蓝牙技术体系详解

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原创 2023-01-13 16:37:08 1.2k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

涂鸦蓝牙有三条技术方案。蓝牙设备与手机一对一相连的蓝牙单点设备（BLE），涂鸦自研的蓝牙拓扑通信 涂鸦 Mesh 和蓝牙技术联盟发布的蓝牙拓扑通信 蓝牙 Mesh。除了以上三种之外，还有一些多协议设备也会使用到蓝牙技术，例如同时具备 Wi-Fi 能力和蓝牙能力的 双模设备，也可以兼容使用蓝牙和 Wi-Fi 进行配网。

类型	设备应用示例
蓝牙单点	体脂秤、手环、温控器、电动牙刷、门锁等
蓝牙 Mesh	一路、二路、五路等灯泡、插座、传感器等子设备
涂鸦 Mesh	与蓝牙 Mesh 产品类似，通信协议为涂鸦自研
双模设备	蓝牙 Mesh 网关、IPC 设备、新版多协议 Wi-Fi 设备等

说明：双模配网的蓝牙配网部分，使用的是蓝牙单点技术为设备配网，将放到蓝牙单点章节进行说明。

功能描述

蓝牙技术具备的部分功能如下：

设备配网
- 扫描并发现设备
- 设备配网

设备管理
- 检查设备当前联网状态
- 连接设备
- 设备操作和远程控制
- 解绑设备
固件升级
- 检测设备版本
- 升级设备固件 OTA

App 使用蓝牙所需要权限

在 iOS 13 中，苹果将原来蓝牙申请权限用的 NSBluetoothPeripheralUsageDescription 字段，替换为 NSBluetoothAlwaysUsageDescription 字段。在 info.plist 中添加新字段：

<key>NSBluetoothAlwaysUsageDescription</key>
	<string></string>

<key>NSBluetoothPeripheralUsageDescription</key>
	<string></string>

蓝牙单点

单点蓝牙设备指的是具有和手机终端通过蓝牙一对一连接的设备，例如蓝牙手环、蓝牙耳机、蓝牙音箱等。每个设备最多同时和一个手机进行蓝牙连接，每个手机终端目前同时蓝牙连接数量控制在 6 ～ 7 个内。

类名	说明
TuyaSmartBLEManager	单点蓝牙相关类
TuyaSmartBLEWifiActivator	双模设备配网相关类

TuyaSmartBLEManager包含单点蓝牙 SDK 的所有相关功能，包含扫描设备、单点设备配网、双模设备配网、蓝牙设备操作、固件升级、错误码等功能。

TuyaSmartBLEWifiActivator包含设备双模配网所需方法。

监测系统蓝牙状态

接口说明

SDK 提供了对系统蓝牙的状态监测的方法，在蓝牙状态变化（如开启或关闭）时，可以通过设置代理收到具体的消息。

示例代码

Objc：

// 设置代理
[TuyaSmartBLEManager sharedInstance].delegate = self;

/**
 * 蓝牙状态变化通知
 *
 * @param isPoweredOn 蓝牙状态，开启或关闭
 */
- (void)bluetoothDidUpdateState:(BOOL)isPoweredOn {
	NSLog(@"蓝牙状态变化: %d", isPoweredOn ? 1 : 0);
}

Swift：

// 设置代理
TuyaSmartBLEManager.sharedInstance().delegate = self

/**
 * 蓝牙状态变化通知
 *
 * @param isPoweredOn 蓝牙状态，开启或关闭
 */
func bluetoothDidUpdateState(_ isPoweredOn: Bool) {

}

扫描设备

开始扫描

接口说明

处于待连接的蓝牙设备都会不停的向四周发蓝牙广播包，客户端作为终端可以发现这些广播包，根据广播包中包含涂鸦设备信息规则作为目标设备的过滤条件。

/**
 * 开始扫描
 *
 * 如果扫描到未激活设备，结果会通过 `TuyaSmartBLEManagerDelegate` 中的 `- (void)didDiscoveryDeviceWithDeviceInfo:(TYBLEAdvModel *)deviceInfo` 返回;
 *
 * 如果扫描到激活设备，会自动进行连接入网，不会返回扫描结果
 *
 * @param clearCache 是否清理已扫描到的设备
 */
- (void)startListening:(BOOL)clearCache;

参数说明

参数	说明
clearCache	是否清理已扫描到的设备

示例代码

Objc：

// 设置代理
[TuyaSmartBLEManager sharedInstance].delegate = self;

// 开始扫描
[[TuyaSmartBLEManager sharedInstance] startListening:YES];

/**
 * 扫描到未激活的设备
 *
 * @param deviceInfo 未激活设备信息 Model
 */
- (void)didDiscoveryDeviceWithDeviceInfo:(TYBLEAdvModel *)deviceInfo {
	// 成功扫描到未激活的设备
	// 若设备已激活，则不会走此回调，且会自动进行激活连接
}

Swift：

TuyaSmartBLEManager.sharedInstance().delegate = self
TuyaSmartBLEManager.sharedInstance().startListening(true)

/**
 * 扫描到未激活的设备
 *
 * @param uuid 未激活设备 uuid
 * @param productKey 未激活设备产品 key
 */
func didDiscoveryDevice(withDeviceInfo deviceInfo: TYBLEAdvModel) {
	// 成功扫描到未激活的设备
	// 若设备已激活，则不会走此回调，且会自动进行激活连接
}

TuyaBLEAdvModel 说明

属性	类型	说明
uuid	NSString	设备 uuid，可以唯一区别设备
productId	NSString	产品 id
mac	NSString	设备 mac，不可作为唯一码，iOS 为空
isActive	Bool	是否被绑定，能回调的均为未配网的设备
bleType	Enum	设备类型，用于区分不同协议的设备，无需特别关注
isSupport5G	Bool	表示蓝牙LE设备是否支持通过路由器在5GHz频段上的连接
isProuductKey	Bool	是否支持 productKey
bleProtocolV	int	设备支持的涂鸦蓝牙协议版本

bleType 表示待配网设备类型，不需要特别关注，若带有 Wi-Fi 的双模设备见双模配网，蓝牙设备见蓝牙配网。

值	设备类型
TYSmartBLETypeBLE	蓝牙设备
TYSmartBLETypeBLEPlus	蓝牙设备
TYSmartBLETypeBLEWifi	Wi-Fi + 蓝牙双模设备
TYSmartBLETypeBLESecurity	蓝牙设备
TYSmartBLETypeBLEWifiSecurity	Wi-Fi + 蓝牙双模设备
TYSmartBLETypeBLEWifiPlugPlay	Wi-Fi + 蓝牙双模设备

停止扫描

停止扫描设备，比如退出配网页面或者完成配网流程时，建议停止扫描，以防止扫描影响到配网过程。

接口说明

/**
 * 停止扫描
 *
 * @param clearCache 是否清理已扫描到的设备
 */
- (void)stopListening:(BOOL)clearCache;

参数说明

参数	说明
clearCache	是否清理已扫描到的设备

示例代码

Objc：

[[TuyaSmartBLEManager sharedInstance] stopListening:YES];

Swift：

TuyaSmartBLEManager.sharedInstance().stopListening(true)

单点设备配网

单点设备入网

接口说明

扫描到未激活的设备后，可以进行设备激活并且注册到涂鸦云，并记录在家庭下。

/**
 * 激活设备
 * 激活过程会将设备信息注册到云端
 */
- (void)activeBLE:(TYBLEAdvModel *)deviceInfo
		   homeId:(long long)homeId
		  success:(void(^)(TuyaSmartDeviceModel *deviceModel))success
		  failure:(TYFailureHandler)failure;

参数说明

参数	说明
deviceInfo	设备信息 Model，来源于扫描代理方法返回的结果
homeId	当前家庭 Id
success	成功回调
failure	失败回调

示例代码

Objc：

[[TuyaSmartBLEManager sharedInstance] activeBLE:deviceInfo homeId:homeId success:^(TuyaSmartDeviceModel *deviceModel) {
		// 激活成功

	} failure:^{
		// 激活中的错误
	}];

Swift：

TuyaSmartBLEManager.sharedInstance().activeBLE(<deviceInfo: deviceInfo, homeId: homeId, success: { (deviceModel) in
		// 激活成功
		}) {
		// 激活中的错误
		}

双模设备配网

双模设备入网

接口说明

扫描到未激活的设备后，可以使用该方法将配网信息通过蓝牙通道下发给设备，并等待配网结果回调。

/**
 *  connect BLE and Wi-Fi device
 *  连接蓝牙 Wifi 设备
 */
- (void)startConfigBLEWifiDeviceWithUUID:(NSString *)UUID
								  homeId:(long long)homeId
							   productId:(NSString *)productId
									ssid:(NSString *)ssid
								password:(NSString *)password
								timeout:(NSTimeInterval)timeout
								 success:(TYSuccessHandler)success
								 failure:(TYFailureHandler)failure;

参数说明

参数	说明
UUID	设备 uuid
homeId	当前家庭 Id
productId	产品 Id
ssid	路由器热点名称
password	路由器热点密码
timeout	轮询时间
success	成功回调
failure	失败回调

示例代码

Objc：

  [[TuyaSmartBLEWifiActivator sharedInstance] startConfigBLEWifiDeviceWithUUID:TYBLEAdvModel.uuid homeId:homeId productId:TYBLEAdvModel.productId ssid:ssid password:password  timeout:100 success:^{
	 // 下发成功
		} failure:^{
	 // 下发失败
		}];

Swift：

  TuyaSmartBLEWifiActivator.sharedInstance() .startConfigBLEWifiDevice(withUUID: TYBLEAdvModel.uuid, homeId: homeId, productId:TYBLEAdvModel.productId, ssid: ssid, password: password, timeout: 100, success: {
			// 下发成功
		}) {
			// 下发失败
		}

双模配网设备激活回调

接口说明

配网的结果通过 delegate 方法回调。

示例代码

Objc：

- (void)bleWifiActivator:(TuyaSmartBLEWifiActivator *)activator didReceiveBLEWifiConfigDevice:(TuyaSmartDeviceModel *)deviceModel error:(NSError *)error {
	if (!error && deviceModel) {
			// 配网成功
	}

	if (error) {
		// 配网失败
	}
}

Swift：

func bleWifiActivator(_ activator: TuyaSmartBLEWifiActivator, didReceiveBLEWifiConfigDevice deviceModel: TuyaSmartDeviceModel?, error: Error?) {
	if (!error && deviceModel) {
			// 配网成功
	}

	if (error) {
		// 配网失败
	}
}

取消双模设备配网

接口说明

停止发现双模设备。

示例代码

Objc：

//在配网结束后调用
[[TuyaSmartBLEWifiActivator sharedInstance] stopDiscover];

Swift：

//在配网结束后调用
TuyaSmartBLEWifiActivator.sharedInstance() .stopDiscover

双模设备蓝牙兜底激活

部分双模设备拥有蓝牙兜底激活能力。可在设备无法连接路由器，或者路由器无法连接互联网时，将这类设备当成普通蓝牙设备，调用本方法激活设备的蓝牙通道。

判断扫描到的设备是否拥有蓝牙兜底配网能力，可以通过 TYBLEAdvModel 的 bleType 进行判断，若值为 TYSmartBLETypeBLEWifiPlugPlay 则表示该设备拥有蓝牙兜底配网能力，其它结果则表示没有该能力。

接口说明

/**
 *  activates the Bluetooth mode for a dual-mode device
 *  激活双模设备的蓝牙通道
 */
- (void)activatorDualDeviceWithBleChannel:(TYBLEAdvModel *)advModel
								   homeId:(long long)homeId
									token:(NSString *)token
								  success:(void(^)(TuyaSmartDeviceModel *deviceModel))success
								  failure:(TYFailureError)failure;

参数说明

参数	说明
advModel	设备信息 Model，来源于扫描代理方法返回的结果
homeId	当前家庭 Id
token	配网 Token
success	成功回调
failure	失败回调

示例代码

Objc：

[[TuyaSmartBLEManager sharedInstance] activatorDualDeviceWithBleChannel:advModel homeId:homeId token:token success:^(TuyaSmartDeviceModel * _Nonnull device) {
					// 兜底配网成功
	} failure:^(NSError *error) {
					// 兜底配网失败
	}];

Swift：

TuyaSmartBLEManager.sharedInstance().activatorDualDevice(withBleChannel: advModel, homeId: homeId, token: token) { (TuyaSmartDeviceModel) in
			// 兜底配网成功
		} failure: { (Error?) in
			// 兜底配网失败
		}

双模设备连云激活

通过蓝牙兜底方法激活成功的设备，若想重新尝试让设备 Wi-Fi 通道进行云端激活，可以调用本接口实现。

调用时需要确保设备和 APP 处于蓝牙连接状态。

可通过 deviceModel.meta 中的 wifiEnable 字段判断设备是否连云激活成功。默认值为 false，表示设备 Wi-Fi 通道未激活。

接口说明

/**
 *  activates the Wi-Fi channel of a dual-mode device for which the Bluetooth channel is activated.
 *  当双模设备蓝牙通道激活成功时，连云激活该设备 Wi-Fi 通道
 */
- (void)activeDualDeviceWifiChannel:(NSString *)devId
							   ssid:(NSString *)ssid
						   password:(NSString *)password
							timeout:(NSTimeInterval)timeout
							success:(void(^)(TuyaSmartDeviceModel *deviceModel))success
							failure:(TYFailureError)failure;

参数说明

参数	说明
devId	设备 devId
ssid	路由器热点名称
password	路由器热点密码
timeout	轮询时间
success	成功回调
failure	失败回调

示例代码

Objc：

[[TuyaSmartBLEManager sharedInstance] activeDualDeviceWifiChannel:devId ssid:ssid password:password timeout:timeout success:^(TuyaSmartDeviceModel * _Nonnull device) {
					// 连云激活成功
	} failure:^(NSError *error) {
					// 连云激活失败
	}];

Swift：

TuyaSmartBLEManager.sharedInstance().activeDualDeviceWifiChannel(devId, ssid: ssid, password: password, timeout: timeout) { (TuyaSmartDeviceModel) in
			// 连云激活成功
		} failure: { (Error?) in
			// 连云激活失败
		}

蓝牙设备管理

判断设备在线状态

接口说明

查询设备蓝牙是否本地连接。

- (BOOL)deviceStatueWithUUID:(NSString *)uuid;

注意：如果是双模设备，可根据 TuyaSmartDeviceModel 里的 isOnline 为 true，且上述方法返回 true 判断双模设备为蓝牙在线；TuyaSmartDeviceModel 里的 isOnline 为 true，且上述方法返回 false 判断双模设备为 Wi-Fi 在线。

参数说明

参数	说明
uuid	设备 uuid

示例代码

Objc：

  BOOL isOnline = [TuyaSmartBLEManager.sharedInstance deviceStatueWithUUID:uuid];

Swift：

  var isOnline:BOOL = TuyaSmartBLEManager.sharedInstance().deviceStatue(withUUID: "uuid")

连接设备

接口说明

若设备处于离线状态，可以调用连接方法进行设备连接。

- (void)connectBLEWithUUID:(NSString *)uuid
				productKey:(NSString *)productKey
				   success:(TYSuccessHandler)success
				   failure:(TYFailureHandler)failure;

参数说明

参数	说明
uuid	设备 uuid
productKey	产品 ID
success	成功回调
failure	失败回调

示例代码

Objc：

  [[TuyaSmartBLEManager sharedInstance] connectBLEWithUUID:@"your_device_uuid" productKey:@"your_device_productKey" success:success failure:failure];

Swift：

  TuyaSmartBLEManager.sharedInstance().connectBLE(withUUID: @"your_device_uuid", productKey: @"your_device_productKey", success: success, failure: failure)

断开设备连接

接口说明

若设备处于连接状态可以调用该方法断开与设备连接。

- (void)disconnectBLEWithUUID:(NSString *)uuid
					  success:(TYSuccessHandler)success
					  failure:(TYFailureError)failure;

参数说明

参数	说明
uuid	设备 uuid
success	成功回调
failure	失败回调

示例代码

Objc：

  [[TuyaSmartBLEManager sharedInstance] disconnectBLEWithUUID:@"your_device_uuid" success:success failure:failure];

Swift：

  TuyaSmartBLEManager.sharedInstance().disconnectBLE(withUUID: @"your_device_uuid", success: success, failure: failure)

设备 DP 下发

控制发送请参考设备功能点发送。

查询设备名称

接口说明

当扫描到设备广播包并拿到设备广播包对象后，可以通过该方法查询设备名称。

/**
 * 查询设备名称
 */
- (void)queryNameWithUUID:(NSString *)uuid
			   productKey:(NSString *)productKey
				  success:(void(^)(NSString *name))success
				  failure:(TYFailureError)failure;

参数说明

参数	说明
uuid	设备 uuid
productKey	产品 Id
success	成功回调
failure	失败回调

示例代码

Objc：

[[TuyaSmartBLEManager sharedInstance] queryNameWithUUID:bleAdvInfo.uuid productKey:bleAdvInfo.productId success:^(NSString *name) {
		// 查询设备名称成功

	} failure:^{
		// 查询设备名称失败
	}];

Swift：

TuyaSmartBLEManager.sharedInstance().queryName(withUUID: bleAdvInfo.uuid, productKey: bleAdvInfo.productId, success: { (name) in
		// 查询设备名称成功
}, failure: { (error) in
		// 查询设备名称失败
})

错误码

错误码	说明
1	设备接收的数据包格式错误
2	设备找不到路由器
3	Wi-Fi 密码错误
4	设备连不上路由器
5	设备 DHCP 失败
6	设备连云失败
100	用户取消配网
101	蓝牙连接错误
102	发现蓝牙服务错误
103	打开蓝牙通讯通道失败
104	蓝牙获取设备信息失败
105	蓝牙配对失败
106	配网超时
107	Wi-Fi 信息发送失败
108	Token 失效
109	获取蓝牙加密密钥失败
110	设备不存在
111	设备云端注册失败
112	设备云端激活失败
113	云端设备已被绑定
114	主动断开
115	云端获取设备信息失败
116	设备此时正被其他方式配网
117	OTA 升级失败
118	OTA 升级超时
119	Wi-Fi 配网传参校验失败