ESP32S3 BLE_HID的编程实现

ESP32S3 BLE_HID的编程实现

BLE是低功耗蓝牙，HID是Human Interface Device，也就是人机接口设备。

主要用于无线连接并传输用户输入数据（如按键、触控、手势等）。

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核心概念

1. BLE（Bluetooth Low Energy）
   • 蓝牙4.0及以上版本引入的技术，专为低功耗设计，适合电池供电设备（如键盘、鼠标）。
   • 传输数据量小、连接速度快，功耗仅为传统蓝牙的1/10~1/100。
2. HID（Human Interface Device）
   • 源自USB HID标准，定义了键盘、鼠标、游戏手柄等设备的通用通信协议。
   • BLE HID将这一协议无线化，无需物理线缆即可实现设备交互。

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与传统蓝牙HID的区别

特性	传统蓝牙HID	BLE HID
功耗	较高	极低
连接速度	较慢	快（毫秒级）
兼容性	依赖传统HID协议	基于GATT，更现代
适用设备	需较高数据速率（如音频）	低频输入设备（按键、点击）

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协议实现

• HID Service
  
  通过GATT（通用属性协议）定义服务，包含以下关键特性：
  • Report Map：描述设备功能（如按键映射）。
  • Input/Output Report：传输实际输入/输出数据。
  • Protocol Mode：切换Boot Protocol（兼容BIOS）或Report Protocol（标准模式）。

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代码源自esp-idf例程ble_hidd_demo

执行流程

1	初始化NVS：（Non-Volatile Storage，非易失性存储）是 ESP-IDF 提供的一种存储机制，用于在设备的闪存中保存数据，即使设备断电后数据也不会丢失。nvs 通常用于存储配置信息、蓝牙配对信息等。释放经典蓝牙模式的内存
2	初始化BLE控制器->启用蓝牙控制器，设置为BLE模式->初始化Bluedroid协议栈->启用Bluedroid协议栈->初始化HID（Human Interface Device）配置文件
3	注册回调函数到GAP（Generic Access Profile）模块->注册回调函数到GAP（Generic Access Profile）模块-> 注册回调函数到HID模块->设置BLE安全参数->创建HID任务（用户或自动执行）
4	BLE广播（等待设备连接esp32s3的低功耗蓝牙）->设备连接BLE->触发连接事件 ->开始配对BLE
5	设备成功配对BLE ->设置连接成功标志位 ->进入人机交互任务
6	HID任务循环 ->判断连接状态 -> 发送指令（操作）+数据

配置项目

ble_hidd_demo_main.c：此文件是演示如何使用 HID 的示例（您可以使用它连接到智能手机作为消费者设备，然后使用按钮来增加或减少音量等，或者连接到 Windows 10 PC 作为键盘或鼠标）

hidd_le_prf_int.h：此头文件包含一些与 HID 配置文件相关的定义。

esp_hidd_prf_api.h & esp_hidd_prf_api.c：这些文件包含 HID 配置文件的 API

当您使用 HID 配置文件时，只需添加 esp_hidd_prf_api.h 包含文件，并使用 esp_hidd_prf_api.c 文件中定义的函数发送 HID 数据。

hid_dev.h & hid_dev.c：这些文件定义了 HID 规范相关的定义

hid_device_le_prf.c：此文件是 HID 配置文件的定义文件，它包含 HID 配置文件的主要功能。它主要包含如何创建 HID 服务。如果您发送和接收 HID 数据并将数据转换为键盘键、鼠标和消费者值，则将其转发到应用程序。

整体执行流程

蓝牙初始化：

在主函数中，会初始化蓝牙堆栈并注册 GAP 事件回调函数。

事件处理：

当蓝牙事件发生时，回调函数会根据事件类型执行相应的逻辑。

HID 功能演示：

hid_demo_task 任务会在系统初始化完成后运行，可能会模拟键盘、鼠标或其他 HID 设备的行为。