使用 Arduino IDE 進行 ESP32 BLE 開發的快速入門步驟

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在本篇博客中，我們將介紹如何使用 Arduino IDE 來編程 ESP32 BLE 功能的快速簡易步驟。如果您是第一次使用 Arduino IDE 或 ESP32 BLE，別擔心——本指南將從環境設置到編寫簡單的 ESP32 BLE 應用，詳細涵蓋每一個步驟。
ESP32 BLE

簡介

ESP32 是一款強大的微控制器，內建 藍牙低功耗（BLE） 和 Wi-Fi 功能，非常適合用於物聯網（IoT）項目。ESP32 BLE 是 ESP32 的一個熱門功能，將它應用於您的項目中，可以開啟許多不同的應用場景，從遠程控制系統到傳感器數據傳輸等。

安裝 Arduino IDE 開發 ESP32

首先，如果你還沒有安裝 Arduino IDE，請前往 Arduino 官方網站 下載最新版本並安裝它。它是一款跨平台開發工具，支持 Windows、macOS 和 Linux 系統。

配置 IDE 編輯器以支持 ESP32

1. 打開IDE 編輯器，然後選擇「Arduino > Settings...」。 ( MacOS 為例 )
2. 在「附加開發板管理網址」欄位中，添加以下網址：

https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json

* 如果你已經有其他開發板管理網址，請在它們之後添加該網址，用逗號隔開。

3. 點擊「確定」以保存設定。
Arduino IDE

安裝 ESP32 開發包

1. 打開 Arduino IDE，然後選擇「工具 > 開發板 > 開發板管理器」。
2. 在開發板管理器的搜索框中輸入「ESP32」，找到「esp32 by Espressif Systems」，然後點擊安裝。

選擇 ESP32 開發板

安裝完成後，進入「工具 > 開發板」，從列表中選擇「ESP32 Dev Module」，這是常用的 ESP32 開發板型號。

基本的 ESP32 BLE 程式

現在我們來編寫並上傳一個簡單的 BLE 範例程式，確保一切設置正確。
1. 在 Arduino IDE 中，創建一個新的程式。
2. 複製並粘貼以下程式碼，它將設置一個簡單的 BLE 伺服器：
#include <BLEDevice.h>
#include <BLEUtils.h>
#include <BLEServer.h>

BLECharacteristic *pCharacteristic;

#define SERVICE_UUID        "12345678-1234-1234-1234-123456789abc"
#define CHARACTERISTIC_UUID "87654321-4321-4321-4321-123456789abc"

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  BLEDevice::init("ESP32_BLE_Server");  // Initialize BLE
  BLEServer *pServer = BLEDevice::createServer();  // Create BLE Server
  BLEService *pService = pServer->createService(SERVICE_UUID);  // Create BLE Service
  pCharacteristic = pService->createCharacteristic(
                      CHARACTERISTIC_UUID,
                      BLECharacteristic::PROPERTY_READ | BLECharacteristic::PROPERTY_WRITE
                    );
  pCharacteristic->setValue("Hello BLE");
  pService->start();  // Start the BLE Service
  BLEAdvertising *pAdvertising = pServer->getAdvertising();
  pAdvertising->start();  // Start advertising BLE service
  Serial.println("BLE Server is ready and advertising!");
}

void loop() {
  // Nothing to do here
}
1. 這段程式碼會創建一個 BLE 伺服器，並廣播一個服務和一個特徵。

2. SERVICE_UUID 和 CHARACTERISTIC_UUID 是唯一的識別符，用於讓 BLE 客戶端與伺服器交互。

BLE 伺服器 (Server) | 客戶端 (Client)

角色BLE 伺服器 (Server)BLE 客戶端 (Client)
功能提供服務、特徵，等待客戶端的請求發起連接、讀取/寫入特徵、訂閱通知
發起請求被動，等待客戶端的操作主動發起請求和連接
數據存儲儲存特徵數據，提供功能讀取/修改伺服器提供的數據
典型設備智能燈泡、傳感器、監測設備等智能手機、平板電腦等
連接模式廣播並等待連接掃描並選擇連接可用的伺服器

將程式上傳到 ESP32

1. 使用 USB 數據線將 ESP32 開發板連接到電腦。

2. 在 IDE 編輯器中，前往 工具 > 端口，選擇正確的端口（例如，Windows 上通常是 COM3，Linux/macOS 上是 /dev/ttyUSB0）。

3. 點擊 上傳 按鈕，將程式上傳到 ESP32。

查看結果

程式上傳成功後，ESP32 會開始廣播它的 BLE 服務。

1. 打開一個 BLE 扫描器應用，例如 nRFConnect（適用於 iOS 或 Android）。

2. 掃描可用的 BLE 設備，應該能看到 ESP32_BLE_Server。

3. 連接到 ESP32，並應該能看到 Hello BLE 消息，這來自於 特徵。

結論

使用 Arduino IDE 開發 ESP32 的 BLE 應用是一個簡單又強大的方式來實現藍牙低功耗功能。通過這些簡單的步驟，你可以設置開發環境，編寫並上傳 BLE 範例程式，並使用手機應用來測試你的 ESP32 BLE 伺服器。從這裡開始，你可以進一步擴展項目，開發更多複雜的 BLE 互動，像是連接多個設備或控制物聯網硬體。
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