ESP32-C3 蓝牙部分我们学习了GATT，本文尝试使用蓝牙做一个简单的小应用。

前言

前面文章说过，蓝牙协议博主了解不是很深入，只进行一些基础的了解，示例的测试，和初学者一样，基本上蓝牙专栏系列博文都是一步一步摸索过来的，功夫不负有心人，到目前为止，多多少少对蓝牙 GATT 有了一定的认识。

那么我们今天就要学以致用，使用 ESP32-C3 的蓝牙 GATT，做一个数据通信的应用实例。

与本实例相关的 ESP32-C3 专栏系列博文如下：

ESP32-C3学习蓝牙篇系列博文连接：
.
测试使用的开发板：
自己画一块ESP32-C3 的开发板（第一次使用立创EDA）（PCB到手）
测试使用的开发环境：
ESP32-C3 VScode开发环境搭建（基于乐鑫官方ESP-IDF——Windows和Ubuntu双环境）
蓝牙篇系列相关博文：
ESP32-C3 学习测试蓝牙篇（一、认识 ESP-IDF 的蓝牙框架、简单的了解蓝牙协议栈）
(第二篇为手机和开发板了解示例文章，很简单的没有技术含量的记录文章，后期补上)
ESP32-C3 学习测试蓝牙篇（三、一文带你认识蓝牙 GATT 协议）
ESP32-C3 学习测试蓝牙篇（一步一步学会蓝牙开发之 ESP-IDF GATT Server 示例解析）
ESP32-C3 学习测试蓝牙篇（ESP-IDF 蓝牙开发之添加 characteristic）
ESP32-C3 学习测试蓝牙篇（ESP-IDF 蓝牙开发之添加 Service）
ESP32-C3 学习测试蓝牙篇（ESP-IDF 蓝牙开发之GATT 数据通信 — 发送自定义数据）
.
我是矜辰所致，全网同名，尽量用心写好每一系列文章，不浮夸，不将就，认真对待学知识的我们，矜辰所致，金石为开！

一、整体框架

整个实例功能还是比较简单的，毕竟我们也刚接触 ESP32-C3 的蓝牙，直接用下图表示：

图片.png

安卓手机 APP 我得考虑一下，因为博主是 java 小白，虽然自己写过简单的APP，有时间当然搞起来没问题，但是得花些时间，而博主最近时间不太够用…… 所以这个，再看把 = =！

废话不多说，我们直接开始……

二、数据传输部分

先实现把传感器数据上传至手机的部分功能。

2.1 添加温湿度驱动组件

我们按照步骤先把需要的组件添加（在下一篇文章我会使用一篇文章来介绍 ESP-IDF 的工程结构，已经说明如何调整一个工程以及如何添加自己的组件代码）。

组件的添加，我们如果熟悉工程架构，可以直接把文件夹复制到工程中，那我们温湿度驱动组件，我们先用一下标准的组件添加方式，如下图：

图片.png

当然，这里只是搭建了一个标准的组件框架，我们得把以前的 sht21 驱动代码复制到这两个文件中。

2.2 传感器数据传输程序

驱动代码移植好了，我们要使用起来，这个地方主要就是在于怎么把数据传输出去，在蓝牙系列的文章ESP-IDF 蓝牙开发之GATT 数据通信 — 发送自定义数据中我们做过分析，我们如何传输自定义数据。

所以在那个基础之上我做了如下处理：

case ESP_GATTS_READ_EVT:
            ESP_LOGI(GATTS_TABLE_TAG, "ESP_GATTS_READ_EVT, conn_id %d, trans_id %d, handle %d\n", 
                                    param->read.conn_id, param->read.trans_id, param->read.handle);
            // ESP_LOGI(GATTS_TABLE_TAG, "VAL_B %d\n", heart_rate_handle_table[IDX_CHAR_VAL_B]);
            if(heart_rate_handle_table[IDX_CHAR_VAL_B] == param->read.handle){
                int thread;
                float T = 0;
                float H = 0;

                char th_data[20];
                thread = SHT2X_THMeasure(I2C_MASTER_NUM);
                if(thread == ESP_ERR_TIMEOUT){}
                else{
                    T = (getTemperature()/100.0);
                    H = (getHumidity()/100.0);
                }
                sprintf(th_data,"tem:%.2f , hum:%.2f",T,H);
              esp_ble_gatts_set_attr_value(param->read.handle,sizeof(th_data),(uint8_t*)th_data);
            }
            break;

温湿度的逻辑不是一定得写在这里，程序任何地方都可以。需要连续读取2才才能正确的读到实时数据。

请看下面详细说明。

再次说明： ESP_GATTS_READ_EVT 事件

这里要先再次说明一个问题，就是回调函数中断的事件，我们这个 ESP_GATTS_READ_EVT 事件。

ESP_GATTS_READ_EVT 事件，回调函数的事件，是在事件发生之后。回调函数中的事件都是在事件发生了，才会触发的！

READ 读取的数据不是靠回调函数里面写逻辑给的数据，而是一直存在的 characteristic 的 value 值。事件只是告诉你有读事件发生！

改变 characteristic 的 value 值的逻辑，可以在程序中任意地方修改，手机读取时候只取当时的 characteristic 的 value 值。

对于上一篇文章，有粉丝提过的问题，我这里放出我的回答：

图片.png

回到我们上面给出的代码要注意的地方：

1、是用上面的方式，需要在下一次读取的时候才能读到上一次温湿度的值，如果需要实时数据，可以采取连续读取2次的方式（下文有优化代码）；

这个是一个逻辑问题，就是如何传输实时数据，比如可以另外创建一个任务，不停的周期性读取温湿度数据，放入characteristic 的 value 中。那么每次 READ 就可以直接读取到最新的温湿度数据。

2、还是需要注意示例中 value 的长度不能操作 20 字节（我们上一篇文章测试的结果）；

在上面程序中使用了组合字符串的 sprintf 函数，注意长度不能过长。

2.3 功能测试

我们完成上述代码，测试一下。

记得添加了新的组件，最好是make clean 一下，这里就是清除一下编译，重新编译。

烧录测试：

图片.png

数据传输成功！

再次说明这个数据逻辑问题，可以自行处理，我这里计划读取实时数据时候连续读取2次，取第2次的数据。

2.4 代码优化

本来想着让大家自己测试的，后来想想这种连续读取2次确实不太妥当，干脆自己改个，反正简单：

就是新建一个任务，如下图：

图片.png

READ 事件中可以声明都不用做：

图片.png

本以为没问题，没想到= =！

连接的时候就出问题了，确实不太明白：

图片.png

后来考虑了一下，我直接在手机与设备连接上了以后再创建任务，断开了之后再删除任务不是挺好的？

于是改了一下任务创建的位置：

在 GATT 回调函数，找到设备连接上的事件，进行对应的修改（图中有点问题，下文有修改说明）：

图片.png

感觉可以，测试一下：

图片.png

OK！第一次就是读到已经更新过的值！

但是上面的代码还是有个问题，就是断开链接删除任务的时候会出错，上面犯了一个错误，vTaskDelete() 的参数应该是任务句柄，我在创建任务的时候没有给任务句柄。

具体原因可以查看我的FreeRTOS 博文:

FreeRTOS记录（二、FreeRTOS任务API认识和源码简析）

所以代码还是得修改一下，如下图：

图片.png

图片.png
.

到这里，我们成功实现了手机通过蓝牙实时读取开发板的温湿度数据！

额外说明：

这个地方还是得说一下，我通过创建任务的的方式可以读取实时数据，但是我多次测试下来，有时候还是会出问题，在连接的时候有可能重启，但是因为会立即重启恢复，所以到不影响使用测试。

还有一个就是设置的 THread 任务栈太小了，后来把任务放到 2048 ，就没有栈溢出的问题。

出问题的情况就是 THread 任务，如果任务时正常创建，然后手动断开，都没有问题，只有在连接过后，也没有手动断开，过了很长一段时间可能会出现。

猜测原因：估计就是在没有正常连接的时候不应该对 characteristic 的 value 进行修改操作（后面知道原因再来更新说明）。

三、控制部分

控制部分我们的目标是通过手机控制板载的 SK6812全彩RGB 灯。

3.1 添加LED驱动组件

首先还是LED驱动的组件添加，上面我们延时了通过标准架构方式添加组件，在熟悉组件的基础之上，我们可以直接把文件复制过来。

图片.png

复制过来，我们得做个基础的测试：

具体的使用方式可以查看专栏中的博文《ESP32-C3入门教程基础篇（五、RMT应用 — 控制 SK6812全彩RGB 灯）》，在这个工程中：

图片.png

做个简单的测试，在我们上面的温湿度读取任务中，切换一下灯的状态：

图片.png

上面给出的代码：

1、一旦手机与开发板建立蓝牙连接，LED灯红绿蓝三色切换；

这里其实知识为了测试一下驱动是否正常，但是这里让我想到，也可以使用一个单独的LED来表示蓝牙连接状态，无蓝牙连接一种状态，有蓝牙连接另一种状态；

2、在 ESP-IDF 中使用 FreeRTOS 的延时函数vTaskDelay，需要得到精准延时，需要加上pdMS_TO_TICKS。

习惯了 stm32 中 FreeRTOS 的vTaskDelay 的使用容易在这里出问题，在上面vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2000));才是延时2s，如果不加时间不准确。

3、在上面创建 THread 任务的时候，给的任务栈是 1024 ，但是还是会有栈溢出，所以这里根据需要可以适当加大。

测试正常，SK6812 灯驱动添加成功。

3.2 控制 SK6812 程序

驱动添加成功，现在来考虑一下如何使用蓝牙控制开发板的 SK6812 。

我们使用了一个 characteristic 来做传感器数据传输，我们同样可以用一个 characteristic 来做数据接收，这次我们使用一个只写的 characteristic ：

图片.png

通过我们以前可知，Service 中的 C characteristic 为只写的，而且我们知道他的句柄为 47。

而且我们对会回调函数的理解，这个灯的操作我们可以直接在回调函数中实现，本次主要是为了表达这种方法，所以我们使用比较简单的控制指令，看代码就知道：

（下图代码有问题，粗心大意！）

图片.png

上面代码直接使用3字节的指令控制 0xA5 0x03 0x01 打开红灯，其他类似，记得把上面任务中 SK6812 测试代码去掉。

编译烧录测试…… ，有问题……：

图片.png

这个是因为上面代码粗心大意！！判断符写成了赋值，== 写成了= ，除了这个还有颜色红色和绿色搞反了，最后修改代码：

case ESP_GATTS_WRITE_EVT:
            if (!param->write.is_prep){
                // the data length of gattc write  must be less than GATTS_DEMO_CHAR_VAL_LEN_MAX.
                ESP_LOGI(GATTS_TABLE_TAG, "GATT_WRITE_EVT, handle = %d, value len = %d, value :", param->write.handle, param->write.len);
                esp_log_buffer_hex(GATTS_TABLE_TAG, param->write.value, param->write.len);
                if(heart_rate_handle_table[IDX_CHAR_VAL_C] == param->write.handle && param->write.len == 3){
                    if((param->write.value[0] == 0xA5)&&(param->write.value[1] == 0x03)&&(param->write.value[2] == 0x01)){
                        ESP_LOGI(GATTS_TABLE_TAG, "SK6812 turn green!!");
                        strip->set_pixel(strip, 0, 255, 0, 0);
                        strip->refresh(strip, 100);
                    }
                    else if((param->write.value[0] == 0xA5)&&(param->write.value[1] == 0x03)&&(param->write.value[2] == 0x02)){
                        ESP_LOGI(GATTS_TABLE_TAG, "SK6812 turn red!!");
                        strip->set_pixel(strip, 0, 0, 255, 0);
                        strip->refresh(strip, 100);
                    }
                    else if((param->write.value[0] == 0xA5)&&(param->write.value[1] == 0x03)&&(param->write.value[2] == 0x03)){
                        ESP_LOGI(GATTS_TABLE_TAG, "SK6812 turn blue!!");
                        strip->set_pixel(strip, 0, 0, 0, 255);
                        strip->refresh(strip, 100);
                    }                 
                }
                // 后面省略

说明，上文中的 RGB 对应的位置有点问题，红色和绿色的值对应位置好像反了，是因为ESP-IDF 驱动中的颜色处理驱动函数是反过来的：
在这里插入图片描述
可以自行改正过来！

实际测试，效果一切正常：

图片.png

到这里，我们成功实现了手机通过蓝牙控制开发板的 SK6812 LED！

额外说明：

当然示例只是提供了最基本简单的思路，SK6812 是可以多个串联，然后还能支持调光的，使用蓝牙当然也可以实现。

虽然我们在示例中，直接在事件中通过判断写入的值来进行操作，但是也要明白，这个写入的值最后是直接写入了这个 characteristic 的 value 中，我们使用这个 characteristic 的值来改变 SK6812 LED的颜色也是可以的。

3.3 代码优化

本来要结尾了，糟糕完成以后回家路上想了想，我可以发送3个字节，那么我可以直接发送 RGB 的颜色值啊？这不是正好3个字节代表颜色吗？还是傻乎乎的自定义指令……

我们在代码中添加一个分支做控制，因为颜色组成为3个字节，我们把上面测试用到的控制代码，变成2个字节好做区分，实现代码很简单：

if(heart_rate_handle_table[IDX_CHAR_VAL_C] == param->write.handle ){
         if(param->write.len == 3){
             ESP_LOGI(GATTS_TABLE_TAG, "SK6812 set color!");
             strip->set_pixel(strip, 0, param->write.value[0], param->write.value[1], param->write.value[2]);
             strip->refresh(strip, 100);
         }
         else if(param->write.len == 2){
             if((param->write.value[0] == 0xA5)&&(param->write.value[1] == 0x01)){
                 ESP_LOGI(GATTS_TABLE_TAG, "SK6812 turn green!!");
                 strip->set_pixel(strip, 0, 255, 0, 0);
                 strip->refresh(strip, 100);
             }
             else if((param->write.value[0] == 0xA5)&&(param->write.value[1] == 0x02)){
                 ESP_LOGI(GATTS_TABLE_TAG, "SK6812 turn red!!");
                 strip->set_pixel(strip, 0, 0, 255, 0);
                 strip->refresh(strip, 100);
             }
             else if((param->write.value[0] == 0xA5)&&(param->write.value[1] == 0x03)){
                 ESP_LOGI(GATTS_TABLE_TAG, "SK6812 turn blue!!");
                 strip->set_pixel(strip, 0, 0, 0, 255);
                 strip->refresh(strip, 100);
             }  
         }               
     }

测试下来，好用许多！开发板图就算了，放一下LOG图，想要什么颜色，对着颜色表输入 RGB 值即可：

图片.png

四、APP 部分

APP部分，如果要做，至少我想实现的是全色调光，实时的改变 LED 的颜色。这个市面上已经有许多成型的产品和 APP 了。

我这个... java 实在一言难尽，先暂时搁置，容我好好想想先 ... ...

图片.png

结语（附源码）

本文使用 ESP32-C3 的蓝牙，实现了数据的上传和下行的控制，也算完成我们最初的小目标了。

本应用所有的代码，只要看过我的博文，各个部分都是有分析说明的。

本来想把 app_main.c 源码放出来给大家复制，但是一放文章直接显示3W多字，这里直接给出源码地址吧：

工程源码: 本应用实例代码

从最开始的面对蓝牙的迷茫，到现在实现了一个简单的应用。

乘风破浪会有时，直挂云帆济长海！

ESP-IDF 蓝牙开发实战 — 传感器数据上传及手机控制开发板

前言

一、整体框架

二、数据传输部分

2.1 添加温湿度驱动组件

2.2 传感器数据传输程序

再次说明： ESP_GATTS_READ_EVT 事件

2.3 功能测试

2.4 代码优化

三、控制部分

3.1 添加LED驱动组件

3.2 控制 SK6812 程序

3.3 代码优化

四、APP 部分

结语（附源码）

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前言

一、整体框架

二、数据传输部分

2.1 添加温湿度驱动组件

2.2 传感器数据传输程序

再次说明： ESP_GATTS_READ_EVT 事件

2.3 功能测试

2.4 代码优化

三、控制部分

3.1 添加LED驱动组件

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3.3 代码优化

四、APP 部分

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