基于ESP32 BLE客户端获取iBeacon的电量、RSSI及距离

核心前提 #

iBeacon的标准广播帧本身不包含电量数据，要获取电量必须依赖目标iBeacon设备额外提供GATT电池服务（Bluetooth SIG标准服务，UUID 0x180F）。首先确认你的目标iBeacon是否支持该服务——如果设备本身没有实现这个服务，就无法通过BLE获取电量。

实现步骤 #

你已经能扫描获取RSSI，接下来只需在扫描到目标iBeacon后，发起BLE连接并读取GATT电池特征：

1. 扫描匹配到目标iBeacon（通过UUID、Major/Minor值）
2. 与该iBeacon建立BLE连接
3. 发现并访问GATT电池服务中的电量特征（UUID 0x2A19）
4. 读取特征值，得到0-100的电量百分比

ESP32代码示例（Arduino框架） #

#include <BLEDevice.h>
#include <BLEUtils.h>
#include <BLEClient.h>
#include <BLEScan.h>

// 替换为你的目标iBeacon参数
#define TARGET_IBEACON_UUID "xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx"
#define TARGET_MAJOR 1234
#define TARGET_MINOR 5678
#define APPLE_MANUF_ID "\x4C\x00" // 苹果iBeacon厂商ID

BLEClient* pClient = nullptr;

class BeaconScanCallbacks : public BLEAdvertisedDeviceCallbacks {
    void onResult(BLEAdvertisedDevice advDevice) {
        // 过滤苹果iBeacon设备
        if (advDevice.haveManufacturerData()) {
            std::string manufData = advDevice.getManufacturerData();
            if (manufData.substr(0, 2) == APPLE_MANUF_ID && manufData.length() >= 25) {
                // 解析iBeacon UUID、Major、Minor
                std::string beaconUUID = manufData.substr(4, 16);
                uint16_t major = ((uint16_t)manufData[20] << 8) | manufData[21];
                uint16_t minor = ((uint16_t)manufData[22] << 8) | manufData[23];

                // 匹配目标iBeacon
                if (beaconUUID == TARGET_IBEACON_UUID && major == TARGET_MAJOR && minor == TARGET_MINOR) {
                    Serial.print("目标iBeacon RSSI: ");
                    Serial.println(advDevice.getRSSI());

                    // 停止扫描并发起连接
                    BLEDevice::getScan()->stop();
                    pClient = BLEDevice::createClient();
                    if (pClient->connect(&advDevice)) {
                        Serial.println("连接iBeacon成功");
                        // 获取电池服务
                        BLERemoteService* batteryService = pClient->getService(BLEUUID((uint16_t)0x180F));
                        if (batteryService != nullptr) {
                            // 获取电量特征
                            BLERemoteCharacteristic* batteryChar = batteryService->getCharacteristic(BLEUUID((uint16_t)0x2A19));
                            if (batteryChar != nullptr && batteryChar->canRead()) {
                                uint8_t batteryPercent = batteryChar->readValue()[0];
                                Serial.print("电池电量: ");
                                Serial.print(batteryPercent);
                                Serial.println("%");
                            } else {
                                Serial.println("无法读取电池特征");
                            }
                        } else {
                            Serial.println("iBeacon未提供标准电池服务");
                        }
                        pClient->disconnect();
                    } else {
                        Serial.println("连接iBeacon失败");
                    }
                    // 重新启动扫描
                    BLEDevice::getScan()->start(5);
                }
            }
        }
    }
};

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    BLEDevice::init("ESP32_Beacon_Client");
    BLEScan* pScan = BLEDevice::getScan();
    pScan->setAdvertisedDeviceCallbacks(new BeaconScanCallbacks());
    pScan->setActiveScan(true); // 主动扫描获取完整广播数据
    pScan->start(0); // 持续扫描
}

void loop() {
    delay(1000);
}

补充说明 #

• 距离计算：用iBeacon的发射功率（TxPower，通常为-59dBm@1米）和RSSI估算，公式为：distance = pow(10, (TxPower - RSSI) / (10 * n))，其中n是环境衰减因子（室内取2.5-3，室外取2）。
• 功耗优化：频繁连接iBeacon会增加ESP32功耗，建议设置扫描间隔，避免持续连接。
• 非标准服务：如果你的iBeacon用自定义UUID提供电量数据，需替换代码中对应的服务/特征UUID。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ganesh Reddy