【Linux C】基于树莓派/香橙派的蓝牙服务端——支持多蓝牙设备接入

一、需求

在树莓派/香橙派上利用开发板自带的蓝牙作为一个蓝牙服务端（主机），允许外来设备（从机）通过蓝牙接入进行通信，通信格式为透传方式；采用的编程语言为Linux C

二、环境准备

bluez安装

linux C在终端中输入以下命令，安装BlueZ库：

sudo apt-get update
sudo apt-get install bluez
sudo apt-get install libbluetooth-dev

修改配置文件

修改 /etc/systemd/system/dbus-org.bluez.service

在ExecStart =/usr/lib/Bluetooth/bluetoothd 后面添加-C
紧接着添加一行：ExecStartPost=/usr/bin/sdptool add SP

其中修改系统中蓝牙服务的启动选项，-C的意思就是compat，兼容性模式运行蓝牙服务；sdptool add SP是为了开机自启动SPP服务，默认是把这个服务放到channel =1的通道中，这个通道类似于socket的端口号。

再reboot重启跟新配置

检查蓝牙设备是否加载成功

hciconfig检查蓝牙加载情况，正常启动显示如下：

root@orangepizero2:/home/orangepi# hciconfig
hci0:   Type: Primary  Bus: UARTBD Address: 63:E8:09:BF:10:A5  ACL MTU: 1021:8  SCO MTU: 240:3UP RUNNINGRX bytes:744 acl:0 sco:0 events:51 errors:0TX bytes:5366 acl:0 sco:0 commands:51 errors:0

蓝牙命令行操作（非必须）

如果想改变蓝牙的配置或查询状态等，可以通过bluetoothctl的命令行进行操作，具体可以参考这篇博文：

https://blog.csdn.net/lxyoucan/article/details/124705648

三、服务端程序

代码思路

在主函数中创建一个用于广播信息的线程sendmsg_func；广播时，往在线的客户端发送相同消息

然后主函数处于监听状态，等待外来蓝牙客户端的接入，为每一个接入的客户端生成对应的recv_func线程，同时允许最多20个蓝牙客户端接入（其实蓝牙即使开了主从模式也接受不了这么多从机接入，容易出现不稳定的情况，所以这里设定20个客户端已经很大）；

其中，客户端套接字数组c_fd[ClientMax]都会初始化为-1，当客户端套接字被使用后离线，程序会将该套接字的值重新置为-1，表明该套接字未被占用，后续接入的客户端可以使用该套接字；

具体实现BluetoothServer2.c如下，代码已经详细注释：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <bluetooth/bluetooth.h>
#include <bluetooth/rfcomm.h>
#include <pthread.h>#define ClientMax 20
#define BUFSIZE 512
int c_fd[ClientMax];
char recBuf[BUFSIZE] = {0};		//用于记录接入的客户端的mac地址/*******************
用于广播信息到各个蓝牙的线程，广播的消息这里通过终端直接输入
的形式，实际应用时，可自行修改为其他信息源
*******************/
void *sendmsg_func(void *p)
{int j;printf("启动信息发送线程:\n");printf("直接在空白处输入即可\n");char sendBuf[BUFSIZE] = {'\0'};		//用于存储要广播的消息while(1){memset(sendBuf,0,BUFSIZE);fgets(sendBuf,BUFSIZE,stdin);	//用于用户输入要广播的消息//给所有在线的客户端发送信息for(j = 0;c_fd[j] > 0 && j < ClientMax;j++){if (c_fd[j] == -1){continue;	//如果是已退出或未使用的客户端，则不发送信息}else{if(write(c_fd[j],sendBuf,BUFSIZE) < 0 ){perror("write");exit(-1);}}}}
}/*******************
用于接收新接入的蓝牙客户端消息
*******************/void *recv_func(void *p)
{int tmp_c_fd = *((int *)p);		//拿到接入的客户端的套接字char nameBuf[BUFSIZE] = {0};	//存储接入的客户端的mac地址,用于区别不同客户端char readBuf[BUFSIZE] = {0};	//用于存储接收到对应客户端的消息int n_read = 0;//将全局变量recBuf接收到的mac地址，copy到nameBuf中strcpy(nameBuf,recBuf);    //这里其实最好要考虑线程并发对recBuf值的改变，可以考虑使用互斥量等方法pthread_t tid;tid = pthread_self();printf("启动线程tid:%lu,用于接收新蓝牙从机%s的信息\n" ,tid,nameBuf);while(1){memset(readBuf,0,BUFSIZE);n_read = read(tmp_c_fd,readBuf,sizeof(readBuf));if(n_read <= 0){//perror("read");	//调试语句printf("%s中断或者下线了\n",nameBuf);tmp_c_fd = -1;		//如果对应的客户端退出，则令对应的c_fd的值为-1，表示掉线pthread_exit(NULL);	//如果客户端掉线，结束线程}else {printf("%s:#%s\n",nameBuf,readBuf);	//将用户发送的信息打印在服务端，若有数据库，这里可以将聊天记录存在数据库}}}int main()
{struct sockaddr_rc loc_addr = { 0 }, rem_addr = { 0 };int s,bytes_read,i,err,ret;pthread_t rec_tid[ClientMax] = {0};		pthread_t send_tid; int opt = sizeof(rem_addr);//让本机蓝牙处于可见状态ret = system("hciconfig hci0 piscan");if(ret < 0){perror("bluetooth discovering fail");}// allocate sockets = socket(AF_BLUETOOTH, SOCK_STREAM, BTPROTO_RFCOMM);// bind socket to port 1 of the first available// local bluetooth adapterloc_addr.rc_family = AF_BLUETOOTH;loc_addr.rc_bdaddr = *BDADDR_ANY;   //相当于tcp的ip地址loc_addr.rc_channel = (uint8_t) 1;  //这里的通道就是SPP的通道，相当于网络编程里的端口bind(s, (struct sockaddr *)&loc_addr, sizeof(loc_addr));// put socket into listening modelisten(s, ClientMax);printf("bluetooth_server listen success\n");//初始化客户端套接字for(i = 0;i < ClientMax;i++){c_fd[i] = -1;}//创建线程用于广播消息err = pthread_create(&send_tid,NULL,sendmsg_func,NULL);if(err){fprintf(stderr,"Create pthread fail:%s\n",strerror(err));exit(1);}//不断等待是否有新蓝牙接入while(1){i = 0;//从数组中选取一个可用的客户端套接字，值等于-1即为可用的套接字while(1){if((i < ClientMax) && (c_fd[i] != -1)){i++;}else if(i >= ClientMax){fprintf(stderr,"client fd has more than 20\n");exit(-1);}else{break;}}//accept新的蓝牙接入c_fd[i] = accept(s, (struct sockaddr *)&rem_addr, &opt);if (c_fd[i] > 0){printf("client connected success\n");}else{printf("accept client fail\n");continue;}// ba2str把6字节的bdaddr_t结构//转为为形如XX:XX:XX:XX:XX:XX(XX标识48位蓝牙地址的16进制的一个字节)的字符串ba2str( &rem_addr.rc_bdaddr, recBuf);	fprintf(stdout, "accepted connection from %s\n", recBuf);//为每个新的客户端创建自己的线程用于接收信息err = pthread_create((rec_tid+i),NULL,recv_func,(c_fd+i));if (err){fprintf(stderr,"Create pthread fail:%s\n",strerror(err));exit(1);}	}// close connection//close(client);close(s);return 0;
}

编译语句

将BluetoothServer2.c编译为可执行文件BluetoothServer2

gcc -o BluetoothServer2 BluetoothServer2.c -lbluetooth -lpthread

执行结果

开启服务端后，分别用两台手机的蓝牙接入服务端，并向服务端发送消息；然后服务端再广播消息到两台设备上

服务端结果

手机蓝牙1

手机蓝牙2

可以看到已经可以实现多客户端蓝牙通信；

局限性

未考虑多并发的情况，所以代码可以引入互斥量、条件变量等极致，防止因为并发导致的数据不准确