蓝牙温湿度计实战：Environmental Sensing Service、定期上报、阈值告警

好，咱们今天来搞点实在的。前面讲了那么多 BLE 的基础概念、Service 和 Characteristic 的读写套路，是时候拿一个真实设备练练手了。我个人觉得，温湿度计是入门 BLE 开发最好的玩具——逻辑简单、数据直观、反馈即时。你写完代码，手机一贴，温度数字跳出来，那种成就感是很直接的。

Environmental Sensing Service 是什么？

蓝牙联盟定义了一套标准服务，叫 Environmental Sensing Service，简称 ESS。它的 UUID 是 0x181A。说白了，就是专门给环境传感器用的——温度、湿度、气压、光照，统统归它管。

我刚开始接触 BLE 时，看到一堆标准 Service 列表，头都大了。后来发现，其实你只需要记住几个常用的就行。ESS 就是其中之一，而且它的结构非常清晰。

嗯，这里要注意：温度 Characteristic 的数据格式是 INT16，单位是 0.01 摄氏度。也就是说，设备发过来的原始值是 2536，实际温度是 25.36°C。这个换算关系，我在项目里吃过亏——有一次直接拿原始值显示，结果温度飙到 2536 度，差点以为实验室着火了。

连接与发现 Service

连接设备后，第一步就是发现 Service。这个过程其实很简单，调用 BluetoothGatt.discoverServices() 就行。但有个坑：这个方法是异步的，结果会通过回调返回。

override fun onServicesDiscovered(gatt: BluetoothGatt, status: Int) {
    if (status != BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
        Log.e(TAG, "Service discovery failed")
        return
    }

    val essService = gatt.getService(UUID.fromString("0000181a-0000-1000-8000-00805f9b34fb"))
    if (essService == null) {
        Log.e(TAG, "ESS not found")
        return
    }

    tempCharacteristic = essService.getCharacteristic(UUID.fromString("00002a6e-0000-1000-8000-00805f9b34fb"))
    humCharacteristic = essService.getCharacteristic(UUID.fromString("00002a6f-0000-1000-8000-00805f9b34fb"))
}

你想想看，如果设备不支持 ESS，你硬要去读，那肯定报错。所以每次都要判空。我曾经在代码里漏了判空，结果上线后用户反馈 App 闪退，查了半天才发现是某款廉价温湿度计压根没实现标准 Service。

定期上报：Notification 的正确打开方式

温湿度计这种设备，你不会想一直轮询去读数据。那样太费电，也太费流量。正确的做法是让设备主动上报——也就是开启 Notification。

开启 Notification 需要两步：

1. 写入 Client Characteristic Configuration Descriptor（CCCD），值为 0x0001 表示开启通知。
2. 在 onCharacteristicChanged 回调里接收数据。

fun enableNotification(gatt: BluetoothGatt, characteristic: BluetoothGattCharacteristic) {
    val success = gatt.setCharacteristicNotification(characteristic, true)
    if (!success) {
        Log.w(TAG, "setCharacteristicNotification failed")
        return
    }

    val descriptor = characteristic.getDescriptor(UUID.fromString("00002902-0000-1000-8000-00805f9b34fb"))
    descriptor.value = BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE
    gatt.writeDescriptor(descriptor)
}

这里有个细节：setCharacteristicNotification 只是本地注册，真正让设备开始发数据的是写 CCCD。两个步骤缺一不可。我见过有人只调了第一个方法，然后一直等不到回调，急得团团转。

收到数据后，解析也很直接：

override fun onCharacteristicChanged(gatt: BluetoothGatt, characteristic: BluetoothGattCharacteristic) {
    val rawValue = characteristic.value
    if (rawValue == null) return

    when (characteristic.uuid.toString()) {
        "00002a6e-0000-1000-8000-00805f9b34fb" -> {
            val tempC = rawValue.toShort() / 100.0f
            Log.d(TAG, "Temperature: $tempC °C")
        }
        "00002a6f-0000-1000-8000-00805f9b34fb" -> {
            val humidity = rawValue.toShort() / 100.0f
            Log.d(TAG, "Humidity: $humidity %")
        }
    }
}

阈值告警：让 App 主动提醒你

光显示数据还不够，咱们得加点智能。比如温度超过 30°C 就弹个通知，湿度低于 20% 就提醒加湿。这个逻辑不复杂，但要注意几点：

• 阈值要可配置，别写死在代码里
• 告警不要重复触发，否则用户会被烦死
• 断开连接后要重置状态

data class ThresholdConfig(
    val tempMin: Float = 18.0f,
    val tempMax: Float = 28.0f,
    val humMin: Float = 30.0f,
    val humMax: Float = 70.0f
)

class AlertManager(private val context: Context) {
    private var lastAlertTime = mutableMapOf<String, Long>()
    private val cooldownMs = 60_000L // 同一告警一分钟内不重复

    fun checkAndAlert(temp: Float, hum: Float, config: ThresholdConfig) {
        if (temp < config.tempMin) {
            triggerAlert("温度过低", "$temp °C 低于阈值 ${config.tempMin} °C")
        } else if (temp > config.tempMax) {
            triggerAlert("温度过高", "$temp °C 超过阈值 ${config.tempMax} °C")
        }

        if (hum < config.humMin) {
            triggerAlert("湿度过低", "$hum % 低于阈值 ${config.humMin} %")
        } else if (hum > config.humMax) {
            triggerAlert("湿度过高", "$hum % 超过阈值 ${config.humMax} %")
        }
    }

    private fun triggerAlert(title: String, message: String) {
        val now = System.currentTimeMillis()
        val key = "$title:$message"
        if (now - (lastAlertTime[key] ?: 0L) < cooldownMs) return

        lastAlertTime[key] = now
        // 发送系统通知
        NotificationCompat.Builder(context, CHANNEL_ID)
            .setSmallIcon(R.drawable.ic_alert)
            .setContentTitle(title)
            .setContentText(message)
            .setPriority(NotificationCompat.PRIORITY_HIGH)
            .build()
            .also { notificationManager.notify(key.hashCode(), it) }
    }
}

整体架构图

下面这张图展示了温湿度计 App 的核心数据流。从设备连接、Service 发现，到 Notification 接收、数据解析，再到阈值判断和告警触发，一气呵成。

避坑指南

最后，分享几个我踩过的坑，希望能帮你省点时间：

• 设备断开后要清理状态：Notification 的注册、阈值告警的冷却时间，都要在 onConnectionStateChange 里重置。否则重连后可能收不到数据，或者告警逻辑混乱。
• 不要在主线程做数据解析：虽然 INT16 转浮点数很快，但万一设备上报频率高，或者你后面加了更复杂的计算，UI 线程会卡。建议用 HandlerThread 或者 Kotlin 协程。
• 测试不同品牌的设备：有些国产温湿度计虽然宣称支持 ESS，但实现并不标准。比如温度 Characteristic 的 UUID 可能不是 0x2A6E，而是厂商自定义的。遇到这种情况，只能通过抓包或者厂商文档来确认。

嗯，温湿度计这块基本就这些了。代码量不大，但涉及的知识点很典型——Service 发现、Notification 开启、数据解析、业务逻辑判断。把这些搞透了，后面做更复杂的 BLE 设备（比如心率计、体脂秤）就会顺手很多。