使用 Python 在树莓派上搭建 BLE 数据广播服务(简易教程)

浅婷小哥_9390

浅婷小哥_9390

2026-07-13

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使用 Python 在树莓派上搭建 BLE 数据广播服务(简易教程)

本文介绍如何用简洁的 python 脚本将树莓派配置为 ble 外设,自动响应手机 app 连接并周期性推送传感器数据;同时说明如何设置设备名称使其在蓝牙扫描中可见。

本文介绍如何用简洁的 python 脚本将树莓派配置为 ble 外设,自动响应手机 app 连接并周期性推送传感器数据;同时说明如何设置设备名称使其在蓝牙扫描中可见。

要在树莓派上实现一个轻量、稳定且易集成的 BLE 数据发送端(GATT Server),关键在于:正确初始化 BLE 广播、定义可读/可通知的特征值(Characteristic)、处理连接生命周期,并设置设备可见名称。bluepy 等常用库虽支持客户端操作,但作为 BLE 外设(Peripheral)运行需底层协议栈支持(如 BlueZ 的 bluetoothd + D-Bus),配置复杂且易出错。相比之下,btfpy 是专为树莓派优化的原生 BLE 服务库,无需 D-Bus 或 GATT 配置文件,仅靠纯 Python + 简单文本定义即可启动标准 BLE 外设服务。

✅ 第一步:安装与准备

# 启用蓝牙服务(确保硬件正常)
sudo systemctl enable bluetooth
sudo systemctl start bluetooth

# 安装 btfpy(需从源码编译,已适配 Raspberry Pi ARM 架构)
git clone https://www.php.cn/link/bad1be88b3b4dc712aa6d7ee59ea48d3.git
cd btferret
make
sudo make install

✅ 第二步:定义设备信息与服务(devices.txt)

创建 devices.txt 文件,声明设备名、服务 UUID 和特征值。这是 btfpy 的核心配置,替代了传统 BLE 开发中繁琐的 GATT XML 描述:

# DEVICE 行定义设备名称(即手机扫描时显示的名字!)
DEVICE = MySensorPi   TYPE=MESH    NODE=1  ADDRESS = B8:27:EB:F1:50:C3

# 标准设备信息服务(必须保留,用于被发现)
PRIMARY_SERVICE = 1800
  LECHAR = Device name  PERMIT=06  SIZE=06  UUID=2A00   ; index 0

# 自定义数据服务(你的传感器数据将在此广播)
PRIMARY_SERVICE = 11223344-5566-7788-99AA-BBCCDDEEFF00
  LECHAR = SensorData   PERMIT=16  SIZE=16 UUID=ABCD     ; index 1 — 支持 Notify

⚠️ 注意:DEVICE = MySensorPi 是你在手机 BLE 扫描 App(如 nRF Connect)中看到的设备名;若显示 “N/A”,一定是此处未配置或 Init_blue() 未加载该文件。

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✅ 第三步:编写主服务脚本(ble_server.py)

以下脚本实现了完整流程:等待连接 → 连接成功打印日志 → 每 5 秒主动向已启用 Notify 的客户端推送新数据:

import btfpy

def ble_callback(clientnode, operation, cticn):
    if operation == btfpy.LE_CONNECT:
        print(f"[✅] Client connected: node {clientnode}")
    elif operation == btfpy.LE_DISCONNECT:
        print("[❌] Client disconnected")
        return btfpy.SERVER_EXIT  # 断开后退出服务(可选)
    elif operation == btfpy.LE_TIMER:
        # 此处为服务端定时任务(非客户端触发),每 timerds × 0.1 秒执行一次
        # 向 index=1 的特征值(SensorData)写入当前传感器数据
        import json
        from datetime import datetime
        sensor_data = {
            "ts": datetime.now().isoformat(),
            "temp": 23.5,
            "humidity": 62.1,
            "battery": 98
        }
        payload = json.dumps(sensor_data)[:16].encode('utf-8').ljust(16, b'\x00')
        btfpy.Write_ctic(btfpy.Localnode(), 1, payload, 0)
        print(f"[?] Broadcast: {payload[:16]}")

# 初始化蓝牙(加载 devices.txt)
if btfpy.Init_blue("devices.txt") != 0:
    print("Failed to init BLE — check devices.txt path and syntax!")
    exit(1)

# 预设初始值(可选)
btfpy.Write_ctic(btfpy.Localnode(), 1, b"Init Data", 0)

# 启动 BLE 服务:callback 为事件处理器,50 = 5.0 秒定时器(50 × 0.1s)
btfpy.Le_server(ble_callback, 50)

# 清理资源(程序退出时调用)
btfpy.Close_all()

✅ 第四步:运行与验证

python3 ble_server.py
  • 手机打开 nRF Connect 或类似 BLE 扫描 App,搜索 MySensorPi;
  • 点击连接 → 进入服务列表 → 找到 SensorData 特征值 → 长按并启用 Notify(⚠️ 关键!btfpy 的 Write_ctic(..., 0) 仅在 Notify 已启用时才向客户端推送);
  • 即可实时看到每 5 秒更新的 JSON 数据包。

? 常见问题排查

  • 树莓派不显示在扫描列表? → 检查 devices.txt 中 DEVICE = xxx 是否存在且无拼写错误;确认 Init_blue("devices.txt") 路径正确;运行 hciconfig hci0 up 确保蓝牙接口激活。
  • 连接后无数据? → 客户端必须显式启用 Notify(不是 Read!),否则 Write_ctic 不触发传输。
  • 想改推送频率? → 调整 Le_server(callback, timerds) 的 timerds 参数(单位:0.1 秒)。例如 100 = 10 秒。
  • 需发送真实传感器数据? → 替换 ble_callback 中的 sensor_data 字典,接入 GPIO/DHT22/ADS1115 等模块读取逻辑即可。

通过 btfpy,你绕过了 BlueZ D-Bus 的复杂抽象,用不到 30 行核心代码就构建了一个符合 Bluetooth SIG 规范的 BLE 外设——它轻量、可靠,且天然适配 Flutter(通过 flutter_blue_plus 或 ble_lib 库轻松订阅 Notify)。这才是面向嵌入式 IoT 场景的极简实践之道。

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