05 蓝牙

GM-3568JHF 开发板集成了 RTL8723DU 无线通信模块，该模块不仅提供 WIFI 功能，同时还集成了蓝牙功能。蓝牙模块支持经典蓝牙和低功耗蓝牙（BLE）协议，为开发板提供了丰富的短距离无线通信能力。

1 蓝牙模块概述

1.1 RTL8723DU 蓝牙技术规格

参数规格
芯片型号Realtek RTL8723DU
蓝牙版本Bluetooth 4.2
协议支持Classic Bluetooth + BLE (Bluetooth Low Energy)
工作频段2.4GHz ISM 频段 (2.402~2.480GHz)
调制方式FHSS (跳频扩频)
发射功率Class 2 (最大 4dBm)
接收灵敏度-90dBm @ 0.1% BER
传输距离10 米 (Class 2)
数据速率最大 3Mbps (EDR)

1.2 驱动和软件支持

Linux 蓝牙协议栈

  • BlueZ: Linux 标准蓝牙协议栈
  • 内核支持: 内核原生驱动支持
  • 用户空间工具: bluetoothctl, hciconfig, hcitool 等
  • D-Bus 接口: 标准 D-Bus API 接口

支持的应用场景

  • 音频设备: 蓝牙耳机、音箱连接
  • 输入设备: 蓝牙键盘、鼠标
  • 文件传输: 与手机、电脑文件互传
  • 串口通信: 蓝牙串口数据传输
  • IoT 应用: BLE 传感器数据采集

2 蓝牙连接配置

开发板已适配 RTL8723DU 模块，蓝牙驱动和协议栈已完成适配配置。

2.1 连接测试

测试需要一部智能手机（该小节测试使用的是安卓手机），打开手机蓝牙功能，并且打开开发板蓝牙功能，然后进行连接，如下图所示：

BT

开发板端：

BT_3

手机端：

BT_4

2.2 数据收发测试

首先在 home/linaro 文件夹下新建一个 bluetooth_test.txt 文件，内容为：bluetooth_test

BT_2

1）文件发送

开发板通过蓝牙将 bluetooth_test.txt 发送到手机，手机接收

开发板端：

BT_5

手机端：

BT_6

查看文件内容是否一致：

BT_7

2）文件接收

手机通过蓝牙将 bluetooth_test.txt 发送到开发板，开发板接收

手机端：

BT_8
BT_9

开发板端：

BT_10
BT_11

2.3 命令行蓝牙配置

hciconfig 和 hcitool

# 查看蓝牙适配器信息
hciconfig -a

# 启用蓝牙适配器
sudo hciconfig hci0 up

# 设置可发现模式
sudo hciconfig hci0 piscan

# 扫描附近设备
hcitool scan

# 查看设备信息
hcitool info XX:XX:XX:XX:XX:XX

# 检查连接状态
hcitool con

配对和认证

# 使用 simple-agent 配对
sudo simple-agent hci0 XX:XX:XX:XX:XX:XX

# 或使用 bluez-simple-agent
bluez-simple-agent hci0 XX:XX:XX:XX:XX:XX

3 蓝牙音频应用

3.1 连接蓝牙音频设备

安装音频支持包

# 安装 PulseAudio 蓝牙模块
sudo apt-get install pulseaudio-module-bluetooth

# 重启 PulseAudio
pulseaudio -k
pulseaudio --start

配置音频设备

# 查看音频设备
pactl list short sinks

# 设置默认音频输出
pactl set-default-sink bluez_sink.XX_XX_XX_XX_XX_XX.a2dp_sink

# 播放测试音频
speaker-test -t wav -c 2

# 使用 aplay 播放音频文件
aplay /usr/share/sounds/alsa/Front_Left.wav

3.2 A2DP音频流传输

# 连接 A2DP 设备后，检查音频配置
bluetoothctl
[bluetooth]# info XX:XX:XX:XX:XX:XX

# 在 PulseAudio 中查看蓝牙音频设备
pactl list sinks | grep -A 10 bluez

# 播放音频到蓝牙设备
mpg123 -a bluez_sink.XX_XX_XX_XX_XX_XX.a2dp_sink music.mp3

4 BLE (低功耗蓝牙) 应用

BLE 设备扫描和连接

使用 gatttool

# 扫描 BLE 设备
sudo hcitool lescan

# 连接 BLE 设备
gatttool -b XX:XX:XX:XX:XX:XX -I

# 在 gatttool 交互模式中：
[XX:XX:XX:XX:XX:XX][LE]> connect
[XX:XX:XX:XX:XX:XX][LE]> primary        # 列出主要服务
[XX:XX:XX:XX:XX:XX][LE]> characteristics # 列出特征值
[XX:XX:XX:XX:XX:XX][LE]> char-read-hnd 0x0010  # 读取特征值
[XX:XX:XX:XX:XX:XX][LE]> char-write-req 0x0010 0100  # 写入特征值

使用 bluetoothctl 进行 BLE 操作

bluetoothctl
[bluetooth]# scan on
[bluetooth]# connect XX:XX:XX:XX:XX:XX
[bluetooth]# gatt list-attributes
[bluetooth]# gatt select-attribute /org/bluez/hci0/dev_XX_XX_XX_XX_XX_XX/service0010/char0011
[bluetooth]# gatt read
[bluetooth]# gatt write "0x01 0x02"

5 故障排除

5.1 蓝牙模块无法识别

检查步骤:

# 检查 USB 设备
lsusb | grep Realtek

# 检查蓝牙适配器
hciconfig -a

# 检查内核模块
lsmod | grep bluetooth

# 手动加载蓝牙模块
sudo modprobe bluetooth
sudo modprobe btusb

# 检查蓝牙服务状态
sudo systemctl status bluetooth

5.2 设备配对失败

可能原因和解决方案:

# 重置蓝牙适配器
sudo hciconfig hci0 reset

# 清除配对缓存
sudo rm -rf /var/lib/bluetooth/*/cache

# 重启蓝牙服务
sudo systemctl restart bluetooth

# 检查认证代理
ps aux | grep agent

5.3 音频连接问题

解决步骤:

# 检查 PulseAudio 模块
pactl list modules | grep bluetooth

# 重新加载蓝牙模块
pactl unload-module module-bluetooth-discover
pactl load-module module-bluetooth-discover

# 检查音频配置文件
bluetoothctl
[bluetooth]# info XX:XX:XX:XX:XX:XX

5.4 连接不稳定

优化建议:

# 检查信号强度
hcitool rssi XX:XX:XX:XX:XX:XX

# 调整功率管理
echo 'SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="0bda", ATTRS{idProduct}=="d723", ATTR{power/autosuspend}="-1"' | sudo tee /etc/udev/rules.d/50-usb-bluetooth.rules

# 重启 udev 服务
sudo udevadm control --reload-rules

5.5 文件传输失败

检查和修复:

# 检查 OBEX 服务
sudo systemctl status obex

# 安装 OBEX 工具
sudo apt-get install obexftp obex-data-server

# 启动 OBEX 服务
obex-data-server --auto-accept