如何使用bluepy3进行蓝牙设备扫描与连接？

Question

**如何使用bluepy3进行蓝牙设备扫描与连接？** 在使用 bluepy3 进行蓝牙设备扫描与连接时，开发者常遇到几个典型问题：首次使用时不知如何正确初始化扫描器、扫描不到目标设备、连接时出现超时或断开、以及在连接后无法正确发现服务与特征值。此外，权限配置不当、蓝牙适配器未正确启用、或未安装 bluepy3 依赖库也会导致程序运行失败。因此，掌握 bluepy3 的基本 API 使用流程，包括 Scanner、Peripheral、Service 和 Characteristic 的调用方式，是实现稳定蓝牙通信的关键。本文将围绕这些问题，深入讲解 bluepy3 的使用方法和常见问题解决方案。

Answer 1

一、bluepy3简介与安装

bluepy3 是 Python 3 中用于与 BLE（蓝牙低功耗）设备进行通信的库，是 bluepy 的 Python 3 分支版本。它提供了 Scanner、Peripheral、Service、Characteristic 等核心类，用于扫描设备、连接设备、发现服务与读写特征值。

安装方式如下：

pip install bluepy3

安装完成后，需确保系统支持蓝牙，并已安装相关依赖库，如 libbluetooth-dev（Ubuntu）等。

二、蓝牙扫描器 Scanner 的使用

使用 bluepy3 进行蓝牙设备扫描，首先需要创建一个 Scanner 实例。

from bluepy3 import Scanner

然后调用 scan 方法进行扫描：

scanner = Scanner()

devices = scanner.scan(10.0)  # 扫描10秒

扫描完成后，可以通过遍历 devices 获取每个设备的地址和信号强度：

for dev in devices:

    print("Device %s (%s), RSSI=%d dB" % (dev.addr, dev.addrType, dev.rssi))

常见问题：扫描不到设备，可能是因为蓝牙未启用、权限不足（需 root 权限）、或设备未广播。

三、连接 Peripheral 设备

扫描到目标设备后，使用 Peripheral 类进行连接：

from bluepy3 import Peripheral

peripheral = Peripheral()

peripheral.connect("XX:XX:XX:XX:XX:XX")  # 替换为设备地址

连接过程中可能出现超时或断开，建议设置连接参数或重试机制：

try:

    peripheral.connect("XX:XX:XX:XX:XX:XX", addrType="public")

except Exception as e:

    print("连接失败：", e)

连接成功后，可以开始发现服务与特征值。

四、发现服务与特征值

连接成功后，使用 getServices 和 getCharacteristics 方法获取服务和特征值：

services = peripheral.getServices()

for svc in services:

    print("服务 UUID:", svc.uuid)

chars = peripheral.getCharacteristics()

for ch in chars:

    print("特征值 UUID:", ch.uuid)

常见问题：无法发现服务或特征值，可能是连接未成功、设备未支持 GATT 或未正确实现服务结构。

五、读写特征值与通知机制

找到目标特征值后，可通过 handle 值进行读写操作：

ch = peripheral.getCharacteristics(uuid="0000110A-0000-1000-8000-00805F9B34FB")[0]

val = ch.read()

print("读取值：", val)

ch.write(b'Hello')

若需接收通知，需启用通知功能并注册回调函数：

def handleNotification(cHandle, data):

    print("收到通知：", data)

peripheral.writeCharacteristic(ch.valHandle + 1, b"\x01\x00")  # 启用通知

while True:

    if peripheral.waitForNotifications(1.0):

        continue

六、常见问题与解决方案

• 问题1：无法扫描到设备 - 检查蓝牙是否启用，是否具有 root 权限，设备是否广播。
• 问题2：连接失败或超时 - 检查地址是否正确、设备是否处于可连接状态、是否支持 BLE。
• 问题3：无法发现服务或特征值 - 确保连接成功，设备支持 GATT 协议。
• 问题4：读写失败或无响应 - 检查特征值权限（可读/可写），是否启用通知。
• 问题5：权限不足 - 使用 sudo 或 root 权限运行脚本。

七、流程图：bluepy3 使用流程

```mermaid
graph TD
A[开始] --> B[导入 Scanner 模块]
B --> C[初始化 Scanner 实例]
C --> D[调用 scan 方法扫描设备]
D --> E[获取设备列表]
E --> F[选择目标设备地址]
F --> G[创建 Peripheral 实例]
G --> H[调用 connect 方法连接设备]
H --> I[获取服务与特征值]
I --> J[读写特征值或启用通知]
J --> K[结束]
```

八、完整示例代码

from bluepy3 import Scanner, Peripheral

# 扫描设备
scanner = Scanner()
devices = scanner.scan(10.0)

# 打印设备信息
for dev in devices:
    print("Device %s (%s), RSSI=%d dB" % (dev.addr, dev.addrType, dev.rssi))

# 连接第一个设备
if len(devices) > 0:
    dev = devices[0]
    peripheral = Peripheral()
    try:
        peripheral.connect(dev.addr, addrType="public")
        print("连接成功")

        # 获取服务
        services = peripheral.getServices()
        for svc in services:
            print("服务 UUID:", svc.uuid)

        # 获取特征值
        chars = peripheral.getCharacteristics()
        for ch in chars:
            print("特征值 UUID:", ch.uuid)

        # 读写操作示例
        if len(chars) > 0:
            ch = chars[0]
            val = ch.read()
            print("读取值：", val)
            ch.write(b"Hello")

    except Exception as e:
        print("连接失败：", e)
    finally:
        peripheral.disconnect()