實驗說明：
在第十九篇已經跟各位介紹過ESP32與Android的藍牙相互數據傳輸，在本篇將會示範ESP32與iPhone手機的BLE（Bluetooth Low Energy低功耗藍牙）進行資料傳送與接收。
材料：
- ESP32-E DevKit
- USB 傳輸線
- iPhone手機或平板
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相關知識:
低功耗藍牙（Bluetooth Low Energy，BLE）是藍牙技術聯盟(SIG)所製定的無線個人區域網路技術規範，與傳統藍牙（Bluetooth）不同的是，它以省電、低功耗的特性為人所知，是IoT 近年十分熱門的協定之一。在應用 BLE 藍芽前，必須瞭解的兩個協議：GAP（通用訪問協議）、GATT（通用屬性協議）。簡單來說就是分別負責連線前資料廣播和連線後的資料傳輸。
GAP（Generic Access Profile）：
主要用來控制裝置連線（connection）和廣播（advertising），GAP 使你的裝置被其他裝置可見，並決定了你的裝置是否可以或者怎樣與互動裝置進行通訊。GAP 給裝置角色定義，其中主要的兩個是：
- 外圍裝置（Peripheral）：也可以稱作「從模式-Slave」或是「服務端」。外圍裝置就是非常小或者簡單的低功耗裝置，用來提供資料，並連線到一個更加相對強大的中心裝置，例如小米手環。
- 中心裝置（Central）：也可以稱作「主模式-Master」或是「客戶端」。中心裝置相對比較強大，用來連線其他外圍裝置。例如手機等。
GATT 的全名是 Generic Attribute Profile：
GATT 定義兩個 BLE 裝置通過叫做 Service 和 Characteristic 的東西進行通訊。一旦兩個裝置建立起了連線，GATT 就開始起作用了，這也意味著，你必需完成前面的 GAP 協議。GATT 通訊的雙方是 C/S 關係。外設作為 GATT 服務端（Server），它維持了 ATT 的查詢表以及 service 和 characteristic 的定義。中心裝置是 GATT 客戶端（Client），它向 Server 發起請求。需要注意的是，所有的通訊事件，都是由客戶端（也叫主裝置，Master）發起，並且接收服務端（也叫從裝置，Slave）的響應。
若需要了解更詳細的藍牙規範細節，可參考SIG網站：https://www.bluetooth.com/specifications/specs/
程式：
#include <BLEDevice.h>
#include <BLEServer.h>
#include <BLEUtils.h>
#include <BLE2902.h>
#include <String.h>
BLECharacteristic *pCharacteristic;
bool deviceConnected = false;
uint8_t txValue = 0;
long lastMsg = 0;
String rxload="Test\n";
/*為BLE供應商定義指定的 UUID 編號*/
#define SERVICE_UUID "6E400001-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E"
#define CHARACTERISTIC_UUID_RX "6E400002-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E"
#define CHARACTERISTIC_UUID_TX "6E400003-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E"
/*為BLE服務器編寫一個Callback函式來管理BLE的連接。*/
class MyServerCallbacks: public BLEServerCallbacks {
void onConnect(BLEServer* pServer) {
deviceConnected = true;
};
void onDisconnect(BLEServer* pServer) {
deviceConnected = false;
}
};
/*具有BLE功能的Callback函式。
*調用時，移動終端向 ESP32 發送數據時，會將其存儲到 reload 中。
*/
class MyCallbacks: public BLECharacteristicCallbacks {
void onWrite(BLECharacteristic *pCharacteristic) {
std::string rxValue = pCharacteristic->getValue();
if (rxValue.length() > 0) {
rxload="";
for (int i = 0; i < rxValue.length(); i++){
rxload +=(char)rxValue[i];
}
}
}
};
/*創建BLE server流程：
*1. Create a BLE Server
*2. Create a BLE Service
*3. Create a BLE Characteristic on the Service
*4. Create a BLE Descriptor on the characteristic
*5. Start the service
*6. Start advertising
*/
void setupBLE(String BLEName){
const char *ble_name=BLEName.c_str();
BLEDevice::init(ble_name);
BLEServer *pServer = BLEDevice::createServer();
pServer->setCallbacks(new MyServerCallbacks());
BLEService *pService = pServer->createService(SERVICE_UUID);
pCharacteristic= pService->createCharacteristic(CHARACTERISTIC_UUID_TX,BLECharacteristic::PROPERTY_NOTIFY);
pCharacteristic->addDescriptor(new BLE2902());
BLECharacteristic *pCharacteristic = pService->createCharacteristic(CHARACTERISTIC_UUID_RX,BLECharacteristic::PROPERTY_WRITE);
pCharacteristic->setCallbacks(new MyCallbacks());
pService->start();
pServer->getAdvertising()->start();
Serial.println("Waiting a client connection to notify...");
}
void setup() {
Serial.begin(115200);
setupBLE("ESP32_BLE"); //初始化BLE並為其命名，藍牙顯示名稱可自行更改
}
/*當手機通過BLE藍牙向ESP32發送訊息時，會通過ESP32的序列視窗顯示出來；
*經由ESP32的序列視窗發送訊息後，會通過BLE藍牙發送到手機。
*/
void loop() {
long now = millis();
if (now - lastMsg > 100) {
if (deviceConnected&&rxload.length()>0) {
Serial.println(rxload);
rxload="";
}
if(Serial.available()>0){
String str=Serial.readString();
const char *newValue=str.c_str();
pCharacteristic->setValue(newValue);
pCharacteristic->notify();
}
lastMsg = now;
}
}
程式說明：
將範例程式編譯並上傳程式碼到ESP32開發板後，接著我們開始設定手機端的部分。
▼首先，請至iPhone App Store 下載並安裝『lightblue』
▼請先開啟iPhone手機藍牙，再將剛剛安裝完成的Lightblue APP開啟。在掃描頁面，向下滑動刷新手機搜索的藍牙名稱，選擇ESP32_BT進行配對連線。
▼點擊”Notify”。進入頁面後請點擊「Listen for notification」讓它先進入監聽模式(這個很重要！)，然後在右上的框中可以選擇適當的數據格式。例如，HEX 表示十六進制，UTF-8-String 表示字符，Binary 表示二進制等。請選擇UTF-8-String數據格式。
▼接下來在ESP32的序列視窗發送訊息後，我們即可在手機視窗內接收到ESP32傳來的文字訊息。注意鮑率需要設定在115200。
▼點擊”Write”。在右上的框中可以選擇UTF-8-String數據格式。
▼在手機端點擊「Write new value」，接著輸入文字後並按鍵盤處的Done送出資料，我們即可在ESP32的序列視窗內接收到手機傳來的文字訊息。
