Termux蓝牙连接：外围设备通信完全指南

引言：移动终端的蓝牙困境

你是否曾尝试在Android设备上通过终端控制蓝牙设备？传统方法往往需要复杂的图形界面操作或依赖厂商专用应用，而Termux（终端模拟器，Terminal Emulator）提供了一种更高效的命令行解决方案。本文将系统讲解如何在Termux环境下实现蓝牙外围设备通信，从基础配置到高级应用，帮助你摆脱图形界面束缚，构建稳定的蓝牙数据传输通道。

读完本文后，你将掌握：

• Termux蓝牙开发环境搭建
• 蓝牙设备发现与配对技术
• RFCOMM（射频通信，Radio Frequency Communication）通道建立
• 串口数据收发的编程实现
• 常见设备通信案例与调试技巧

一、Termux蓝牙开发环境构建

1.1 基础依赖安装

Termux本身不包含蓝牙开发工具，需通过包管理器安装必要组件：

pkg update && pkg upgrade -y
pkg install bluez bluez-tools -y  # 蓝牙协议栈与工具集
pkg install libbluetooth-dev -y   # 开发库文件
pkg install python -y             # 可选，用于高级脚本开发

注意：若出现pkg: not found错误，需先升级Termux系统：apt update && apt install termux-api -y

1.2 权限配置

Android蓝牙操作需要相应权限，在Termux中通过以下命令授权：

termux-setup-storage  # 存储权限（用于保存配对信息）
termux-api Bluetooth  # 蓝牙控制权限

此时系统会弹出权限请求对话框，请授予Termux蓝牙访问权限。

1.3 验证安装

检查蓝牙服务状态：

bluetoothctl show
# 预期输出包含控制器MAC地址与状态信息

若显示No default controller available，需确保Android设备蓝牙已开启。

二、蓝牙设备通信核心技术

2.1 蓝牙协议栈架构

Termux中蓝牙通信基于Linux BlueZ协议栈，其架构如下：

flowchart TD
    A[Termux终端] -->|命令行| B[bluez-tools]
    B --> C[BlueZ协议栈]
    C --> D[Linux内核蓝牙驱动]
    D --> E[硬件蓝牙模块]
    E <--> F[外围蓝牙设备]

关键协议层说明：

• L2CAP：逻辑链路控制与适配协议，提供面向连接和无连接的数据服务
• RFCOMM：模拟串口协议，实现传统串行端口的功能
• SDP：服务发现协议，用于设备间服务信息交换

2.2 RFCOMM通道建立流程

RFCOMM是实现蓝牙串口通信的核心协议，建立连接需经过以下步骤：

sequenceDiagram
    participant T as Termux
    participant D as 外围设备
    T->>T: 启动bluetoothctl
    T->>T: power on
    T->>T: scan on
    T->>D: 发送查询请求
    D->>T: 返回设备信息(名称/MAC)
    T->>T: pair [MAC地址]
    T->>T: trust [MAC地址]
    T->>T: connect [MAC地址] 1
    T->>D: RFCOMM通道请求(通道1)
    D->>T: 通道建立确认
    Note over T,D: 开始串口数据传输

三、实战：Termux蓝牙通信实现

3.1 设备发现与配对

1. 启动蓝牙控制工具：

bluetoothctl

2. 基本操作命令序列：

[bluetooth]# power on       # 开启蓝牙
[bluetooth]# scan on        # 开始扫描设备
[NEW] Device AA:BB:CC:DD:EE:FF 设备名称
[bluetooth]# pair AA:BB:CC:DD:EE:FF  # 配对设备
[bluetooth]# trust AA:BB:CC:DD:EE:FF  # 信任设备
[bluetooth]# connect AA:BB:CC:DD:EE:FF 1  # 连接到通道1

提示：部分设备需要PIN码验证，默认常用PIN为0000或1234

3.2 串口数据收发

成功建立RFCOMM连接后，设备会映射为系统串口设备/dev/rfcomm0，可通过标准I/O操作进行通信。

示例1：使用cat和echo测试通信

# 终端1：接收数据
cat /dev/rfcomm0

# 终端2：发送数据
echo "Hello Bluetooth Device" > /dev/rfcomm0

示例2：Python串口通信程序

import serial
import time

# 配置串口
ser = serial.Serial(
    port='/dev/rfcomm0',
    baudrate=9600,
    timeout=1
)

# 发送数据
ser.write(b'AT+NAME?\r\n')  # 查询设备名称命令
time.sleep(0.1)

# 接收响应
response = ser.read(100)
print(f"设备响应: {response.decode()}")

ser.close()

3.3 自动重连脚本

创建bluetooth-connect.sh实现断连自动恢复：

#!/data/data/com.termux/files/usr/bin/bash
MAC="AA:BB:CC:DD:EE:FF"  # 目标设备MAC地址
CHANNEL=1

while true; do
    if ! ls /dev/rfcomm0 > /dev/null 2>&1; then
        echo "尝试连接设备 $MAC..."
        rfcomm connect $CHANNEL $MAC &
        sleep 2
    fi
    sleep 5
done

添加执行权限并后台运行：

chmod +x bluetooth-connect.sh
nohup ./bluetooth-connect.sh &

四、常见设备通信案例

4.1 蓝牙GPS模块数据读取

大多数蓝牙GPS模块使用NMEA-0183协议输出定位数据：

# 连接GPS模块后读取数据
cat /dev/rfcomm0 | grep GGA  # 过滤GGA定位语句
# 输出示例：$GPGGA,092750.000,5321.6802,N,00630.3372,W,1,8,1.03,61.7,M,55.2,M,,*76

解析GGA语句获取经纬度：

import serial
import re

ser = serial.Serial('/dev/rfcomm0', 4800)

while True:
    line = ser.readline().decode().strip()
    if line.startswith('$GPGGA'):
        parts = line.split(',')
        if parts[6] == '1':  # 定位有效
            lat = float(parts[2][:2]) + float(parts[2][2:])/60
            lon = float(parts[4][:3]) + float(parts[4][3:])/60
            print(f"纬度: {lat}°{parts[3]}, 经度: {lon}°{parts[5]}")

4.2 蓝牙打印机控制

使用ESC/POS指令集控制蓝牙热敏打印机：

# 发送打印测试页命令
echo -e "\x1B\x40" > /dev/rfcomm0  # 初始化打印机
echo -e "Termux蓝牙打印测试\n\n" > /dev/rfcomm0
echo -e "\x1D\x56\x01" > /dev/rfcomm0  # 切纸

五、调试与优化

5.1 常见问题排查

问题现象	可能原因	解决方案
扫描不到设备	设备未进入配对模式	长按设备配对键激活可见模式
配对失败	PIN码错误或设备不支持SSP	尝试默认PIN码0000/1234或更新设备固件
连接后无数据	通道号错误	使用sdptool browse [MAC]查询可用通道
数据乱码	波特率不匹配	使用stty设置正确波特率：stty -F /dev/rfcomm0 9600

5.2 性能优化建议

1. 减少扫描频率：频繁扫描会导致功耗增加和响应延迟
2. 使用缓冲I/O：在Python中使用serial.read(size)代替逐字节读取
3. 实现心跳机制：定期发送空数据包检测连接状态
4. 关闭自动重连：在低功耗场景下，按需手动控制连接

5.3 高级调试工具

# 监控蓝牙HCI层数据包
hcidump -X  # 十六进制显示所有HCI流量

# 分析RFCOMM通道
sdptool browse AA:BB:CC:DD:EE:FF  # 浏览设备提供的服务

六、安全与扩展

6.1 安全最佳实践

• 限制配对设备：仅信任必要设备
• 使用加密连接：通过bluetoothctl启用加密：encrypt on
• 定期更新BlueZ：pkg upgrade bluez -y
• 关闭自动发现：scan off减少设备暴露

6.2 功能扩展

通过Termux API实现高级功能：

# 蓝牙状态变化通知
termux-notification --title "蓝牙连接" --content "设备已断开"

结合Tasker实现自动化场景：

• 当特定蓝牙设备连接时自动启动数据记录脚本
• 蓝牙断开时发送通知并保存会话数据

结语

Termux蓝牙通信为移动终端与外围设备交互提供了强大能力，从简单的串口数据传输到复杂的物联网应用，都可以通过本文介绍的方法实现。关键是理解RFCOMM协议的工作原理，并掌握BlueZ工具集的使用技巧。

随着物联网技术的发展，移动终端作为蓝牙网关的应用场景将更加广泛。建议深入学习BlueZ文档，并探索GATT（通用属性配置文件）在低功耗蓝牙设备中的应用，以应对更复杂的通信需求。

最后，提醒读者在开发过程中遵守蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG）的规范，确保设备间的兼容性和通信安全性。