C# 实现BLE Client 程序与ardunioESP32 通信

news2024/11/22 15:03:48

编写一个C# Windows 桌面应用程序，与ardunio ESP32 Client 通信。

预备工作 

  • 建立一个项目
  • Nuget安装 Microsoft.Windows.SDK.Contracts
  • 右击引用菜单中点击：从 packages.config 迁移到 PackageReference
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Reflection.Emit;
using System.Runtime.InteropServices.WindowsRuntime;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
using System.Xml.Linq;
using Windows.Devices.Bluetooth;
using Windows.Devices.Bluetooth.Advertisement;
using Windows.Devices.Bluetooth.GenericAttributeProfile;
namespace BluetoothCleint
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public static BluetoothLEAdvertisementWatcher watcher;
        public static byte[] RxData;
        public static GattCharacteristic CHARACTERISTIC_UUID_RX;
        public static GattCharacteristic CHARACTERISTIC_UUID_TX;
        public bool isBleWrite = false;
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void Btn_Connection_Click(object sender, EventArgs e)
        {

          
            watcher = new BluetoothLEAdvertisementWatcher();
            watcher.Received += Watcher_Received;
            watcher.ScanningMode = BluetoothLEScanningMode.Active;
            text_status.Text = "0";
            text_channel.Text = "0";
           watcher.Start();
        }
        public  async void Watcher_Received(BluetoothLEAdvertisementWatcher sender, BluetoothLEAdvertisementReceivedEventArgs args)
        {
          
            bool isBleFind = false;
            var bleServiceUUIDs = args.Advertisement.ServiceUuids;
            

            foreach (var uuidone in bleServiceUUIDs)
            {
                
                if (uuidone.ToString() == "4fafc201-1fb5-459e-8fcc-c5c9c331914b")    
                {
                   
                    isBleFind = true;
                }
                if (isBleFind == true)
                {
                    watcher.Stop();
                    
                    BluetoothLEDevice dev = await BluetoothLEDevice.FromBluetoothAddressAsync(args.BluetoothAddress);
                    GattDeviceServicesResult services = await dev.GetGattServicesForUuidAsync(new Guid("4fafc201-1fb5-459e-8fcc-c5c9c331914b"));
                    var characteristicsRx = await services.Services[0].GetCharacteristicsForUuidAsync(new Guid("beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a8"));
                    Console.WriteLine(characteristicsRx.Status);
                    CHARACTERISTIC_UUID_RX = characteristicsRx.Characteristics[0];
                    if (CHARACTERISTIC_UUID_RX.CharacteristicProperties.HasFlag(GattCharacteristicProperties.Notify))
                    {
                        CHARACTERISTIC_UUID_RX.ValueChanged += CharacteristicBleDevice;
                        await CHARACTERISTIC_UUID_RX.WriteClientCharacteristicConfigurationDescriptorAsync(GattClientCharacteristicConfigurationDescriptorValue.Notify);
                     //   isBleNotify = true;
                    }
                     var characteristicsTx = await services.Services[0].GetCharacteristicsForUuidAsync(new Guid("cba1d466-344c-4be3-ab3f-189f80dd7518"));
                    CHARACTERISTIC_UUID_TX = characteristicsTx.Characteristics[0];
                    if (CHARACTERISTIC_UUID_TX.CharacteristicProperties.HasFlag(GattCharacteristicProperties.Write))
                    {
                        isBleWrite = true;
                        Console.WriteLine("isBleWrite");
                    } 
                    break;
                }
            }
        }



        public  void CharacteristicBleDevice(GattCharacteristic sender, GattValueChangedEventArgs eventArgs)
        {
            byte[] data = new byte[eventArgs.CharacteristicValue.Length];
            Windows.Storage.Streams.DataReader.FromBuffer(eventArgs.CharacteristicValue).ReadBytes(data);
           
            int KnobValue = (data[3] << 24) | (data[2] << 16) | (data[1]) << 8 | (data[0]);
            int ButtonValue = (data[7] << 24) | (data[6] << 16) | (data[5]) << 8 | (data[4]);
            Invoke(new Action(() => {
                text_channel.Text = KnobValue.ToString();
                text_status.Text = ButtonValue.ToString();
            }));
            
                return;
        }

        private async void Btn_write_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            String WriteMessage = text_write.Text; 
            Console.WriteLine(WriteMessage);
            byte[] TXdata = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(WriteMessage);
            if (isBleWrite == true)
            {
              await CHARACTERISTIC_UUID_TX.WriteValueAsync(TXdata.AsBuffer());
                Console.WriteLine("Writed To Device");

            }
        }
    }
}

界面

 

附：ardunio 代码

/*
    Based on Neil Kolban example for IDF: https://github.com/nkolban/esp32-snippets/blob/master/cpp_utils/tests/BLE%20Tests/SampleServer.cpp
    Ported to Arduino ESP32 by Evandro Copercini
    updates by chegewara
*/

#include <BLEDevice.h>
#include <BLEUtils.h>
#include <BLEServer.h>

// See the following for generating UUIDs:
// https://www.uuidgenerator.net/
// Define the pins used for the encoder
const int encoderPinA = 11;
const int encoderPinB = 10;
volatile int encoderPosCount = 0;
int lastEncoded = 0;
int MAX = 60;
int channel = -1;
#define SERVICE_UUID "4fafc201-1fb5-459e-8fcc-c5c9c331914b"
#define CHARACTERISTIC_UUID_1 "beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a8"
#define CHARACTERISTIC_UUID_2 "cba1d466-344c-4be3-ab3f-189f80dd7518"
BLEServer* pServer = NULL;
bool deviceConnected = false;
bool oldDeviceConnected = false;
//创建一个旋钮属性
BLECharacteristic KnobCharacteristic(
  CHARACTERISTIC_UUID_1,
  BLECharacteristic::PROPERTY_READ | BLECharacteristic::PROPERTY_WRITE | BLECharacteristic::PROPERTY_NOTIFY | BLECharacteristic::PROPERTY_INDICATE);
BLEDescriptor KnobDescriptor(BLEUUID((uint16_t)0x2902));

BLECharacteristic TextCharacteristic(
  CHARACTERISTIC_UUID_2,
  BLECharacteristic::PROPERTY_READ | BLECharacteristic::PROPERTY_WRITE | BLECharacteristic::PROPERTY_NOTIFY | BLECharacteristic::PROPERTY_INDICATE);
BLEDescriptor TextDescriptor(BLEUUID((uint16_t)0x2903));
int KnobValue = 100;
int ButtonValue = 1;
class MyCharacteristicCallbacks: public BLECharacteristicCallbacks {
  void onWrite(BLECharacteristic* pCharacteristic) {

    std::string value = pCharacteristic->getValue();  //接收值
    if (value.length() > 0) {
      Serial.println(value.c_str());
    }
  }
};
class MyServerCallbacks : public BLEServerCallbacks {
  void onConnect(BLEServer* pServer) {
    deviceConnected = true;  // 客户端连接到服务器，状态为true
  };
  void onDisconnect(BLEServer* pServer) {
    deviceConnected = false;
  }

};

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  while(!Serial);
  Serial.println("Starting BLE work!");
  // Set encoder pins as input with pull-up resistors
  pinMode(encoderPinA, INPUT_PULLUP);
  pinMode(encoderPinB, INPUT_PULLUP);

  // Attach interrupts to the encoder pins
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(encoderPinA), updateEncoder, CHANGE);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(encoderPinB), updateEncoder, CHANGE);
  BLEDevice::init("ESP32_KNOB");
  pServer = BLEDevice::createServer();
  // 将 BLE 设备设置为服务器并分配回调函数
  pServer->setCallbacks(new MyServerCallbacks());


  BLEService* pService = pServer->createService(SERVICE_UUID);
  //Knob
  pService->addCharacteristic(&KnobCharacteristic);
  KnobDescriptor.setValue("Knob");
  KnobCharacteristic.addDescriptor(&KnobDescriptor);
  //Text
  pService->addCharacteristic(&TextCharacteristic);
  TextDescriptor.setValue("Text");
  TextCharacteristic.addDescriptor(&TextDescriptor);
  TextCharacteristic.setCallbacks(new MyCharacteristicCallbacks());    
  pService->start();

  BLEAdvertising* pAdvertising = BLEDevice::getAdvertising();
  pAdvertising->addServiceUUID(SERVICE_UUID);
  pAdvertising->setScanResponse(true);
  pAdvertising->setMinPreferred(0x06);  // functions that help with iPhone connections issue
  pAdvertising->setMinPreferred(0x12);
  // BLEDevice::startAdvertising();
  pServer->getAdvertising()->start();
  //Serial.println("Characteristic defined! Now you can read it in your phone!");
}

void loop() {
  static int lastReportedPos = -1;  // Store the last reported position
  byte buffer[8];
  if (deviceConnected) {
    if (encoderPosCount != lastReportedPos) {

      if ((encoderPosCount / 2) > channel) {
        if (channel < MAX)
          channel++;
      }
      if ((encoderPosCount / 2) < channel) {
        if (channel > 0)
          channel--;
      }
      lastReportedPos = encoderPosCount;
      ButtonValue++;
      memcpy(&buffer[0], &channel, 4);
      memcpy(&buffer[4], &ButtonValue, 4);
      KnobCharacteristic.setValue((uint8_t*)&buffer, 8);
      KnobCharacteristic.notify();
    }
  }
  // disconnecting
  if (!deviceConnected && oldDeviceConnected) {
    Serial.println("Device disconnected.");
    delay(500);
    pServer->startAdvertising();  // restart advertising
    Serial.println("Start advertising");
    oldDeviceConnected = deviceConnected;
  }
  // connecting
  if (deviceConnected && !oldDeviceConnected) {
    // do stuff here on connecting
    oldDeviceConnected = deviceConnected;
    Serial.println("Device Connected");
  }
  delay(200);
}
void updateEncoder() {

  int MSB = digitalRead(encoderPinA);      // MSB = most significant bit
  int LSB = digitalRead(encoderPinB);      // LSB = least significant bit
  int encoded = (MSB << 1) | LSB;          // Converting the 2 pin value to single number
  int sum = (lastEncoded << 2) | encoded;  // Adding it to the previous encoded value

  if (sum == 0b1101 || sum == 0b0100 || sum == 0b0010 || sum == 0b1011) {

    if (encoderPosCount == MAX) encoderPosCount = 0;
    else
      encoderPosCount++;
  }
  if (sum == 0b1110 || sum == 0b0111 || sum == 0b0001 || sum == 0b1000) {
    if (encoderPosCount == 0) encoderPosCount = MAX;
    else
      encoderPosCount--;
  }

  lastEncoded = encoded;  // Store this value for next time
}

Serial Monitor

20:59:08.133 -> Starting BLE work!
20:59:22.573 -> Device Connected
21:03:42.862 -> Starting BLE work!
21:03:45.937 -> Device Connected
21:37:32.842 -> Starting BLE work!
21:37:38.471 -> Device Connected
21:37:51.608 -> On Write
21:37:51.608 -> Hello The World!

结论

程序都已经调通，放心参考。

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