低功耗蓝牙（ESP32 和 Android 智能手机之间）：数据传输很慢

Question

这是我在这个板上提出的第一个问题

项目简介：

5 个传感器，与 esp32 板相连，每秒传输 1000 个样本，每个样本有 16 位。这些值应通过 BLE 传输（使用 BLE Arduino 库和 ESP32）。连接的设备（智能手机）应该读取这些值并对其进行处理（也通过 BLE，使用以下库：https://github.com/RobotPajamas/Blueteeth）。 ESP32 是服务器！ Java 用于 Android Studio！

问题：

在测试 BLE 连接时，会传输一个简单的“hello world”作为特征值。每次我在 android-device 端收到“hello world”时，都会增加一个变量：问题是，该变量在一秒钟内只增加了 4 次。这意味着（假设 1 个字符在等于 1 字节的字符串中）正在传输 11byte*4(1/s)=44byte/s。 -> 这显然是不够的（BLE 不应该传输 ~2MBit/s（减去协议数据））

代码片段

ESP32：传输价值的BLE-Server

#include <BLEDevice.h>
#include <BLEUtils.h>
#include <BLEServer.h>


#define SERVICE_UUID        "4fafc201-1fb5-459e-8fcc-c5c9c331914b"
#define CHARACTERISTIC_UUID "beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a8"


class MyCallbacks: public BLECharacteristicCallbacks {
    void onWrite(BLECharacteristic *pCharacteristic) {
      std::string value = pCharacteristic->getValue();

      if (value.length() > 0) {
        Serial.println("*********");
        Serial.print("New value: ");
        for (int i = 0; i < value.length(); i++)
          Serial.print(value[i]);

        Serial.println();
        Serial.println("*********");
      }
    }
};

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  BLEDevice::init("MyESP32");
  BLEServer *pServer = BLEDevice::createServer();

  BLEService *pService = pServer->createService(SERVICE_UUID);

  BLECharacteristic *pCharacteristic = pService->createCharacteristic(
                                         CHARACTERISTIC_UUID,
                                         BLECharacteristic::PROPERTY_READ |
                                         BLECharacteristic::PROPERTY_WRITE
                                       );

  pCharacteristic->setCallbacks(new MyCallbacks());

  pCharacteristic->setValue("Hello World");
  pService->start();

  BLEAdvertising *pAdvertising = pServer->getAdvertising();
  pAdvertising->start();
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  delay(2000);
}

Android Studio 代码（接收源代码片段）：

try
        {
            while(sampleBluetoothData)
            {
                this.selectedDevice.readCharacteristic(MainActivity.characteristicUUID, MainActivity.serviceUUID, (response, data) ->
                {
                    if (response != BlueteethResponse.NO_ERROR) {
                            return;
                    }
                    Log.d("AUSGANG", new String(data) + "times: "+ i);
                    i++;
                });
            }
        }
        catch (Exception e)
        {
            e.printStackTrace();
        }

ESP32 端的写入是 Arduino IDE 的空白示例代码，Android 端的读取由 BLE-Library 发布者进行。是的，Log.d 会影响性能，但不会降低太多。

Android代码的变量“data”是接收到的char-array。蓝牙读取在后台线程上运行。

我现在问自己的问题：

• 问题是 Android-Studio 库还是 Arduino 库
• 这是一种正常行为吗，如果特征值没有改变，它的传输速度会很慢。
• 更新特征值的速度有多快

提前致谢！

Answer 1

BLE 绝对可以每秒传输超过 4 个 11 字节的部分。

阅读方法：

1. 一般来说，一直持续读取并不是 BLE 的预期方式 - 最好订阅数据更改，因此 ESP32 只会在需要时通知（例如，执行一次 selectedDevice.subscribeToCharacteristic，而不是循环读取，然后是 ESP32代码应相应更改）
2. 我猜selectedDevice.readCharacteristic 请求异步BLE 读取，当您在while(sampleBluetoothData) 中调用它时，您的蓝牙库正在添加越来越多的读取请求。也许明智的做法是在前一次读取完成后才请求新的读取 - 在读取回调中添加 if(sampleBluetoothData) { this.readAgain(); }

考虑从这个 kickstart 示例制作一个测试原型：BLEProof on github - Android 和 ESP32，读取、写入、通知（但它只使用系统 API 没有蓝牙库，你的方法更好，它是使用该库更容易、更安全）。

还有什么要检查的：

1. Android 端：您确定您的代码没有进入if (response != BlueteethResponse.NO_ERROR) 内部吗？
2. Android 端：为确保蓝牙库不会因读取请求而过载，请尝试在读取循环中添加 50 毫秒的延迟（只是为了检查，这不是解决方案）
3. Android 端：您确定在读取这些数据时没有其他 BLE 读/写操作吗？
4. ESP32 端：使用更短的 BLE 连接间隔 (BLE throughput article) - 在 pAdvertising->start(); 之前添加 pAdvertising->setMinPreferred(0x06); 和 pAdvertising->setMaxPreferred(0x20);（但这仅设置“首选”间隔，Android 可能会忽略它）

Answer 2

使用读取请求，您主要受限于传输速度的连接间隔 - 即请求 + 响应的 2 个间隔。

例如，如果您的客户端的连接间隔为 50 毫秒，那么您应该期望每秒 10 次读取最多 20 个字节的特征。

如果另一个客户端的连接间隔为 30 毫秒，则此速率提高到每秒 16.6 次读取。

最快的可协商连接间隔为 7.5 毫秒，每秒最多读取 66.6 次（读取 20 字节时为 10.7kbps）。

Answer 3

我正在阅读 BLE 维基百科页面，最低数据速率为 125Kbit/s ，所以我认为在你的情况下是可行的，因为你只会传输 16Kbit/s。看看BLE wikipedia。