Python使用Bleak库蓝牙低能耗（BLE）设备进行通信

Bleak 是一个跨平台的 Python 库，用于与蓝牙低能耗（BLE）设备进行通信。它提供了简化的 API 来连接、读取和写入蓝牙设备的特性。Bleak 支持 Windows、Mac 和 Linux 等平台，并且可以与各种蓝牙设备进行交互。

以下是使用 Bleak 库的基本方法：

安装 Bleak

首先，确保安装了 bleak 库，可以通过 pip 安装：

pip install bleak

1. 扫描可用的蓝牙设备

你可以使用 BleakScanner 来扫描附近的 BLE 设备。

import asyncio
from bleak import BleakScanner

async def scan_devices():
    devices = await BleakScanner.discover()
    for device in devices:
        print(f"Device found: {device.name} ({device.address})")

# 启动扫描
asyncio.run(scan_devices())

2. 连接到 BLE 设备

连接到蓝牙设备时，需要使用 BleakClient。在连接之前，你需要获取设备的地址（通常是 MAC 地址）或设备名称。

import asyncio
from bleak import BleakClient

async def connect_device(address):
    async with BleakClient(address) as client:
        connected = await client.is_connected()
        print(f"Connected: {connected}")
        # 获取设备的所有特性
        services = await client.get_services()
        print(f"Services: {services}")

# 使用设备的地址来连接
device_address = "XX:XX:XX:XX:XX:XX"  # 替换为实际设备地址
asyncio.run(connect_device(device_address))

3. 读取蓝牙特性

每个蓝牙设备都有特性（Characteristics），你可以使用 BleakClient 读取设备的特性。

import asyncio
from bleak import BleakClient

async def read_characteristic(address, characteristic_uuid):
    async with BleakClient(address) as client:
        value = await client.read_gatt_char(characteristic_uuid)
        print(f"Value: {value}")

# 替换为设备地址和特性UUID
device_address = "XX:XX:XX:XX:XX:XX"
characteristic_uuid = "00002a37-0000-1000-8000-00805f9b34fb"  # 示例UUID
asyncio.run(read_characteristic(device_address, characteristic_uuid))

4. 写入蓝牙特性

可以通过 BleakClient 向蓝牙设备写入特性值。确保设备允许写操作。

import asyncio
from bleak import BleakClient

async def write_characteristic(address, characteristic_uuid, data):
    async with BleakClient(address) as client:
        await client.write_gatt_char(characteristic_uuid, data)
        print(f"Wrote {data} to characteristic {characteristic_uuid}")

# 替换为设备地址和特性UUID
device_address = "XX:XX:XX:XX:XX:XX"
characteristic_uuid = "00002a37-0000-1000-8000-00805f9b34fb"  # 示例UUID
data = bytearray([0x01, 0x02])  # 示例数据
asyncio.run(write_characteristic(device_address, characteristic_uuid, data))

5. 监听通知

Bleak 允许监听设备特性上的通知。通知通常用于蓝牙设备定期发送数据更新。

import asyncio
from bleak import BleakClient

async def notification_handler(sender: int, data: bytearray):
    print(f"Received data: {data}")

async def enable_notifications(address, characteristic_uuid):
    async with BleakClient(address) as client:
        await client.start_notify(characteristic_uuid, notification_handler)
        await asyncio.sleep(5)  # 接收通知的持续时间
        await client.stop_notify(characteristic_uuid)

# 替换为设备地址和特性UUID
device_address = "XX:XX:XX:XX:XX:XX"
characteristic_uuid = "00002a37-0000-1000-8000-00805f9b34fb"  # 示例UUID
asyncio.run(enable_notifications(device_address, characteristic_uuid))

6. 断开连接

BleakClient 在 async with 语句块结束时会自动断开连接。如果你不使用 async with，可以显式调用 client.disconnect() 来断开连接。

import asyncio
from bleak import BleakClient

async def disconnect_device(address):
    client = BleakClient(address)
    await client.connect()
    print(f"Connected: {await client.is_connected()}")
    await client.disconnect()
    print("Disconnected")

device_address = "XX:XX:XX:XX:XX:XX"
asyncio.run(disconnect_device(device_address))

总结

Bleak 提供了简化的接口来处理 BLE 设备的扫描、连接、读取和写入操作。上面的示例展示了如何与蓝牙设备进行基本的交互。你可以根据自己的需求，修改 UUID、设备地址等参数来与具体的蓝牙设备进行通信。