HC-05蓝牙模块Android数据传输教程

想要利用HC-05蓝牙模块将多路传感器数据传输到Android应用并准确显示？本教程针对数据分离与解析的难题，提供了详细的解决方案。我们将优化Arduino端的数据发送格式，采用换行符作为消息边界，并改进Android端蓝牙数据接收线程，实现按行读取和精确解析。通过这种结构化的数据传输方式，结合高效的解析逻辑，确保每路传感器数据都能准确地显示在对应的UI组件上，从而显著提升系统的稳定性和可维护性。无论你是物联网开发者还是嵌入式系统爱好者，都能从中受益，轻松实现可靠的蓝牙数据传输与解析。

1. 问题背景与挑战

在物联网和嵌入式应用开发中，通过蓝牙模块（如HC-05）将多个传感器的数据发送至移动应用（如Android App）是常见需求。然而，当需要将这些数据分别显示在App界面的不同组件（如TextViews）时，开发者常面临数据粘包、边界不清导致无法正确解析和分发的问题。原始的发送方式可能将所有数据混杂在一起，或以不确定的长度发送，使得Android端难以区分和提取单个传感器的数据。

2. Arduino端数据发送策略优化

为了确保Android应用能够准确地解析每一路传感器数据，核心思想是为每条数据消息定义清晰的边界。最常用的方法是使用换行符（\n）作为消息的结束标志。

2.1 原始发送方式的问题

原始Arduino代码可能通过 Serial1.print() 和 delay() 间隔发送多条信息，例如：

Serial1.print("Left Sensor ");
Serial1.print((String) distanceL + " cm" );
delay(500);
Serial1.println(" "); // 发送一个空行，但没有明确的数据边界

Serial1.print("Right Sensor ");
Serial1.print((String) distanceR + " cm" );
delay(500);
Serial1.println(" ");

这种方式的问题在于，蓝牙数据传输是基于字节流的，接收端可能会在任意时间点接收到数据块。delay() 和 println(" ") 无法保证每条完整消息的原子性传输，导致接收端难以判断一条消息的开始和结束。

2.2 优化后的数据发送

建议将每路传感器数据独立成行发送，并包含一个明确的标识符，以便Android端进行识别。使用 Serial1.println() 会在数据末尾自动添加回车换行符（\r\n），这正是我们需要的消息边界。

// Arduino 代码优化示例
int LtriggerPin = 13;
int LechoPin = 12;

int RtriggerPin = 11;
int RechoPin = 10;

int CtriggerPin = 9;
int CechoPin = 8;

void setup() {
  Serial1.begin(9600); // HC-05通常使用Serial1 (HardwareSerial on ESP32/some Arduinos)
                       // 对于Uno/Nano等，可能是Serial (SoftwareSerial for Bluetooth)
  pinMode(LtriggerPin, OUTPUT);
  pinMode(LechoPin, INPUT);
  pinMode(RtriggerPin, OUTPUT);
  pinMode(RechoPin, INPUT);
  pinMode(CtriggerPin, OUTPUT);
  pinMode(CechoPin, INPUT);
}

void loop() {
  // 测量左侧传感器距离
  digitalWrite(LtriggerPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(LtriggerPin, LOW);
  long durationL = pulseIn(LechoPin, HIGH);
  int distanceL = (durationL / 2) / 29.1;

  // 测量右侧传感器距离
  digitalWrite(RtriggerPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(RtriggerPin, LOW);
  long durationR = pulseIn(RechoPin, HIGH);
  int distanceR = (durationR / 2) / 29.1;

  // 测量中心传感器距离
  digitalWrite(CtriggerPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(CtriggerPin, LOW);
  long durationC = pulseIn(CechoPin, HIGH);
  int distanceC = (durationC / 2) / 29.1;

  // 格式化并发送数据，每条数据独占一行
  // 建议发送格式为 "标识符 距离值"
  Serial1.print("Left Sensor ");
  Serial1.println(distanceL);
  // delay(50); // 可以适当减少延时，但确保蓝牙模块有足够时间发送数据

  Serial1.print("Right Sensor ");
  Serial1.println(distanceR);
  // delay(50);

  Serial1.print("Center Sensor ");
  Serial1.println(distanceC);
  // delay(50);

  // 整体延时，控制数据发送频率，避免App端处理压力过大
  delay(500);
}

注意事项：

• Serial1.println() 会在发送的数据后自动添加回车换行符（\r\n），这是Android端识别消息结束的关键。
• 适当的 delay() 是必要的，以防止数据发送过快导致蓝牙缓冲区溢出或Android端处理不及。

3. Android端数据接收与解析

Android端需要修改蓝牙通信线程的 run() 方法，实现按字节读取数据并缓存，直到遇到换行符才将完整的一行数据发送给UI线程进行解析。

3.1 原始接收方式的问题

原始Android代码直接读取 mmInStream.available() 的所有字节，并将其作为一条消息发送。

// 原始Android run() 方法片段
bytes = mmInStream.available();
if(bytes != 0) {
    buffer = new byte[1024]; // 每次都新建缓冲区，效率低
    SystemClock.sleep(100); // 暂停等待更多数据，可能导致延迟或数据不完整
    bytes = mmInStream.available();
    bytes = mmInStream.read(buffer, 0, bytes); // 再次读取，可能仍然不完整
    hesler.obtainMessage(MainActivity.MESSAGE_READ, bytes, -1, buffer).sendToTarget();
}
// Handler中直接将readMessage赋给所有TextViews，无法区分数据
TvL.setText(readMessage);
TvR.setText(readMessage);
TvC.setText(readMessage);

这种方式无法保证每次读取到的数据都是一个完整的消息，也无法区分不同传感器的数据。

3.2 优化后的数据接收与解析

3.2.1 ConnectedThread 中 run() 方法的修改

run() 方法负责从蓝牙输入流中读取数据。我们需要实现一个字节缓冲机制，逐字节读取数据，直到检测到换行符 \n。一旦检测到，就将当前缓冲区中的完整一行数据发送给 Handler。

// Android Studio: ConnectedThread 类的 run() 方法优化
public void run() {
    byte[] buffer = new byte[1024];  // 缓冲区，用于存储接收到的字节
    int c; // 读取到的单个字节，或-1表示流结束
    int position = 0; // 当前在缓冲区中的写入位置

    // 持续监听输入流，直到发生异常
    while (true) {
        try {
            c = mmInStream.read(); // 从输入流中读取一个字节
            if (c == -1) {  // 如果流结束
                break; // 停止接收
            }

            if (c == '\n') { // 如果接收到换行符 (Line Feed)
                // 此时，缓冲区中包含了完整的一行数据（不包括当前的'\n'）
                // 检查是否有实际数据，避免发送空行
                if (position > 0) {
                    // 复制缓冲区中已接收到的数据，长度为position（不包含'\n'）
                    byte[] copyBuffer = Arrays.copyOf(buffer, position);
                    // 将完整的行数据发送给UI线程的Handler
                    hesler.obtainMessage(MainActivity.MESSAGE_READ, position, -1, copyBuffer)
                            .sendToTarget();
                }
                position = 0; // 重置缓冲区位置

终于介绍完啦！小伙伴们，这篇关于《HC-05蓝牙模块Android数据传输教程》的介绍应该让你收获多多了吧！欢迎大家收藏或分享给更多需要学习的朋友吧~golang学习网公众号也会发布文章相关知识，快来关注吧！