藍(lán)牙（bluetooth）技術(shù)是一種低功耗短距離的無線通信技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于10米以內(nèi)的嵌入式設(shè)備通信當(dāng)中。其最高傳輸速度根據(jù)藍(lán)牙協(xié)議的版本不同，有1Mbps（BR、LE）、2-3Mbps（EDR）、24Mbps（HS）之分。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，藍(lán)牙技術(shù)可以代替串行線纜，實(shí)現(xiàn)無線通信。在智能手機(jī)普及的今天，通過藍(lán)牙與手機(jī)建立連接，手機(jī)作為上位機(jī)發(fā)送指令給下位機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)低成本的UI控制方案。

BlueZ是當(dāng)前比較成熟的藍(lán)牙協(xié)議棧，作為Linux系統(tǒng)的官方協(xié)議棧，集成在Linux內(nèi)核之中。英創(chuàng)公司在ESM928x的Linux系統(tǒng)中，又移植了BlueZ用戶空間協(xié)議棧和相關(guān)工具，使得ESM928x Linux平臺(tái)能夠支持藍(lán)牙技術(shù)，通過socket編程實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙無線連接，代替串行線纜進(jìn)行通信。

圖1ESM928xW系列主板+底板

用戶使用藍(lán)牙串口功能主要分為兩個(gè)步驟：藍(lán)牙功能配置和socket應(yīng)用程序編寫。

1、藍(lán)牙功能配置

1、加載ap2610藍(lán)牙模塊上電驅(qū)動(dòng)

insmod /lib/modules/4.1.14/ap6210_bt_bcm20710.ko

2、加載藍(lán)牙固件，設(shè)定波特率、藍(lán)牙地址、使能hci等

brcm_patchram_plus --patchram /lib/firmware/ap6210/bcm20702a.hcd --baudrate 3000000 --enable_hci --bd_addr aa:00:55:44:33:22 --no2bytes --tosleep 5000 /dev/ttyS5 1> /dev/null&

3、啟動(dòng)dbus后臺(tái)服務(wù)

dbus-daemon --system --nofork --nopidfile &

4、以兼容模式啟動(dòng)bluetooth后臺(tái)服務(wù)

/libexec/bluetooth/bluetoothd -C &

5、啟動(dòng)hci0，并設(shè)置name和可見屬性

hciconfig hci0 up

hciconfig hci0 name esm9287

hciconfig hci0 piscan

hciconfig hci0 reset

以上5個(gè)步驟已經(jīng)寫成一個(gè)shell腳本set_bluetooth.sh，用戶也可以直接運(yùn)行該腳本完成以上設(shè)置。至此，完成了對(duì)藍(lán)牙的設(shè)置，可以通過hciconfig hci0 -a來查看藍(lán)牙信息，如圖2。這時(shí)，其他藍(lán)牙設(shè)備就可以搜索到esm9287，圖3所示是android手機(jī)搜索到esm9287藍(lán)牙設(shè)備，點(diǎn)擊即可完成配對(duì)。

圖2使用hciconfig查看藍(lán)牙信息

圖3搜索esm9287并配對(duì)

2、Socket應(yīng)用編程

藍(lán)牙協(xié)議棧中的RFCOMM協(xié)議實(shí)現(xiàn)了對(duì)串口RS232的仿真，最多能提供兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備之間60路的連接。應(yīng)用程序中，可以使用socket進(jìn)行服務(wù)端和客戶端的編程，其過程與TCP/IP的socket通信沒有太大區(qū)別。

a）環(huán)境配置

開發(fā)bluez協(xié)議棧的藍(lán)牙應(yīng)用需要用到libbluetooth.so和相關(guān)頭文件，需要添加到eclipse對(duì)應(yīng)的藍(lán)牙項(xiàng)目中。libbluetooth.so是編譯bluez協(xié)議棧生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，提供了頭文件bluetooth.h、hci_lib.h、sdp_lib.h中的函數(shù)實(shí)體，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙地址與常用數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換、hci設(shè)備和sdp服務(wù)的一系列操作函數(shù)。

1、在項(xiàng)目中新建文件夾include/bluetooth，其中放入藍(lán)牙協(xié)議相關(guān)頭文件；新建文件夾lib，其中放動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)libbluetooth.so。

圖4新建include和lib文件夾

2、進(jìn)入項(xiàng)目Properties設(shè)置，添加項(xiàng)目下的include文件夾為GCC C++ Compiler和GCC C Complier編譯器的頭文件路徑（下圖是GCC C++ Compiler的設(shè)置，GCC C Compiler設(shè)置步驟相同）。

圖5添加頭文件搜索路徑

3、為Sourcery G++ Lite C++ Linker鏈接器添加libbluetooth.so庫(kù)文件及搜索路徑，如下圖。

圖6添加編譯庫(kù)及搜索路徑

b）服務(wù)端程序

1、申請(qǐng)藍(lán)牙RFCOMM socket

s = socket(AF_BLUETOOTH, SOCK_STREAM, BTPROTO_RFCOMM);

2、綁定本地適配器，BDADDR_ANY默認(rèn)為第一個(gè)可用藍(lán)牙適配器

loc_addr.rc_family = AF_BLUETOOTH;

loc_addr.rc_bdaddr = *BDADDR_ANY;

loc_addr.rc_channel = (uint8_t) 1;

bind(s, (structsockaddr *)&loc_addr,sizeof(loc_addr));

3、設(shè)置socket監(jiān)聽模式，這里只允許建立一個(gè)連接

listen(s, 1);

4、等待連接

client = accept(s, (structsockaddr *)&rem_addr, &opt);

5、select模式讀取socket數(shù)據(jù)流

while(1)

{

FD_ZERO(&working_set);

max_sd = client;

FD_SET(client, &working_set);

timeout.tv_sec = 3 * 60;

timeout.tv_usec = 0;

// Call select() and wait 5 minutes for it to complete.

printf("Waiting on select() %ld sec...\n", timeout.tv_sec);

intrc_select = select(max_sd + 1, &working_set, NULL, NULL, &timeout);

// Check to see if the select call failed.

if(rc_select < 0)

{

perror(" select() failed");

break;

}

elseif(rc_select > 0)

{

if(FD_ISSET(max_sd,&working_set))

{

// read data from the client

bytes_read = read(client, buf,sizeof(buf));

if( bytes_read > 0 ) {

printf("received: [%s]\n", buf);

}

else

{

break;

}

write(client,ack,sizeof(ack));

}

}

// Else if rc_select == 0 then the 5 minute time out expired.

else

{

printf(" select() timed out.\n");

break;

}

}

6、關(guān)閉套接字

close(client);

close(s);

c）客戶端

1、申請(qǐng)藍(lán)牙RFCOMM socket

s = socket(AF_BLUETOOTH, SOCK_STREAM, BTPROTO_RFCOMM);

2、設(shè)置藍(lán)牙連接服務(wù)器的地址

structsockaddr_rc addr = { 0 };

// set the connection parameters (who to connect to)

addr.rc_family = AF_BLUETOOTH;

addr.rc_channel = (uint8_t) 1;

str2ba( dest, &addr.rc_bdaddr );

3、連接藍(lán)牙服務(wù)器

// connect to server

status = connect(s, (structsockaddr *)&addr,sizeof(addr));

4、讀寫socket數(shù)據(jù)流

for(i = 0; i < 3; i++)

{

// send a message

write(s, message[i], strlen(message[i])+1);

printf("write "%s" to %s\n", message[i],dest);

bytes_read = read(s, buf,sizeof(buf));

if( bytes_read > 0 ) {

printf("received: [%s]\n", buf);

}

}

其中，message[i]為發(fā)送內(nèi)容的地址。

5、關(guān)閉socket

close(s);

在一張板子上運(yùn)行藍(lán)牙rfcomm服務(wù)程序，在另一張板子上運(yùn)行藍(lán)牙rfcomm客戶端程序，如圖6、圖7所示：

圖7服務(wù)端程序

圖8客戶端程序

通過socket編程，藍(lán)牙應(yīng)用程序可以像tcp/ip的網(wǎng)絡(luò)編程一樣，建立連接，實(shí)現(xiàn)無線通信。如果有用戶對(duì)藍(lán)牙的串口socket編程感興趣，可以聯(lián)系我們。我們將提供驅(qū)動(dòng)文件、藍(lán)牙庫(kù)文件及相應(yīng)的示例程序。