ESP32基于GATT Client蓝牙网关（一主多从）

最新推荐文章于 2025-10-11 08:57:14 发布

原创

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#esp32蓝牙网关 #esp32 gattc #esp32蓝牙一主多从

本文详细介绍ESP32作为GATTclient在多连接应用中的配置与操作，包括设置扫描参数、连接设备、服务注册及MTU管理，适合理解和移植到多设备蓝牙项目中。

前言

对于传统的BLE低功耗设备，通过手机ble作为主机角色进行通信。如果需要主动接入网络，通过esp32作为主机，采用一主多从的应用可以并行多台接入，本章主要针对Multi-connection的应用例程展开讲解

ESP32工作在GATT client的角色，扫描并连接GATT server的广播设备

如有异议，欢迎留言指正

模型架构

基于BLE GATT直连的方案，主从拓扑结构，通信消息统一由网关主机处理，组网方式为星型网络
在这里插入图片描述

一对多连接配置

IDF为每个BLE服务创建一个单独的配置文件，应用配置文件以ID号单独定义
在这里插入图片描述

配置流程

主要步骤

系统初始化
扫描参数配置
发现附近的设备
与匹配的设备进行连接
注册服务通知 register notify

修改最大连接数

进入配置工具菜单idf.py menuconfig中选择，进入Component config->Bluetooth->Bluedroid Options->BT/BLE MAX ACL CONNECTIONS
在这里插入图片描述

常用API

GAP

api头文件路径components/bt/host/bluedroid/api/include/api/esp_gap_ble_api.h

esp_err_t esp_ble_gap_register_callback(esp_gap_ble_cb_t callback)：注册GAP事件回调
- callback：回调函数
esp_err_t esp_ble_gap_set_scan_params(esp_ble_scan_params_t *scan_params)：设置扫描参数
- *scan_params：配置扫描类型、地址类型、滤波类型、间隔、窗口等
esp_err_t esp_ble_gap_start_scanning(uint32_t duration)：启动扫描
- duration：扫描时间，单位sec；写0为持续扫描
esp_err_t esp_ble_gap_stop_scanning(void)：停止扫描
esp_err_t esp_ble_gap_read_rssi(esp_bd_addr_t remote_addr)：读取RSSI信号强度，结果通过ESP_GAP_BLE_READ_RSSI_COMPLETE_EVT事件触发返回
esp_err_t esp_ble_gap_disconnect(esp_bd_addr_t remote_device)：断开连接
- remote_device：断开peer目标地址

更多内容请参考GAP API

GATTC

api头文件路径components/bt/host/bluedroid/api/include/api/esp_gattc_api.h

esp_err_t esp_ble_gattc_register_callback(esp_gattc_cb_tcallback)：注册GATTC事件回调
- callback：回调函数指针
esp_err_t esp_ble_gattc_app_register(uint16_t app_id)：注册GATT服务应用
esp_err_t esp_ble_gattc_open(esp_gatt_if_t gattc_if, esp_bd_addr_t remote_bda, esp_ble_addr_type_t remote_addr_type, bool is_direct)：打开连接
- gattc_if：gattc访问接口
- remote_bda：远程设备地址
- remote_addr_type：远程设备地址类型
- is_direct：true - 直接连接；false - 后台连接
esp_err_t esp_ble_gattc_close(esp_gatt_if_t gattc_if, uint16_t conn_id)：关闭与gatt服务端连接
- gattc_if：gattc访问接口
- conn_id：连接id
esp_err_t esp_ble_gattc_send_mtu_req(esp_gatt_if_t gattc_if, uint16_t conn_id)：设置通道MTU大小
- gattc_if：gattc访问接口
- conn_id：连接id
esp_err_t esp_ble_gattc_search_service(esp_gatt_if_t gattc_if, uint16_t conn_id, esp_bt_uuid_t *filter_uuid)：查找指定服务，仅本地缓存中查找匹配
- gattc_if：gattc访问接口
- conn_id：连接id
- filter_uuid：指定服务uuid
esp_gatt_status_t esp_ble_gattc_get_attr_count(esp_gatt_if_t gattc_if, uint16_t conn_id, esp_gatt_db_attr_type_t type, uint16_t start_handle, uint16_t end_handle, uint16_t char_handle, uint16_t *count)：获取指定服务或特征的属性个数
- gattc_if：gattc访问接口
- conn_id：连接id
- type：属性类型
- start_handle：属性起始句柄
- end_handle：属性结束句柄
- char_handle：特征句柄
- count：输出查找匹配属性类型的个数
esp_gatt_status_t esp_ble_gattc_get_char_by_uuid(esp_gatt_if_t gattc_if, uint16_t conn_id, uint16_t start_handle, uint16_t end_handle, esp_bt_uuid_t char_uuid, esp_gattc_char_elem_t *result, uint16_t *count)：获取指定特征UUID的特征，从本地缓存中获取
- gattc_if：gattc访问接口
- conn_id：连接id句柄
- start_handle：属性起始句柄
- end_handle：属性结束句柄
- char_uuid：查找的特征uuid
- result：输出匹配特征的指针
- count：输入需要查找的特征数，并输出已经获取到的特征数
esp_gatt_status_t esp_ble_gattc_get_descr_by_uuid(esp_gatt_if_t gattc_if, uint16_t conn_id, uint16_t start_handle, uint16_t end_handle, esp_bt_uuid_t char_uuid, esp_bt_uuid_t descr_uuid, esp_gattc_descr_elem_t *result, uint16_t *count)：获取具有给定特征uuid的描述符
- gattc_if：gattc访问接口
- conn_id：连接id句柄
- start_handle：属性起始句柄
- end_handle：属性结束句柄
- char_uuid：特征uuid
- descr_uuid：描述符uuid
- result：输出匹配特征描述符的指针
- count：输入需要查找的描述符数，并输出已经查找到的描述符数量
esp_err_t esp_ble_gattc_write_char(esp_gatt_if_t gattc_if, uint16_t conn_id, uint16_t handle, uint16_t value_len, uint8_t *value, esp_gatt_write_type_t write_type, esp_gatt_auth_req_t auth_req)：gattc写入特征值
- gattc_if：gattc访问接口
- conn_id：连接id
- handle：特征句柄
- value_len：写入数据长度
- value：写入数据缓存
- write_type：写属性类型（需要应答、无需应答）
- auth_req：认证请求（0 - 无需认证）
esp_err_t esp_ble_gattc_write_char_descr(esp_gatt_if_t gattc_if, uint16_t conn_id, uint16_t handle, uint16_t value_len, uint8_t *value, esp_gatt_write_type_t write_type, esp_gatt_auth_req_t auth_req)：gattc写入特征描述符值
- gattc_if：gattc访问接口
- conn_id：连接id
- handle：描述符句柄
- value_len：写入数据长度
- value：写入数据缓存
- write_type：写属性类型（需要应答、无需应答）
- auth_req：认证请求（0 - 无需认证）
esp_err_t esp_ble_gattc_register_for_notify(esp_gatt_if_t gattc_if, esp_bd_addr_t server_bda, uint16_t handle)：注册服务通知
- gattc_if：gattc访问接口
- server_bda：服务端地址
- handle：服务特征句柄

详情内容请参考GATT CLIENT API

代码讲解

示例demo，目录examples/bluetooth/bluedroid/ble/gattc_multi_connect，例程为BLE GATT基础上，实现一个GATT客户端同时连接到三个不同的GATT服务端设备

入口app_main

app_main()中进行了蓝牙协议栈初始化与回调事件注册

esp_bt_controller_config_t bt_cfg = BT_CONTROLLER_INIT_CONFIG_DEFAULT();
ret = esp_bt_controller_init(&bt_cfg); //初始化蓝牙控制器
if (ret) {
   
   
    ESP_LOGE(GATTC_TAG, "%s initialize controller failed: %s\n", __func__, esp_err_to_name(ret));
    return;
}
ret = esp_bt_controller_enable(ESP_BT_MODE_BLE);//使能BLE模式
if (ret) {
   
   
    ESP_LOGE(GATTC_TAG, "%s enable controller failed: %s\n", __func__, esp_err_to_name(ret));
    return;
}
ret = esp_bluedroid_init();//初始化与分配资源
if (ret) {
   
   
    ESP_LOGE(GATTC_TAG, "%s init bluetooth failed: %s\n", __func__, esp_err_to_name(ret));
    return;
}
ret = esp_bluedroid_enable();//使能蓝牙
if (ret) {
   
   
    ESP_LOGE(GATTC_TAG, "%s enable bluetooth failed: %s\n", __func__, esp_err_to_name(ret));
    return;
}
//register the  callback function to the gap module
ret = esp_ble_gap_register_callback(esp_gap_cb); //注册gap事件回调
if (ret){
   
   
    ESP_LOGE(GATTC_TAG, "gap register error, error code = %x", ret);
    return;
}
//register the callback function to the gattc module
ret = esp_ble_gattc_register_callback(esp_gattc_cb