Microsoft Bluetooth LE Explorer 使用说明书

Microsoft Bluetooth LE Explorer 使用说明书

Microsoft Bluetooth LE Explorer 是微软官方推出的一款 Windows 10/UWP 平台的蓝牙低功耗(BLE)设备调试与探索工具。它允许开发者、测试人员和硬件爱好者扫描、连接、交互和管理 BLE 设备,查看设备的服务(Services)、特征(Characteristics)和描述符(Descriptors),并进行读写操作。

应用信息

  • 应用名称:Bluetooth LE Explorer
  • 版本:1.16.3
  • 开发者:Microsoft Corporation
  • 平台:Windows 10 Universal (Windows 10.0.0.0 及以上)
  • 应用包名:Microsoft.BluetoothLEExplorer

主要功能

1. 设备发现与扫描

应用启动后会默认进入设备发现页面,可以扫描周围所有广播中的 BLE 设备。

  • RSSI 排序:设备按信号强度(RSSI)自动排序,信号强的设备排在前面
  • 过滤搜索:支持通过设备名称或蓝牙地址进行过滤搜索
  • 连续扫描:可开启连续扫描模式,持续更新设备列表
  • 刷新列表:点击扫描按钮开始或停止扫描

2. 设备连接与探索

点击列表中的任意设备即可自动连接,并进入该设备的服务页面

在服务页面中,你可以看到该设备暴露的所有 GATT 服务:
- 每个服务显示其 UUID 和名称(如果是标准服务)
- 点击某个服务后,会展开显示该服务下的所有特征(Characteristics)

3. 特征值读写操作

进入特征详情页面后,可以执行以下操作:

读取(Read)
- 点击”读取”按钮获取特征的当前值
- 支持多种格式显示:Decimal(十进制)、Hex(十六进制)、UTF-8

写入(Write)
- 可以向可写的特征写入数据
- 支持三种写入格式:Decimal、Hex、UTF-8
- 输入框内直接输入要发送的数据

通知/订阅(Notify)
- 订阅支持通知(Notify)或指示(Indicate)的特征
- 实时接收设备推送的数据
- 每次收到数据会在界面显示

4. 描述符查看

每个特征下可能有多个描述符(Descriptors),点击可查看描述符的详细信息,如:
- UUID
- 属性
- 当前值

5. 广告数据分析

应用提供了广告数据分析功能,可以解析设备广播包中的数据:
- 解析广播名称
- 解析服务 UUID
- 解析制造商数据(Manufacturer Data)
- 解析服务数据(Service Data)

6. 虚拟外设(Virtual Peripheral)

这是该应用的一个高级功能,允许你的 Windows 设备模拟成一个 BLE 外设,向其他设备提供服务。

支持的虚拟服务:
- Alert Notification Service - 警报通知服务
- Current Time Service - 当前时间服务
- Battery Service - 电池服务
- Microsoft Service - 微软自定义服务
- Heart Rate Service - 心率服务
- Blood Pressure Service - 血压服务

7. 信标(Beacon)检测

支持检测和分析 BLE 信标:
- iBeacon
- Eddystone
- 自定义信标格式

可以查看信标的:
- UUID、Major、Minor 值
- 发射功率(TX Power)
- 信号距离估算

8. 广告监控

开启广告监控模式后,应用会监听并记录所有接收到的 BLE 广播包,便于分析。

9. 设置功能

应用提供以下设置选项:
- Close Connections:退出时是否自动关闭所有连接
- 显示详细日志:开启后显示更详细的调试信息

使用场景

场景一:调试 BLE 设备

  1. 打开应用,开始扫描
  2. 找到目标设备,点击连接
  3. 浏览设备提供的服务和特征
  4. 对可读特征执行读取操作
  5. 对可写特征执行写入测试

场景二:数据监控

  1. 连接设备后,找到支持通知的特征
  2. 订阅该特征的通知
  3. 实时查看设备推送的数据

场景三:模拟 BLE 设备

  1. 进入”Virtual Peripheral”页面
  2. 选择一个服务(如心率服务)
  3. Windows 设备开始广播该服务
  4. 其他设备可以扫描并连接你的电脑

技术背景

什么是 GATT?

GATT(Generic Attribute Profile)是 BLE 设备之间数据交换的核心协议。它定义了:

  • Service(服务):一组相关的特征和描述符的集合,每个服务由一个 UUID 唯一标识
  • Characteristic(特征):包含实际数据的单元,有自己的 UUID,支持读、写、通知等操作
  • Descriptor(描述符):特征的元数据,描述特征的额外信息

标准服务 UUID

常用标准服务 UUID:
- 180D - 心率服务(Heart Rate Service)
- 180F - 电池服务(Battery Service)
- 1800 - 通用访问服务(Generic Access)
- 1801 - 通用属性服务(Generic Attribute)

权限说明

应用需要以下系统权限:
- Bluetooth:访问蓝牙设备
- InternetClient:网络访问(用于可能的相关功能)
- UserNotificationListener:用户通知监听(用于推送通知)

常见问题

Q: 扫描不到设备怎么办?

  1. 确认目标设备处于广播状态
  2. 检查电脑的蓝牙是否开启
  3. 确保设备与电脑距离足够近
  4. 检查是否有其他蓝牙设备干扰

Q: 连接失败怎么办?

  1. 确认设备没有被其他设备连接
  2. 检查设备是否需要配对
  3. 尝试重新扫描后再次连接

Q: 读取/写入失败怎么办?

  1. 确认该特征是否支持相应的操作(读/写)
  2. 检查设备端是否正常工作
  3. 有些特征需要认证后才能操作

总结

Microsoft Bluetooth LE Explorer 是一款功能完整的 BLE 调试工具,适用于:
- BLE 设备开发调试
- BLE 设备测试验证
- BLE 协议学习研究
- 物联网应用开发

它的虚拟外设功能尤其有价值,可以方便地在没有真实 BLE 设备的情况下进行开发测试。