文最初發(fā)布在deviceplus網(wǎng)站上，而后被翻譯成中文。

在本文中，我們將使用Bluetooth（BLE）功能連接ESP-WROOM-32與其他設備。

本項目電子設備清單
預計完成時間： 60分鐘
所需部件：
?ESP-WROOM-32 development board

目錄
1. 什么是Bluetooth（藍牙）？
2. Bluetooth和BLE的區(qū)別
3. 在ESP-WROOM-32上使用BLE前的準備
4. 示例程序的運行
5. 總結(jié)

1. 什么是Bluetooth（藍牙）？

近年來，頭戴式耳機、入耳式耳機、音箱、車載音響系統(tǒng)、鼠標、鍵盤等很多設備都開始支持Bluetooth通信。雖然與Wi-Fi等無線通信不同，但Bluetooth通信對于那些經(jīng)常使用藍牙功能的人來說應該已經(jīng)成為一種比較熟悉的通信方式了。

那么，Bluetooth通信到底是一種什么樣的通信方式呢？大家可能會有這樣的印象：用Bluetooth功能可以和附近的設備通信，不能和遙遠的設備通信。下面，讓我們來大致了解一下Bluetooth的機制和規(guī)格。

Bluetooth（藍牙）
Bluetooth（藍牙）是一種無線通信技術(shù)規(guī)范，可實現(xiàn)固定設備和移動設備之間的短距離數(shù)據(jù)交換，還可用于構(gòu)建個人局域網(wǎng)絡(PAN)。該技術(shù)使用短波UHF無線電波進行數(shù)據(jù)傳輸，其波段為2.400 GHz至2.485GHz頻段，這是全球范圍內(nèi)工業(yè)、科學和醫(yī)療領域可以使用的無線電頻段。人們開發(fā)該技術(shù)的初衷是為了找尋一種替代RS-232數(shù)據(jù)線的無線通信方式。

現(xiàn)在，Bluetooth由藍牙技術(shù)聯(lián)盟(SIG)管理，該組織在電信、計算、網(wǎng)絡和消費電子等領域擁有35000多家成員公司。IEEE將Bluetooth標準化為IEEE 802.15.1協(xié)議，但是已不再提供維護。藍牙SIG負責監(jiān)督藍牙規(guī)范開發(fā)、管理證書認證并保護相關(guān)商標權(quán)益。要想銷售藍牙設備，制造商必須符合藍牙SIG的標準。該技術(shù)擁有眾多專利，可授權(quán)給各種合規(guī)設備。截至2009年，藍牙集成電路芯片的年出貨量約為9.2億片。[改編自維基百科]
[改編自維基百科] https://en.wikipedia.org/wiki/Bluetooth

如維基百科中所述，Bluetooth基本上是一種用于數(shù)字設備的短距離無線通信標準。

識別與連接方法
使用Bluetooth時，需要經(jīng)過“配對”和“連接”的步驟。對于無線LAN而言，通常需要輸入密碼才能連接到接入點，而Bluetooth通信則需要一個設備檢測并登錄（認證）另一個設備的過程。

什么是配對?
比如您想通過Bluetooth功能使用智能手機和耳機時，您需要先進行配對設置，這就像一個面對面的識別（即認證、信息注冊）儀式，允許目標設備之間相互連接。如果沒有這個儀式，比如，如果Bluetooth采用與無線LAN一樣的機制，那么有可能發(fā)生這種事情：A正在使用耳機的過程中，B用密碼認證將A的耳機與自己的智能手機連接起來，A的耳機上會播放B的智能手機上正在播放的音樂。為了防止這種問題，Bluetooth采用了一種對設備之間進行身份驗證和注冊、并在使用時只允許連接已注冊設備的機制。
所以，對于Bluetooth設備而言，基本上每個Bluetooth模塊只能同時建立一個連接。

2. Bluetooth和BLE的區(qū)別

大家應該見過有時會和Bluetooth一起出現(xiàn)的符號“BLE”吧？BLE是Bluetooth的一種。根據(jù)設備的類型和用途，某些設備是采用BLE方式進行通信的。BLE是“Bluetooth Low Energy”的首字母縮寫，與普通的Bluetooth相比，是一種功耗更低的通信方式。

Bluetooth和BLE的區(qū)別在于通信速度和功耗。如果是發(fā)送數(shù)據(jù)量比較大的應用，比如藍牙耳機等需要發(fā)送音頻數(shù)據(jù)的設備，不適合用BLE通信方式，因為與普通的文本信息不同，這類應用對通信速度和功耗是有一定要求的。BLE的功耗較低，適用于簡單的電源ON/OFF狀態(tài)和可以用文本和數(shù)字簡單表達的數(shù)據(jù)通信。（*BLE有時不需要配對）

ESP-WROOM-32模塊支持BLE通信功能，下面讓我們嘗試使用一下吧。

3. 在ESP-WROOM-32上使用BLE前的準備

現(xiàn)在，讓我們嘗試在ESP-WROOM-32上使用BLE功能。在第69篇中，我們已經(jīng)搭建了環(huán)境，但僅憑這個環(huán)境是無法通過Arduino來使用BLE通信功能的，要想使用該功能，還需要下載所需的文件。

所需文件– ESP-BLE-Arduino
https://github.com/nkolban/ESP32_BLE_Arduino/tree/98cd2290d036a4e27db061a76a512b526ef1cc14

從上述頁面的“Clone or download”下載文件（ZIP文件），并將文件保存在Arduino安裝路徑的libraries>BLE目錄中。

將下載的文件保存在libraries>BLE目錄下。

安裝完這些文件后重啟Arduino IDE，將會在“草圖示例”下生成“ESP BLE Arduino”，只要您能看到它們，就證明準備好了。

4. 示例程序的運行

接下來，我們將ESP-WROOM-32作為Bluetooth設備試用一下。從“File”-“Examples”-“ESP32 BLE Arduino”打開“BLE_client”程序，并將程序?qū)懭腴_發(fā)板。

程序?qū)懭胪瓿珊?，將作為BLE的客戶端啟動（BLE是基于服務器-客戶端的方式來傳輸數(shù)據(jù)的，相關(guān)概念將在后續(xù)文章中進行說明）。

在您的智能手機或其他設備上啟用Bluetooth，并檢測周圍設備，應該會成功顯示ESP-WROOM-32終端。

總結(jié)

在本文中，我們已做好了將ESP-WROOM-32用作BLE設備的準備。在下一篇文章中，我們將實際使用這種BLE通信功能，嘗試在智能手機或其他設備上操作ESP-WROOM-32、將ESP-WROOM-32的數(shù)據(jù)發(fā)送到支持BLE的智能手機等功能。

DevicePlus 編輯團隊

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審核編輯黃宇