蓝牙 BLE ——附近设备如何发现彼此

你好，我是吴老师。

这份是给你自己读的——不用等我讲，你一段一段往下看，看到让你停下来的地方，就照着做一遍。看不懂的整段复制给 AI，加一句"请一次只解释一个概念，讲完问我一个小问题"。

读完之后，你应该能：说出 BLE 靠"广播+扫描"互相认识；用"文件夹/文件"解释服务和特征值；亲手让板子扫描出周围的 BLE 设备；用电脑 Python 脚本读写板子的特征值（开关灯/读温度/看电量）。

用时：60–90 分钟。准备：板子、数据线、Skill 已接入的 WorkBuddy；demo01/03 不需要电脑，demo02 需要一台开了蓝牙的教室电脑（装一次 pip install bleak）。

一、板子能"不联网"就和别人说话吗？

过去几课，板子跟别人说话都要先连 WiFi（17 连路由器、18 局域网、19 上互联网）。

问题来了：如果身边没有路由器、没有 WiFi，两块板子还能说话吗？

能。你的无线耳机、手环、鼠标都在用这个答案——蓝牙。今天用它的低功耗版本 BLE（Bluetooth Low Energy），让板子当一回"手环"，跟教室电脑用 BLE 说话。

悬念：板子不连 WiFi、不插网线，电脑打开蓝牙就能发现它、还能读写它的数据。中间到底发生了什么？

二、BLE 世界里，设备怎么"认识"？

WiFi 靠"连同一个路由器"认识。BLE 只有两件事：

• 广播：设备不停喊"我在这，我是 XXX"（像举着灯牌晃）
• 扫描：别的设备竖起耳朵听，把喊话的记下来（像观众找灯牌）

先让板子当"观众"：

请使用课程的 esp32s3-touchboard-hardware-dev Skill，
烧录本课配套程序 assets/codes/demo01_ble_scan_radar：
板子变成"蓝牙雷达"，每 5 秒扫一次，把正在广播的设备按信号强弱列出来
（名字 + RSSI）。烧录后告诉我你扫到了什么。

打开教室电脑蓝牙，按 BOOT 让板子立刻扫一次。

为什么板子没连上它们，却"知道"它们在？因为每台开着蓝牙的设备都在不停广播，板子只是听见了。

代码关键：BLEDevice::getScan()->start(...) 让板子开始"听"；每台设备带名字和 RSSI（信号强度，越接近 0 越近）。

三、把"耳朵"和"嘴"分开看

扫描是"耳朵"，"嘴"呢？让一两块板子闭嘴喊话：

请给一两块板子改烧录 assets/codes/demo03_ble_advertise_card：
它只做一件事——不停广播自己（默认 AI-PAD-6）。
让旁边跑 demo01 雷达的板子扫一扫，看会不会多出 AI-PAD-6。

demo01 = 观众（扫描），demo03 = 演员（广播）。广播自己不需要对方同意——你喊你的，谁听见算谁的。

⚠️ 比喻有边界："广播像喊话"是指它单向、公开、省电（不是真的大喊）；RSSI 只能比较远近（墙/人会干扰），量不出"正好 3 米"。

改一个条件：把 demo03 顶部的 AD_NAME 改成别的名字，重烧。旁边雷达屏上这个名字立刻变了——广播里喊什么，由喊的人决定。

四、听见了，然后呢？——服务与特征值

光认识没用，你要能读写它的数据。BLE 把数据组织得像文件夹：

• 服务 像文件夹（这块板子是一个"教室灯"文件夹）
• 特征值 像文件夹里的文件：能读的（温度/电量）、能写的（开关）、会自己变还"通知"你的（电量）

让板子当"教室灯"，把三个文件摆出来：

请改烧录 assets/codes/demo02_ble_light_server：
板子广播自己叫 ESP32-LIGHT，身上三个特征值：
   开关（可写）：写"1"灯亮、写"0"灯灭
   电量（可读+通知）：每秒自己变，变了通知电脑
   温度（可读）：每次读都会变
烧录后告诉我板子显示什么。

板子屏幕有一盏大灯（灭的）。电脑不装 App、不连 WiFi，用一小段 Python 当遥控器：

pip install bleak            # 只装一次
python pc/ble_light_peer.py  # 在 assets/codes/pc/ 目录下

它会自动找到 ESP32-LIGHT 并连上。然后：

回答：这次板子和电脑之间有 WiFi 吗？有网线吗？ 都没有。BLE 的"连接"不过是：先听见你（广播+扫描）→ 翻开你的文件夹（服务）→ 读读写写里面的文件（特征值）。

两个代码名：

• 服务端 createCharacteristic(..., PROPERTY_WRITE/READ/NOTIFY) = 在文件夹里放一个文件，贴标签说"能写/能读/会通知"；
• 电脑端 read_gatt_char（读文件）/ write_gatt_char（写文件）。

BLE 通信不是"发一条消息过去"那么自由，而是大家都按"文件夹+文件"的规矩来（这套规矩叫 GATT）。

五、一条完整的"蓝牙认识-读写"链路

BLE 设备怎么互相读写（最小闭环）：
    广播：每个设备不停喊"我在这，我叫 XXX"
    扫描：想找设备的板子竖起耳朵听，记下名字和 RSSI
    连接：听到后去敲门，自动配对（just works，不用输密码）
    服务 = 文件夹，特征值 = 文件
        能读的文件：电脑 read_gatt_char 拿走值
        能写的文件：电脑 write_gatt_char 写进值
        会变的文件：一变就 notify 通知订阅过的人
    没有 WiFi、没有网线——靠的就是蓝牙这根"近处的线"

一句记牢：BLE 用"广播+扫描"让人互相发现，用"服务+特征值"让人互相读写；省电、近距、小数据，是给智能灯、手环、遥控准备的。

六、故障排查：电脑连不上板子怎么办

老规矩："电脑找不到板子"是观察，"板子没广播"是推测。 用另一块跑 demo01 雷达的板子反扫它，雷达也看不到才是真没广播。

七、过关检查

不看 AI，自己说：

1. BLE 靠哪两件事"认识"？广播/扫描分别像生活里的什么？
2. RSSI 越大越接近 0 说明什么？能量出"正好 3 米"吗？
3. 服务和特征值像文件夹里的什么？举例一个"能写"、一个"会通知"的特征值。
4. demo02 写"1"灯亮——这条路上有 WiFi 或路由器吗？
5. BLE 适合传大文件吗？为什么？
6. 想让板子"电量掉到 20% 才通知一次"，该改谁？

八、还能玩什么

下一课预告：ESP-NOW——不要路由器、不要文件夹，两块板子直接点对点喊话。