接近傳感器可以描述為一種借助光、電磁場或聲音檢測附近物體的開關。通常，這些類型的設備旨在檢測附近的對象，并且大多數這些傳感器將用于實際應用中。但是在某些情況下，對象遠離傳感器或對象被遮擋障礙物，在這些類型的情況下，我們可以使用BLE（低功耗藍牙）設備來檢測和感知物體的接近度。 ESP32 開發板內置 BLE，我們在很多其他項目中都使用過。

在本文中，我將向您展示如何在ESP32 和 Arduino 的幫助 下制作一個簡單的BLE 存在檢測器，最后，我們將在我的智能手機和智能手表上使用 BLE 測試這些設備。

什么是低功耗藍牙 （BLE）？

BLE 代表低功耗藍牙，它于 2011 年進入我們的日常生活，因為每年的那個時候，每個主要制造商都開始在他們的設備中嵌入 BLE 技術。BLE 是一種低功耗無線通信技術，專為電池供電應用而開發，可用于短距離設備之間的通信。您每天使用的一些設備都內置了藍牙，例如您的智能手機、智能手表、無線 耳塞、無線 揚聲器、智能 家居 設備。，以及更多的嵌入式藍牙進行通信或獲取位置數據。

BLE 是一項相對較新的技術，BLE 協議是由藍牙特別興趣小組 （SIG）開發的，其主要目標是使低功耗設備成為現實。雖然新開發的協議名稱保持不變，但新開發的 BLE 協議不向后兼容，這意味著我們的藍牙經典設備無法與 BLE 設備通信，盡管該技術存在缺點，但它使開發人員能夠產生非常低的功率能量- 使用小型紐扣電池可持續數月甚至數年的高效設備。

BLE 通信如何工作？

BLE 使用分層數據結構來發送和接收信息。充當服務器的 BLE 設備將發布客戶端可以檢測到的服務和特征，一旦信息交換成功，BLE 設備可以同時相互通信。用技術術語來說，這個信息堆棧一起被稱為 BLE 設備的屬性。它是使用 GATT（通用屬性）配置文件定義和實現的。在這些配置文件中，我們按層次順序排列了服務、特征和值。服務包含特征，特征包含值，通過讀取特征，我們可以讀取值和值隨時間的變化。

可以處理特征以包括讀取或寫入信息。包含讀取組件的設備可以發布信息，包含寫入特性的設備可以從客戶端接收數據。

定義服務和特性的GATT 配置文件稱為通用唯一標識符 （UUID）。SIG 公司定義和保留了一些標準服務和特性，如果我們讀取 BLE 設備的 UUID，我們可以立即知道它是什么類型的設備。稍后再討論這個話題。

BLE 數據以非常小的封裝傳輸和接收，當TCP 數據包為 60 字節或更多時，BLE 數據包總共只有 31 字節。最后，要記住的重要一點是，BLE 數據包需要正確構造，然后可以在服務器端和客戶端一致地序列化和反序列化。

BLE 接近傳感器如何工作？

正如我之前所說，接近傳感器可以借助光、電磁波或聲音來檢測物體。之前我們已經制作了一些基于PIR 傳感器和IR 傳感器的項目，如果您想了解更多有關該主題的信息，可以查看這些項目。

BLE 服務器定期廣播廣告信號，以便客戶端可以搜索并連接到它。這個廣播信號包含一個唯一的 BLE MAC（媒體訪問控制）地址，它與Wi-Fi 中使用的 MAC 地址非常相似，因為我們的 ESP32 模塊內置了藍牙，我們可以很容易地檢測到這個廣播信號并將其與查找表，以檢測已知設備的存在。驗證設備后，我們可以在本地打開燈，也可以使用 Adafruit IO在我們的 android 應用程序上觸發通知。我們之前也用 Adafruit IO 做過項目，如果你想實現 Adafruit IO，可以查看這些項目。

這個項目的要求？

正如您在上圖中看到的，對這個項目沒有太多要求，一個 esp32 開發板和一個支持 BLE 的設備，這里我使用的是我的 MI Band，就是這樣。

ESP32 BLE 接近傳感器的 Arduino 代碼

在演示中，我們將對 ESP32 控制器進行編程以感應已知的 BLE 信標，一旦已知設備接近，我們將點亮板載 LED?？梢栽诒卷摰撞空业綀绦写瞬僮鞯耐暾绦颉４a解釋如下。

我們通過添加所需的頭文件并聲明變量來開始我們的程序。

當我們使用 BLEScan 類時，我們需要包含 BLEScan 的頭文件以及其他 BLE 頭文件。

#include 
#include 
#include 
#include 

接下來，我們將聲明一些變量，首先是我們存儲已知 BLE MAC 地址的數組。接下來，我們將聲明閾值，打破將觸發所需操作的閾值。接下來，我們將定義一個布爾值，如果我們數組中的已知設備與掃描的設備列表匹配，它將設置為 true。接下來，我們聲明另一個變量來清除已掃描的 BLE 設備，如果我們不這樣做，就會出現內存問題。接下來，我們獲取一個指向 BLEScan 類的指針。

字符串 knownBLEAddresses[] = {"aa:bc:cc:dd:ee:ee", "54:2c:7b:87:71:a2"};
int RSSI_THRESHOLD = -55；
bool device_found;
整數掃描時間 = 5；//片刻之間
BLEScan* pBLEScan；

我們必須定義一個回調函數，首先，這個回調函數將每隔幾秒調用一次，以檢查是否有新的 BLE 設備可用。一旦我們進入回調函數，如果我們找到一個 BLE 設備，我們將設置一個標志并中斷循環。最后，我們將打印 BLE 設備信息。

類 MyAdvertisedDeviceCallbacks：公共 BLEAdvertisedDeviceCallbacks {
    無效 onResult（BLEAdvertisedDevice 廣告設備）{
      for (int i = 0; i < (sizeof(knownBLEAddresses) / sizeof(knownBLEAddresses[0])); i++)
      {
        //取消注釋以啟用調試信息
        //Serial.println("*************開始**************");
        //Serial.println(sizeof(knownBLEAddresses));
        //Serial.println(sizeof(knownBLEAddresses[0]));
        //Serial.println(sizeof(knownBLEAddresses)/sizeof(knownBLEAddresses[0]));
        //Serial.println(advertisedDevice.getAddress().toString().c_str());
        //Serial.println(knownBLEAddresses[i].c_str());
        //Serial.println("*************結束**************");
        if (strcmp(advertisedDevice.getAddress().toString().c_str(), knownBLEAddresses[i].c_str()) == 0)
                        {
          device_found = true;
                          休息;
                        }
        別的
          device_found = 假；
      }
      Serial.printf("廣告設備：%s \n", AdvertisementdDevice.toString().c_str());
    }
};

接下來是設置部分，我們將LED 引腳聲明為輸出。此外，我們使用BLEDevice::init 方法初始化BLEDevice，之后，我們從 BLEDevice 獲取掃描對象，我們將地址存儲到先前聲明的pBLEScan 指針中。

接下來，我們設置回調函數，這個回調函數會在幾秒鐘內調用一次，檢查是否有新設備可用，接下來我使用SetActiveScan方法將其設置為非活動模式，因為如果我們啟用此功能，BLE 設備將為我們提供非常準確的結果。最后我們設置setInterval和setWindow方法來完成設置。

  序列號.開始（115200）；//在ESP32上啟用UART
  Serial.println("正在掃描..."); // 打印掃描
  pinMode（LED_BUILTIN，輸出）；//
  BLEDevice::init("");
  pBLEScan = BLEDevice::getScan(); //創建新的掃描
  pBLEScan->setAdvertisedDeviceCallbacks(new MyAdvertisedDeviceCallbacks()); //初始化回調函數
  pBLEScan->setActiveScan(true); //主動掃描消耗更多的能量，但更快地得到結果
  pBLEScan->setInterval(100); // 設置掃描間隔
  pBLEScan->setWindow(99); // 小于或等于 setInterval 值

在循環部分，我們使用start 方法啟動 BLE 設備。scanTime參數定義了 BLE 設備掃描新設備所需的時間。

BLEScanResults foundDevices = pBLEScan->start(scanTime, false);

掃描完成后，我們將其放入名為foundDevices的變量中。

掃描完成后，我們可以使用found devices.getCount()方法獲取掃描儀找到了多少個設備，我們方便地將其放入for 循環中，逐個獲取每個設備的 RSSI 值，然后，我們比較該設備是否與列表中的設備匹配，我們使用一個簡單的if語句來做到這一點。如果我們得到一個已知設備，我們會點亮板載 LED，以表明我們在列表中找到了一個已知設備。否則我們會關閉 LED。

for (int i = 0; i < foundDevices.getCount(); i++)
  {
    BLEAdvertisedDevice device = foundDevices.getDevice(i);
    int rssi = device.getRSSI();
    Serial.print("RSSI:");
    序列號.println(rssi);
    如果（rssi > RSSI_THRESHOLD && device_found == true）
      數字寫入（LED_BUILTIN，高）；
    別的
      數字寫入（LED_BUILTIN，低）；
  }

最后，我們通過調用 -

clearResults() 方法
pBLEScan->clearResults(); // 從BLEScan緩沖區中刪除結果以釋放內存

上傳代碼后，如果已知設備靠近您的 ESP32 設備，您可以觸發任何操作。完整的工作也可以在此頁面的底部找到。

#include
#include
#include
#include
字符串 knownBLEAddresses[] = {"6E:bc:55:18:cf:7b", "53:3c:cb:56:36:02", "40:99:4b:75:7d:2f", "5c :5b:68:6f:34:96"};
int RSSI_THRESHOLD = -55；
bool device_found;
整數掃描時間 = 5；//片刻之間
BLEScan* pBLEScan；
類 MyAdvertisedDeviceCallbacks：公共 BLEAdvertisedDeviceCallbacks {
無效 onResult（BLEAdvertisedDevice 廣告設備）{
for (int i = 0; i < (sizeof(knownBLEAddresses) / sizeof(knownBLEAddresses[0])); i++)
{
//取消注釋以啟用調試信息
//Serial.println("*************開始**************");
//Serial.println(sizeof(knownBLEAddresses));
//Serial.println(sizeof(knownBLEAddresses[0]));
//Serial.println(sizeof(knownBLEAddresses)/sizeof(knownBLEAddresses[0]));
//Serial.println(advertisedDevice.getAddress().toString().c_str());
//Serial.println(knownBLEAddresses[i].c_str());
//Serial.println("*************結束**************");
if (strcmp(advertisedDevice.getAddress().toString().c_str(), knownBLEAddresses[i].c_str()) == 0)
{
device_found = true;
休息;
}
別的
device_found = 假；
}
Serial.printf("廣告設備：%s \n", AdvertisementdDevice.toString().c_str());
}
};
無效設置（）{
序列號.開始（115200）；//在ESP32上啟用UART
Serial.println("正在掃描..."); // 打印掃描
pinMode（LED_BUILTIN，輸出）；//使 BUILTIN_LED 引腳作為輸出
BLEDevice::init("");
pBLEScan = BLEDevice::getScan(); //創建新的掃描
pBLEScan->setAdvertisedDeviceCallbacks(new MyAdvertisedDeviceCallbacks()); //初始化回調函數
pBLEScan->setActiveScan(true); //主動掃描消耗更多的能量，但更快地得到結果
pBLEScan->setInterval(100); // 設置掃描間隔
pBLEScan->setWindow(99); // 小于或等于 setInterval 值
}
無效循環（）{
// 把你的主要代碼放在這里，重復運行：
BLEScanResults foundDevices = pBLEScan->start(scanTime, false);
for (int i = 0; i < foundDevices.getCount(); i++)
{
BLEAdvertisedDevice device = foundDevices.getDevice(i);
int rssi = device.getRSSI();
Serial.print("RSSI:");
序列號.println(rssi);
如果（rssi > RSSI_THRESHOLD && device_found == true）
數字寫入（LED_BUILTIN，高）；
別的
數字寫入（LED_BUILTIN，低）；
}
pBLEScan->clearResults(); // 從BLEScan緩沖區中刪除結果以釋放內存
}