HarmonyOS 鸿蒙Next物联网Iot开发-BLE设备扫描

HarmonyOS 鸿蒙Next物联网Iot开发-BLE设备扫描
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前言

在鸿蒙系统（HarmonyOS）环境下，BLE（Bluetooth Low Energy）蓝牙设备扫描是一项核心功能，旨在帮助应用程序高效地探测周围低功耗蓝牙设备，为诸如智能穿戴、健康监控、智能家居等物联网设备的互连打下基础。

扫描机制概览

鸿蒙系统利用BLE 5.2技术标准，提供先进的扫描能力，确保在功耗控制与连接效率之间达到平衡。BLE扫描主要分为被动扫描和主动扫描两种模式。被动扫描是指设备监听周围的广播信息，不主动发起连接请求；而主动扫描则会在接收到广播的同时，向广播设备发送扫描请求，以获取更详尽的设备信息。这两种模式可根据应用需求灵活选择，通过配置扫描参数实现最优资源利用。

API与功能支持

鸿蒙系统的蓝牙API为开发者设计了一系列接口，以便轻松集成BLE设备扫描功能。核心API如startBLEScan和stopBLEScan分别用于启动和终止扫描过程。开发者可以通过ScanSettings对象细致地配置扫描参数，比如设定扫描周期、模式、匹配过滤条件等，以优化扫描策略。同时，ScanFilter功能允许针对特定设备特征（如服务UUID、设备名）进行筛选，从而精准定位目标设备。

事件响应与数据处理

一旦有设备被扫描发现，系统将触发BLEDeviceFind事件，此时应用可获取设备的基本信息，包括设备名、MAC地址及信号强度（RSSI）等。此外，若扫描过程中遇到任何错误，如权限不足或硬件故障，通过事件捕获机制获取错误信息，便于开发者及时采取应对措施。

安全与权限管理

在确保用户体验和数据安全的前提下，鸿蒙系统对蓝牙权限管理严格要求。应用在执行扫描前必须获得相应的权限，例如ohos.permission.ACCESS_BLUETOOTH，并且遵循系统指引处理用户许可，保障用户隐私。开发者应当在应用中合理请求权限，并在用户授权后方可执行蓝牙操作。

文档和实践指导

官方文档不仅提供了详尽的API说明，还包含丰富的示例代码，指导开发者如何从零开始配置蓝牙适配器、设定扫描参数、监听扫描事件直至成功识别BLE设备的全过程。这些实例代码极大地降低了开发难度，让开发者能迅速掌握BLE设备扫描的实践技巧。接下来，给大家分享下，BLE 蓝牙设备的封装过程。

文档地址：https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-references-V5/js-apis-bluetooth-ble-V5

蓝牙扫描封装

配置权限

在工程的src/main/module.json5中配置蓝牙权限

"requestPermissions": [
  // ...
  {
    "name": "ohos.permission.ACCESS_BLUETOOTH",
    "reason": "$string:app_name",
    "usedScene": {
      "abilities": [ "EntryAbility"],
      "when":"inuse"
    }
  }
]
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基础封装

使用 class 封装扫描能力

1. 新建低功耗蓝牙封装模块

class EcBlueDevice {
  scanDevice() {
}
}
export const ecDevice = new EcBlueDevice()
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1. 调用 ble 扫描方法

文档中心 startBLEScan(filters: Array, options?: ScanOptions): void 发起BLE扫描流程。

需要权限：ohos.permission.ACCESS_BLUETOOTH

系统能力：SystemCapability.Communication.Bluetooth.Core。

参数：

错误码： 以下错误码的详细介绍请参见蓝牙服务子系统错误码。

示例：

import { BusinessError } from '@ohos.base';
function onReceiveEvent(data: Array<ble.ScanResult>) {
    console.info('BLE scan device find result = '+ JSON.stringify(data));
}
try {
    ble.on("BLEDeviceFind", onReceiveEvent);
    let scanFilter: ble.ScanFilter = {
            deviceId:"XX:XX:XX:XX:XX:XX",
            name:"test",
            serviceUuid:"00001888-0000-1000-8000-00805f9b34fb"
        };
    let scanOptions: ble.ScanOptions = {
    interval: 500,
    dutyMode: ble.ScanDuty.SCAN_MODE_LOW_POWER,
    matchMode: ble.MatchMode.MATCH_MODE_AGGRESSIVE,
    }
    ble.startBLEScan([scanFilter],scanOptions);
} catch (err) {
    console.error('errCode: ' + (err as BusinessError).code + ', errMessage: ' + (err as BusinessError).message);
}
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1. 根据示例封装基础扫描方法

  scanDevice() {
    // 1. 监听扫描结果
    ble.on("BLEDeviceFind", (devices: ble.ScanResult[])=>{
      // 打印扫到设备
      devices.forEach(item => {
        Log.warn(`扫描中...\n ${item.deviceName || '--'} ${item.deviceId}`)
      })
    });
    //  2. 开启扫描
    let scanOptions: ble.ScanOptions = {
      interval: 500,
      dutyMode: ble.ScanDuty.SCAN_MODE_LOW_POWER,
      matchMode: ble.MatchMode.MATCH_MODE_AGGRESSIVE,
    }
    ble.startBLEScan(null, scanOptions);
  }
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问题：

1. 扫描会一直执行
2. 扫描结果重复

1. 添加定时器控制扫描的时间

// 扫描定时器 id
timer: number = 0
scanDevice() {
if (this.timer) {
clearTimeout(this.timer)
}
// 1. 监听扫描结果
// …
//  2. 开启扫描
// …
<span class="hljs-comment"><span class="hljs-comment">// 3. 开启定时器控制时长</span></span>
<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-keyword">this</span></span>.timer = setTimeout(() =&gt; {
  ble.off(<span class="hljs-string"><span class="hljs-string">'BLEDeviceFind'</span></span>)
  ble.stopBLEScan()
}, <span class="hljs-number"><span class="hljs-number">10000</span></span>)
}
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1. 添加扫描结果的回调函数

// 类型定义
export type ScanCallback = (list: ble.ScanResult[]) => void
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+  scanDevice(callback: ScanCallback) {
    if (this.timer) {
      clearTimeout(this.timer)
    }
    // 1. 监听扫描结果
+    let list: ble.ScanResult[] = []
    ble.on("BLEDeviceFind", (devices: ble.ScanResult[]) => {
      // 打印扫到设备
      devices.forEach(item => {
        Log.warn(`扫描中...\n ${item.deviceName || '--'} ${item.deviceId}`)
      })
+      list.push(...devices)
    });
    //  2. 开启扫描
    // ...
// 3. 开启定时器控制时长
this.timer = setTimeout(() => {
+      callback(list)
ble.off(‘BLEDeviceFind’)
ble.stopBLEScan()
}, 10000)
}
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1. 对扫描结果进行去重

1. 过滤没有重复的有效设备
2. 追加进列表

    // 1. 监听扫描结果
    let list: ble.ScanResult[] = []
    ble.on("BLEDeviceFind", (devices: ble.ScanResult[]) => {
      // 打印扫到设备
      devices.forEach(item => {
        Log.warn(`扫描中...\n ${item.deviceName || '--'} ${item.deviceId}`)
      })
+      const validDevices = devices.filter(dv => {
+        return list.some(item => item.deviceId === dv.deviceId) === false
      })
+      if (validDevices.length > 0) {
        list.push(...validDevices)
      }
    });
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增强封装

需求：根据条件过滤扫描设备，获取指定条件设备

1. 支持按照mac地址精确搜索匹配=》匹配一个
2. 支持按照设备名称模糊匹配=》匹配多个

interface ScanFilter {
  type: 'mac' | 'name'
  value: string
}
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mac 地址匹配

1. 某血糖 mac 地址匹配

血糖适用：通过广播获取设备 mac 地址并匹配

  /**
   * 通过广播数据获取设备mac
   * [@param](/user/param) data
   * [@returns](/user/returns) FF-FF-11-57-B6-5B
   */
  getMac(data: ArrayBuffer) {
    //  1. Uint8Array处理二进制
    const arr = new Uint8Array(data).slice(6, 12)
    let mac = ''
    // 2. 转换 16 进制
    arr.forEach((item, i) => {
      mac += i === 0 ? '' : '-'
      mac += item.toString(16)
        .padStart(2, '0')
        .toUpperCase()
    })
    return mac
  }
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1. 某门禁 mac 地址匹配

门禁适用：通过蓝牙名称匹配

  /**
   *
   * [@param](/user/param) nodeId 10-8A-9B-8F-EC-3C
   * [@param](/user/param) deviceName JL-ITHEIMA-8A10(BLE)
   * [@returns](/user/returns)
   */
  isMatchDoor(nodeId: string, deviceName: string) {
    const adrs = nodeId.split('-')
    const flag = adrs[1] + adrs[0]
    return deviceName.includes(flag)
  }
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添加过滤条件

通过指定过滤条件参数，对设备进行过滤处理

1. 根据条件过滤设备

const validDevices = devices.filter(dv => {
  if (scanFilter.type === 'mac') {
    let flag: boolean
    if (!scanFilter.door) {
      flag = this.getMac(dv.data) === scanFilter.value
    } else {
      flag = this.isMatchDoor(scanFilter.value, dv.deviceName)
    }
    return list.some(item => item.deviceId === dv.deviceId) === false && flag
  } else {
    return list.some(item => item.deviceId === dv.deviceId) === false &&
      dv.deviceName.startsWith(scanFilter.value)
  }
})
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1. 精确匹配模式：匹配到后结束扫描

      if (validDevices.length > 0) {
        list.push(...validDevices)
        // 精确匹配到后直接结束扫描
        if (scanFilter.type === 'mac') {
          callback(list)
          clearTimeout(this.timer)
          ble.off('BLEDeviceFind')
          ble.stopBLEScan()
        }
      }
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1. 测试

总结

鸿蒙系统通过提供统一且易于使用的API接口，startBLEScan、stopBLEScan以及配置ScanSettings和ScanFilter，极大简化了开发者实现蓝牙设备扫描的代码编写工作。开发者无需深入了解底层蓝牙协议细节，即可快速集成扫描功能到应用中。

同时通过高度优化的API集和详细的开发指南，为开发者搭建了一个强大且灵活的平台，以实现高效的BLE设备扫描功能，推动智能家居、健康监测等领域应用的创新与发展。