1、实验简介

参考网址:https://gitee.com/Lockzhiner-Electronics/lz3863/tree/master/apps/d4_ble_uart_client

1.1、实验目的

本实验旨在帮助学习者掌握 OpenHarmony 轻量系统中 BLE UART 透传客户端 的设计与实现方法。通过本实验,你将学会:

  1. 理解 BLE GATT 客户端与 UART 串口 结合,实现无线串口透传的基本原理;
  2. 使用 消息队列 解耦 UART 接收中断与 BLE 发送任务,保障数据传输稳定性;
  3. 在开发板上实现 BLE 客户端扫描、连接、GATT 服务发现,并将 UART 数据转发至蓝牙服务端;
  4. 接收服务端 Notify 数据并在串口终端打印,完成双向透传验证;
  5. 完成案例代码的编译、烧录,并与 d3_ble_uart_server 服务端案例进行双板联调。

1.2、实验内容

本案例在 LZ3863-星闪开发板上实现 BLE UART 透传客户端 功能:初始化蓝牙协议栈并注册 GATT 客户端,扫描并连接指定 MAC 地址的服务端;连接建立后完成 GATT 服务发现,将 PC 串口助手发送的数据经 UART 接收后通过 BLE Write 转发至服务端,同时接收服务端 Notify 数据并在串口打印。

项目 说明
应用层源文件 ble_client_app.c(UART 收发任务与消息队列逻辑)
协议栈封装 ble_client_lib.c / ble_client_lib.h(扫描、连接、GATT 发现、回调)
设备名称 ble_uart(GAP 本地名)
客户端 MAC 地址 12:22:33:44:55:66
目标服务端 MAC 地址 11:22:33:44:55:66(与 d3 服务端一致)
服务 UUID 0xABCD(由服务端提供,客户端发现所有服务)
写特征 UUID 0xEFEF(对应服务端 RX 特征,客户端 → 服务端)
接收特征 服务端 TX 特征 0xCDEF 的 Notify 通知(服务端 → 客户端)
UART 总线 CONFIG_BLE_UART_BUS = 0
UART 波特率 115200,8N1
接收触发条件 UART_RX_CONDITION_FULL_OR_IDLE(缓冲区满或空闲)
接收缓冲区 g_ble_rx_data[256]
核心任务 ble_uart_client_task(UART → BLE)、ble_uart_tx_server(BLE → 串口打印)
初始化入口 APP_FEATURE_INIT(ble_client_app)

典型联调拓扑:

┌─────────────────────┐    BLE 连接     ┌─────────────────────┐
│  开发板 A(d3 服务端)│ ◄────────────► │  开发板 B(本案例)   │
│  d3_ble_uart_       │  GATT Notify   │  d4_ble_uart_       │
│  server(Server)    │  GATT Write    │  client(Client)    │
│  广播: ble_uart_    │                │  扫描并连接服务端     │
│  server             │                │                     │
│  UART0 ↔ BLE        │                │  UART0 ↔ BLE        │
└─────────┬───────────┘                 └─────────┬───────────┘
          │ USB 串口                               │ USB 串口
          ▼                                        ▼
     PC 串口助手 A                            PC 串口助手 B

说明:本案例为 BLE UART 透传客户端,需配合 d3_ble_uart_server 服务端案例完成联调。建议先烧录并启动服务端开发板,确认广播就绪后再启动客户端开发板。在 PC 端串口助手向客户端发送任意字符串,数据将经 BLE 转发至服务端并在服务端串口打印;反向同理。

1.3、实验环境

项目 说明
硬件 两块 LZ3863-星闪开发板(服务端 + 客户端)、USB 数据线
软件 OpenHarmony v5.1.0 源码、hb 编译工具
联调案例 d3_ble_uart_server(服务端,烧录至第一块开发板)
调试工具 串口助手(波特率 115200,8N1)× 2
案例路径 applications/sample/wifi-iot/app/d4_ble_uart_client/

注意:完整双向透传实验需要 两块开发板,分别烧录服务端固件(d3_ble_uart_server)和客户端固件(本案例),并各连接一台 PC 串口助手。


2、基础知识

2.1、BLE UART 透传概述

BLE UART 透传 是一种将串口数据通过 BLE 无线链路转发的通信模式,常用于替代物理串口线,实现开发板与 PC/手机之间的无线数据交互。其本质是:

方向 数据路径 本案例实现
串口 → 蓝牙 PC 串口 → UART 中断 → 消息队列 → GATT Write ble_uart_read_int_handlerble_uart_client_taskble_client_write_cmd()
蓝牙 → 串口 GATT Notify → 全局缓冲区 → 串口打印 ble_client_notification_cbkble_uart_tx_serverprintf

d2_ble_connect_client(基础连接客户端)相比,本案例不再周期性发送固定字符串,而是 按需透传 UART 实际接收的数据,更贴近真实物联网应用场景。

2.2、BLE 协议栈与 GATT 客户端

BLE 协议栈从下到上包括 PHY、LL、HCI、L2CAP、ATT、GATT、GAP 等层次。本案例主要涉及 GAP(扫描与连接)和 GATT Client(服务发现与特征读写)。

GATT 服务结构(与服务端 d3 一致):

Service: 0xABCD (BLE UART Service)
    ├── Characteristic TX: 0xCDEF
    │       属性: Read | Write | Write No Response | Notify
    │       描述符: Client Characteristic Configuration (0x2902)
    │       用途: 服务端通过 Notify 向客户端发送数据(客户端接收)
    │
    └── Characteristic RX: 0xEFEF
            属性: Write | Write No Response
            用途: 客户端向服务端写入数据(客户端发送 / UART 透传)

客户端连接流程:

客户端启动
    ↓
注册 GAP/GATT 回调 → enable_ble()
    ↓
设置扫描参数 → 开始扫描
    ↓
扫描到目标 MAC (11:22:33:44:55:66) → 停止扫描 → 发起连接
    ↓
连接建立 → MTU 交换 → GATT 服务发现 → 保存 0xEFEF 写句柄
    ↓
UART 数据就绪 → GATT Write 发送至服务端
    ↓
收到 Notify → 写入 g_ble_rx_data → 串口打印

2.3、UART 中断回调接收

本案例使用 UART 中断回调模式 接收 PC 串口助手发送的数据:

参数 说明
UART 总线 CONFIG_BLE_UART_BUS = 0 UART0
波特率 115200 与串口助手一致
触发条件 UART_RX_CONDITION_FULL_OR_IDLE 接收缓冲区满或线路空闲时触发
最小触发字节 1 收到 1 字节即可能触发回调

工作流程:

PC 串口助手发送数据
    ↓
UART 硬件接收 → 触发中断
    ↓
ble_uart_read_int_handler()  ← 中断上下文,需快速返回
    ↓
动态分配内存、拷贝数据 → 写入消息队列
    ↓
ble_uart_client_task()  ← 任务上下文,阻塞读取队列
    ↓
ble_client_write_cmd() → GATT Write → 发送至 BLE 服务端

注意:中断回调中不宜执行耗时操作(如 BLE 发送),因此采用消息队列将 中断上下文任务上下文 解耦。

2.4、消息队列机制

OpenHarmony LiteOS 提供 osal_msg_queue_* 接口,用于任务间异步通信。本案例消息队列设计如下:

项目 说明
队列名称 "task_msg"
消息结构 msg_data_t(数据指针 + 长度)
写入方 UART 中断回调 ble_uart_read_int_handler
读取方 核心任务 ble_uart_client_task
内存管理 中断中 osal_vmalloc 分配,任务中 osal_vfree 释放
┌──────────────────┐   write_copy    ┌──────────────────┐
│ UART 中断回调     │ ──────────────→ │   消息队列        │
│ (中断上下文)      │                 │  (task_msg)      │
└──────────────────┘                 └────────┬─────────┘
                                            │ read_copy (阻塞)
                                            ▼
                                   ┌──────────────────┐
                                   │ ble_uart_client  │
                                   │ _task (任务)     │
                                   └────────┬─────────┘
                                            │ ble_client_write_cmd
                                            ▼
                                   ┌──────────────────┐
                                   │   BLE 服务端      │
                                   └──────────────────┘

2.5、BLE 事件回调机制

GAP 回调:

回调函数 触发时机 处理逻辑
ble_client_enable_cbk BLE 协议栈启用完成 设置设备名/MAC,注册 GATT 客户端,设置扫描参数
ble_client_set_scan_param_cbk 扫描参数设置完成 清除配对信息,开始扫描
ble_client_scan_result_cbk 扫描到广播设备 匹配目标 MAC,停止扫描并发起连接
ble_client_connect_change_cbk 连接状态变化 连接时交换 MTU;断开时重新扫描
ble_client_pair_result_cb 配对完成 交换 MTU

GATT Client 回调:

回调函数 触发时机 处理逻辑
ble_client_mtu_changed_cbk MTU 协商完成 开始服务发现
ble_client_discover_service_cbk 发现服务 发起特征发现
ble_client_discover_character_cbk 发现特征 匹配 0xEFEF 写句柄,发现描述符
ble_client_notification_cbk 收到 Notify 通知 拷贝至 g_ble_rx_data,置位 g_ble_new_data_ready
ble_client_write_cfm_cbk 写操作完成 打印写操作结果

2.6、软件调用层次

应用层(ble_client_app.c)
    ├── ble_client_app()              ← APP_FEATURE_INIT 注册入口
    ├── ble_uart_client_task()        ← 核心任务:UART 数据 → BLE 发送
    ├── ble_uart_tx_server()          ← 接收任务:BLE Notify → 串口打印
    └── ble_uart_read_int_handler()   ← UART 中断回调 → 消息队列
            │
封装层(ble_client_lib.c)
    ├── ble_client_init()             ← 初始化:注册回调、启用 BLE
    ├── ble_client_write_cmd()        ← GATT Write 发送
    └── ble_get_write_vlaue_handle()  ← 获取写特征句柄
            │
协议栈 / 驱动层
    ├── gap_ble_*()                   ← GAP 扫描与连接管理
    ├── gattc_*()                     ← GATT Client 发现/读写
    ├── uapi_uart_register_rx_callback() ← UART 接收回调注册
    └── osal_msg_queue_*()            ← 消息队列操作

2.7、核心 API 介绍

2.7.1、头文件
#include "ble_client_lib.h"
#include "cmsis_os2.h"
#include "ohos_init.h"
2.7.2、应用层 API
API 名称 功能说明
ble_client_init() 初始化 BLE 客户端:注册回调、启用 BLE 协议栈
ble_get_write_vlaue_handle() 获取服务端 RX 特征的写句柄(服务发现后有效)
ble_client_write_cmd(data, len, handle) 通过 GATT Write 向服务端发送数据
uapi_uart_register_rx_callback(bus, cond, min_size, cb) 注册 UART 接收中断回调
osal_msg_queue_create() / osal_msg_queue_write_copy() / osal_msg_queue_read_copy() 消息队列创建、写入、读取
osal_vmalloc() / osal_vfree() 动态内存分配与释放
osThreadNew(func, arg, &attr) 创建 RTOS 线程
APP_FEATURE_INIT(func) 注册应用特性初始化入口
2.7.3、全局变量
变量名 说明
g_ble_rx_data[256] BLE 接收数据缓冲区
g_ble_rx_len 当前接收数据长度
g_ble_new_data_ready BLE 新数据就绪标志,由 Notify 回调置位
mouse_msg_queue UART 数据消息队列句柄
msg_data_t 消息队列数据结构(指针 + 长度)

3、程序设计

3.1、程序架构

本案例目录结构

d4_ble_uart_client/
├── ble_client_app.c      # 应用层:UART 收发任务、消息队列与入口
├── ble_client_lib.c      # 协议栈封装:扫描、连接、GATT 发现、回调
├── ble_client_lib.h      # 头文件:UUID 宏定义与 API 声明
├── BUILD.gn              # GN 编译配置
├── README_zh.md          # 案例简要说明
└── 实验手册.md            # 本实验手册

程序执行流程:

系统启动
    │
    ▼
ble_client_app()                    ← APP_FEATURE_INIT 注册,自动执行
    │
    ├── osal_msg_queue_create()     ← 创建 UART 数据消息队列
    │
    ├── osThreadNew(ble_uart_client_task)  ← 创建 UART→BLE 核心任务
    └── osThreadNew(ble_uart_tx_server)    ← 创建 BLE→串口 接收任务
            │
            ▼
ble_uart_client_task()
    ├── ble_client_init()           ← 延时 3s → 注册回调 → 启用 BLE
    │       └── 扫描 → 连接 → MTU → 服务发现 → 保存写句柄
    │
    └── uapi_uart_register_rx_callback()  ← 注册 UART 接收回调
            │
            ▼
    ┌───────────────────────────────────────────┐
    │  UART 中断 → 消息队列 → GATT Write 发送    │
    └───────────────────────────────────────────┘
    ┌───────────────────────────────────────────┐
    │  ble_uart_tx_server:轮询 g_ble_new_data  │
    │  _ready → 打印 BLE 接收数据到串口           │
    └───────────────────────────────────────────┘

3.2、源文件说明

文件 说明
ble_client_app.c 应用层主程序,定义消息队列、UART 中断回调,创建 UART→BLE 与 BLE→串口两个 RTOS 任务
ble_client_lib.c BLE 协议栈封装,实现扫描、连接、GATT 服务发现与各类回调处理
ble_client_lib.h UUID 宏定义、全局变量声明与 API 接口
BUILD.gn 编译配置,生成 ble_uart_client 静态库

3.3、关键代码分析

(1)消息队列数据结构
typedef struct
{
    uint8_t *value;     // 数据缓冲区指针
    uint16_t value_len; // 数据长度
} msg_data_t;

static unsigned long mouse_msg_queue = 0;
static unsigned int msg_rev_size = sizeof(msg_data_t);

消息队列每条消息携带 动态分配的缓冲区指针 和数据长度,实现 UART 接收数据的异步转发。

(2)UART 接收中断回调 — ble_uart_read_int_handler
static void ble_uart_read_int_handler(const void *buffer, uint16_t length, bool error)
{
    printf("ble_uart_read_int_handler client.\r\n");
    unused(error);

    msg_data_t msg_data = {0};

    /* 动态分配内存并拷贝数据,避免中断缓冲区被覆盖 */
    void *buffer_cpy = osal_vmalloc(length);
    if (memcpy_s(buffer_cpy, length, buffer, length) != EOK)
    {
        osal_vfree(buffer_cpy);
        return;
    }

    msg_data.value = (uint8_t *)buffer_cpy;
    msg_data.value_len = length;
    osal_msg_queue_write_copy(mouse_msg_queue, (void *)&msg_data, msg_rev_size, 0);
}

中断回调中只做 内存拷贝 + 入队,不做 BLE 发送,保证中断快速返回。

(3)核心任务 — ble_uart_client_task
void ble_uart_client_task(void *arg)
{
    unused(arg);
    printf("ble_client_task entry.");
    ble_client_init();

    errcode_t ret = uapi_uart_register_rx_callback(CONFIG_BLE_UART_BUS,
        UART_RX_CONDITION_FULL_OR_IDLE, 1, ble_uart_read_int_handler);
    if (ret != ERRCODE_SUCC)
    {
        printf("Register uart callback fail.");
        return;
    }

    while (1)
    {
        msg_data_t msg_data = {0};
        int msg_ret = osal_msg_queue_read_copy(mouse_msg_queue, &msg_data,
                                               &msg_rev_size, OSAL_WAIT_FOREVER);
        if (msg_ret != OSAL_SUCCESS)
        {
            if (msg_data.value != NULL)
                osal_vfree(msg_data.value);
            continue;
        }

        if (msg_data.value != NULL)
        {
            uint16_t write_handle = ble_get_write_vlaue_handle();
            ble_client_write_cmd(msg_data.value, msg_data.value_len, write_handle);
            osal_vfree(msg_data.value);
        }
    }
}

任务阻塞读取消息队列,取到 UART 数据后通过 GATT Write 发送至 BLE 服务端,发送完毕释放动态内存。

(4)BLE 接收任务 — ble_uart_tx_server
void ble_uart_tx_server(void *arg)
{
    unused(arg);
    while (1)
    {
        if (g_ble_new_data_ready == true)
        {
            printf("ble rev date:%s", g_ble_rx_data);
            g_ble_new_data_ready = false;
        }
        osDelay(1);
    }
}

轮询 g_ble_new_data_ready 标志位,检测到 BLE Notify 新数据后打印至串口终端。

(5)程序入口 — ble_client_app
static void ble_client_app(void)
{
    int msg_ret = osal_msg_queue_create("task_msg", msg_rev_size,
                                        &mouse_msg_queue, 0, msg_rev_size);
    if (msg_ret != OSAL_SUCCESS)
    {
        printf("msg queue create fail.");
        return;
    }

    /* 创建 ble_uart_client_task 任务 */
    osThreadAttr_t rx_attr = {0};
    rx_attr.name = "ble_uart_client_task";
    rx_attr.stack_size = 8192;
    rx_attr.priority = osPriorityNormal;
    osal_kthread_lock();
    osThreadNew(ble_uart_client_task, NULL, &rx_attr);
    osal_kthread_unlock();

    /* 创建 ble_uart_tx_server 任务 */
    osThreadAttr_t tx_attr = {0};
    tx_attr.name = "ble_uart_tx_server";
    tx_attr.stack_size = 8192;
    tx_attr.priority = osPriorityNormal;
    osal_kthread_lock();
    osThreadNew(ble_uart_tx_server, NULL, &tx_attr);
    osal_kthread_unlock();
}

APP_FEATURE_INIT(ble_client_app);

先创建消息队列,再分别创建 UART→BLE 与 BLE→串口两个任务。

(6)UUID 与目标地址配置
#define BLE_CHARACTER_CLIENT_UUID_TX 0xEFEF

/* 客户端要连接的服务器地址(对应 MAC 11:22:33:44:55:66) */
static uint8_t g_ble_server_addr_connect[] = {0x66, 0x55, 0x44, 0x33, 0x22, 0x11};

/* 客户端本地 MAC 地址 */
static uint8_t g_ble_client_addr[] = {0x12, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66};

客户端通过 MAC 地址匹配目标服务端,写特征 UUID 0xEFEF 对应服务端的 RX 特征。

(7)Notify 接收 — ble_client_notification_cbk
void ble_client_notification_cbk(uint8_t client_id, uint16_t conn_id,
                               gattc_handle_value_t *data, errcode_t status)
{
    if ((data->data_len > 0) && data->data)
    {
        if (data->data_len <= sizeof(g_ble_rx_data))
        {
            memcpy(g_ble_rx_data, data->data, data->data_len);
            g_ble_rx_len = data->data_len;
            g_ble_new_data_ready = true;
        }
    }
}

收到服务端 Notify 后拷贝至全局缓冲区并置位标志,ble_uart_tx_server 任务负责打印。

(8)BUILD.gn — 编译配置
static_library("ble_uart_client") {
  sources = [
    "ble_client_lib.c",
    "ble_client_app.c",
  ]
  defines = [
    "CONFIG_UART_SUPPORT_TX",
    "CONFIG_UART_SUPPORT_RX",
  ]
  // ...
}

3.4、程序执行流程

d3 服务端 GATT Client ble_client_lib 消息队列 ble_client_app UART0 PC 串口助手 d3 服务端 GATT Client ble_client_lib 消息队列 ble_client_app UART0 PC 串口助手 osal_msg_queue_create() 创建 ble_uart_client_task / ble_uart_tx_server ble_client_init() enable_ble() → 扫描 → 连接 → 服务发现 发送串口数据 ble_uart_read_int_handler() write_copy(数据) ble_uart_client_task read_copy() ble_client_write_cmd() gattc_write_cmd() Write RX 特征 Notify TX 特征 notification_cbk → g_ble_rx_data ble_uart_tx_server 打印 ble rev date:...

4、编译步骤

本实验编译客户端固件并烧录至 开发板 B;服务端固件请参考 d3_ble_uart_server 案例编译烧录至 开发板 A。以下步骤只需在首次编译时完成 4.1~4.3 的配置注册。

4.1、确认案例目录

确认案例已位于 OpenHarmony 源码目录下:

applications/sample/wifi-iot/app/d4_ble_uart_client/
├── ble_client_app.c
├── ble_client_lib.c
├── ble_client_lib.h
├── BUILD.gn
└── 实验手册.md

若从外部复制,请将 d4_ble_uart_client 目录放到上述 app/ 路径下。

4.2、修改 BUILD.gn(注册编译组件)

编辑 applications/sample/wifi-iot/app/BUILD.gn,在 features 列表中添加本案例:

lite_component("app") {
  features = [
    "startup",
    "d4_ble_uart_client:ble_uart_client",   // 添加此行
  ]
}

4.3、修改 SDK 配置文件

步骤 1:编辑 device/soc/hisilicon/ws63v100/sdk/build/config/target_config/ws63/config.py

找到 'ws63-liteos-app' 配置段,在其 'ram_component' 列表中添加:

"ble_uart_client"

步骤 2:编辑 device/soc/hisilicon/ws63v100/sdk/libs_url/ws63/cmake/ohos.cmake

找到 "ws63-liteos-app" 对应的 set(COMPONENT_LIST 部分,添加:

"ble_uart_client"

4.4、编译固件

在 OpenHarmony 源码根目录下执行编译:

rm -rf out
hb set -root .
# 通过上下方向键选择 ws63 对应的编译分支(如 nearlink_txnl63 / nearlink_dk_3863)
hb build -f

编译成功后,将固件烧录到 开发板 B(作为 BLE UART 透传客户端)。

4.5、编译服务端固件(开发板 A)

按照 d3_ble_uart_server 案例的 README,完成服务端的 BUILD.gn 与 SDK 配置注册(组件名 ble_uart_server),编译后将固件烧录到 开发板 A

4.6、烧录固件

使用开发板配套的烧录工具,将编译生成的固件分别烧写到两块 LZ3863-星闪开发板。具体烧录步骤请参考开发板用户手册。


5、运行结果

5.1、硬件准备

  1. 开发板 A(服务端固件 d3_ble_uart_server)上电或复位,等待 BLE 广播启动;
  2. 开发板 B(客户端固件,本案例)上电或复位,开始扫描并连接服务端;
  3. 两块开发板分别通过 USB 连接 PC,各打开一个串口助手(波特率 115200,8N1)。

建议:先启动服务端开发板,确认广播启动日志输出后,再启动客户端开发板,以提高首次连接成功率。

5.2、串口配置

参数
波特率 115200
数据位 8
停止位 1
校验位
流控

5.3、客户端预期输出(开发板 B)

烧录客户端固件并复位后,串口助手可观察到 BLE 初始化、扫描、连接与服务发现过程:

ble_client_task entry.[SLE Client] try enable1.
ble enable: 0
ble enable end: 0
[ble client] set scan param status: 0

addr: 66: 55: 44: 33: 22: 11:
[ble client] connect state change conn_id: x, status: 2, pair_status:0, disc_reason 0
[ble client] connect change cbk conn_id =x
[ble client] Mtu changed----client:x conn_id:x, mtu size:xx, status:0
[ble client] Discovery service callback client:x conn_id:x
[ble client] discover character declare_handle:xx, value_handle:xx, properties:xx
[ble client] write declare_handle:xx, value_handle:xx, properties:xx

表示 BLE 协议栈启用成功,已扫描到目标服务端并完成连接与 GATT 服务发现。

5.4、UART 透传验证

连接建立且服务发现完成后,进行双向透传测试:

测试 1:PC → 客户端 → BLE → 服务端

  1. 开发板 B 对应的 PC 串口助手中输入字符串(如 Hello from client UART)并发送;
  2. 客户端串口输出:
ble_uart_read_int_handler client.
[ble client] ble_uart_client_write_cmd len: 22, g_client_id: x
48656c6c6f2066726f6d20636c69656e742055415254
[ble client] Write result----client:x conn_id:x handle:xx
[ble client] status:0
  1. 开发板 A(服务端)串口输出:
ble rev date:Hello from client UART

测试 2:PC → 服务端 → BLE → 客户端

  1. 开发板 A 对应的 PC 串口助手中输入字符串(如 Hello from server UART)并发送;
  2. 服务端串口输出:
ble_uart_read_int_handler server.
ble rev date:Hello from server UART
  1. 开发板 B(客户端)串口输出:
ble rev date:Hello from server UART

5.5、服务端预期输出(开发板 A)

烧录 d3_ble_uart_server 固件并复位后,串口助手可观察到广播启动与客户端连接过程:

[ble server] start service cbk , start adv
[ble uart adv] ble_uart_start_adv adv_id 1
[ble server] adv enable cbk adv_id:1 status:0
[ble server] connect state change conn_id: x, status: 2, ...
[ble server] send input report indicate_handle:xx

5.6、双向透传验证汇总

方向 操作 预期现象
PC B → 服务端 A 在客户端串口助手发送字符串 服务端串口打印 ble rev date:<字符串>
PC A → 客户端 B 在服务端串口助手发送字符串 客户端串口打印 ble rev date:<字符串>

5.7、结果分析

现象 说明
客户端输出 ble enable: 0 BLE 协议栈启用成功
客户端输出 set scan param status: 0 扫描参数配置成功,开始扫描
客户端输出 connect state change ... status: 2 已成功连接服务端
客户端输出 Discovery service / discover character GATT 服务发现正常
发送 UART 数据后出现 ble_uart_read_int_handler client. UART 中断回调正常触发
客户端输出 Write result ... status:0 GATT Write 发送成功
客户端输出 ble rev date:... BLE Notify 接收正常
客户端长时间无连接日志 服务端未启动或 MAC 地址不匹配
UART 发送后无 ble_uart_read_int_handler UART 回调未注册或串口参数不匹配
有 UART 接收但 Write 失败 写特征句柄为 0,服务发现未完成

5.8、常见问题排查

问题 可能原因 解决方法
客户端扫描不到服务端 服务端未启动或广播失败 确认服务端输出 adv enable cbk;先启动服务端
扫描到设备但不连接 MAC 地址配置不一致 确认 g_ble_server_addr_connect 与服务端 MAC 11:22:33:44:55:66 一致
连接后立即断开 信号干扰或协议栈未就绪 两块板靠近放置;确认 init 延时 3s 已执行
UART 发送无响应 波特率不一致或 USB 串口未连接 确认串口助手 115200 8N1;检查 USB 线连接
有 UART 回调但服务端无数据 写句柄为 0 或连接未建立 等待服务发现完成;检查 GATT 发现日志
服务端发送客户端无接收 Notify 未启用或 CCC 描述符未配置 检查服务端 Notify 配置;确认连接已建立
编译报错找不到 ble_uart_client BUILD.gn 或 config.py 未正确修改 逐步核对 4.2、4.3 节的配置项
两块板烧录了相同固件 未区分服务端/客户端固件 分别编译烧录 d3(服务端)和 d4(客户端)

6、实验扩展

完成基本实验后,可尝试以下扩展练习:

  1. 修改透传方向:在 ble_client_notification_cbk 中取消注释 uapi_uart_write(),将 BLE 接收数据直接写回 UART,实现真正的串口回环透传;
  2. 添加连接状态判断:参考 d3 服务端,在 UART 中断回调中检查连接状态,未连接时不入队,避免无效发送;
  3. 修改目标 MAC 地址:更改 g_ble_server_addr_connect,配合修改服务端 MAC,观察扫描连接行为;
  4. 调整消息队列深度:修改 osal_msg_queue_create 参数,测试高速 UART 发送时的队列缓冲能力;
  5. 断开重连测试:断开 BLE 连接后观察客户端是否自动重新扫描并成功重连,验证 UART 透传是否恢复;
  6. 手机联调:使用手机 BLE 调试 App 模拟 GATT 服务端,用本客户端案例连接并进行 UART 透传测试;
  7. 结合 d2 案例对比:对比本案例(UART 触发发送)与 d2_ble_connect_client(定时发送固定字符串)的设计差异,理解透传模式的工程价值。
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