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【物联网】bleak （scan）扫描在干什么？ BLE 广播（Advertising）

news 2025/9/1 15:43:45

好的，这里把 **bleak 的扫描（scan）**讲清楚，并结合你正在用的桥接脚本给出最实用的写法。

1) bleak 扫描在干什么？

BLE 广播（Advertising）：外设（你的 Arduino）周期性广播一个小数据包，里面可能包含：
- local_name（本地名称，BLE 广播名）
- service_uuids（该设备声明的服务 UUID）
- manufacturer_data / service_data
- tx_power、rssi 等
Central（你的 RPi） 不需要连上就能“听”到这些广播。
bleak 的 Scanner 就是把广播 “抓包+解析”，返回一个或一批 BLEDevice（设备基本信息）以及对应的 AdvertisementData（广播详细字段）。

你在代码里写的 device.name 本质上就是广播里的 local name（所以我们强调 BLE.setLocalName(...)）。

2) bleak 扫描的几种方式

A. 一步到位：发现所有设备再自己筛选

from bleak import BleakScannerdevices = await BleakScanner.discover(timeout=5.0)  # 扫5秒
for d in devices:print(d.address, d.name)  # d.name 通常是 local_name

简单直观，后续用 if d.name == "your_name": 取目标。

B. 边扫边筛：`find_device_by_filter`

from bleak import BleakScanner# 兼容新老 bleak：有的版本 filter 只收 device，有的收 (device, adv)
def match(dev, adv=None):name_ok = (dev.name and "ardunio_ble" in dev.name)if adv:  # 新版可以读 adv.local_name / adv.service_uuids / adv.rssiname_ok = name_ok or (adv.local_name == "ardunio_ble")return name_okdevice = await BleakScanner.find_device_by_filter(match, timeout=10.0)

只要匹配到就返回目标设备，效率高、代码简洁。

C. 订阅回调：做更细的过滤/调试

from bleak import BleakScannerdef callback(device, adv_data):print(device.address, adv_data.local_name, adv_data.rssi, adv_data.service_uuids)scanner = BleakScanner(callback, service_uuids=["<SERVICE_UUID 可选>"])
await scanner.start()
await asyncio.sleep(5.0)
await scanner.stop()
devices = await scanner.get_discovered_devices()

可以实时看到 RSSI、manufacturer data 等，便于调试或做更严格过滤。

平台差异：

Linux（树莓派）：用 BlueZ；确保 bluetoothd 在跑、蓝牙没被 rfkill。
macOS：用 CoreBluetooth；service_uuids 过滤更有效。
Windows：用 WinRT；名字/UUID 过滤也可用。
bleak 整体是异步的，要在 asyncio 事件循环里跑。

3) 扫描结果里都有什么？

BLEDevice：address（MAC 或随机地址）、name（通常是 local_name）、rssi（部分平台）
AdvertisementData（新版可用）：local_name、service_uuids、manufacturer_data、service_data、tx_power、rssi…

常见困惑：名字有时“变或看不到”。这是因为：

外设没把名字放进广播（或被截断：广播总长 31 字节）。
中央设备缓存了 GATT 的 Device Name。解决：保持 setLocalName 和 setDeviceName 一致，必要时清除配对、重启蓝牙。

4) 在你的桥接脚本里，扫描为什么这样写？

你脚本里用的是：

device = await BleakScanner.find_device_by_filter(lambda d: d.name and DEVICE_NAME in d.name, timeout=SCAN_TIMEOUT
)

优点：只要看到名字匹配就返回；避免误连其它设备。
为什么按“名字”而不是“MAC 地址”过滤？
Arduino 的地址是稳定的，但课堂/演示更容易靠名字区分设备（也省去记录 MAC 的步骤）。
改进（兼容新版 bleak 的 (device, adv) 过滤，同时加服务 UUID/信号强度兜底）：

DEVICE_NAME = "ardunio_ble"
SERVICE_UUID = "f75cfb20-4bce-4d2a-a9a7-3d9a93e0e2f5"def match(dev, adv=None):name_ok = (dev.name and DEVICE_NAME in dev.name)if adv:name_ok = name_ok or (adv.local_name == DEVICE_NAME)# 进一步确认：服务 UUID 命中 和/或 信号强度不太弱uuid_ok = (SERVICE_UUID in (adv.service_uuids or []))rssi_ok = (adv.rssi is None) or (adv.rssi > -90)return (name_ok or uuid_ok) and rssi_okreturn name_okdevice = await BleakScanner.find_device_by_filter(match, timeout=10.0)

5) 扫描 → 连接 → 订阅 Notify 的完整最小流程

from bleak import BleakScanner, BleakClientDEVICE_NAME = "ardunio_ble"
SENSOR_CHAR_UUID = "f75cfb21-4bce-4d2a-a9a7-3d9a93e0e2f5"def on_notify(_handle, data: bytes):print("notify:", data.decode("utf-8", errors="ignore"))async def run():dev = await BleakScanner.find_device_by_filter(lambda d, a=None: (a and a.local_name == DEVICE_NAME) or (d.name == DEVICE_NAME),timeout=10.0)if not dev:print("device not found")returnasync with BleakClient(dev) as client:await client.start_notify(SENSOR_CHAR_UUID, on_notify)print("connected & subscribed. Press Ctrl+C to exit.")while True:await asyncio.sleep(1)asyncio.run(run())

6) 实操建议（避免“扫描不到/连不上”）

保证广播名稳定：BLE.setLocalName 和 BLE.setDeviceName 用同一个短名字（例如 cc_nano33_01）。
广播不停：Arduino 程序里不要早停广播；Nano 33 IoT 默认 OK。
延长扫描时间：广告间隔较长时把 timeout 设为 8–10 秒。
靠近一点：RSSI 太低（<-90dBm）容易掉包/连不上。
Linux 蓝牙服务：sudo systemctl status bluetooth 要在跑；rfkill list 确保没被软/硬阻断。
版本匹配：bleak ≥ 0.22 的 find_device_by_filter 传 (device, advertisement_data)；如果老版本只传 device，用我上面的兼容写法。

7) 回到你的项目：扫描在整条链路中的角色

扫描：在 RPi 上用 bleak 找到目标 Arduino（按 LocalName 过滤）。
连接 & 订阅：连上后 start_notify(SENSOR_CHAR_UUID, handler)，接收 Arduino 推的 JSON。
上行：把 JSON 发到 MQTT iot/sensors/data。
下行：订阅 iot/commands/arduino，收命令后 write_gatt_char(COMMAND_CHAR_UUID, ...) 写回 Arduino。