11.8. aioble 模組¶

Bluetooth 核心規格提供了一套詞彙，對應到兩個 MicroPython 模組。

bluetooth——與 BLE 控制器的低階綁定。它是同步的、透過 IRQ 風格的回呼函式以事件驅動，並圍繞著位元組緩衝區、控制代碼與最基本的 GATT 原語來建構。它將協定原貌地呈現出來，而非以 Python 應用程式想要使用的形式。
aioble——一個較高階的包裝，以 Python 撰寫在 bluetooth 之上，將每個遠端操作轉化為 asyncio 協程，並將每個 BLE 物件（服務、特徵、連線、掃描結果、L2CAP 通道）轉化為符合人因工學的 Python 類別。掃描變成非同步迭代器；連線變成非同步情境管理器；通知變成可等待物件。

11.8.1. 何時該採用較低階的模組¶

對於兩種狹隘的情況，bluetooth 仍是正確的答案：

你正在撰寫的，正是 aioble 本身所建構出來的那類程式碼——一個需要對協定進行 IRQ 層級控制的新模式。
你執行的硬體目標上沒有 aioble 套件，而圍繞控制器的一層薄墊片是唯一的選擇。

對於每一個相機應用程式，aioble 都是正確的答案。

11.8.2. aioble 程式的構成元件¶

每個以 aioble 為基礎的應用程式，無論扮演哪些角色，都有一小組可動的部件。

一個長時間執行的 asyncio 事件迴圈。aioble 中的一切都是協程，所以應用程式被建構成單一事件迴圈上的一個或多個任務。關於迴圈、任務與例外的詳細內容，請參見 Asyncio。
一具已開啟的無線電。aioble 會在首次使用時隱式啟用 BLE 無線電，但也可以透過 aioble.config()（它會在確保無線電已啟動後轉發給 bluetooth.BLE.config()）顯式控制，並以 aioble.stop() 將其關閉。
同時進行一個或多個角色。在周邊端：一組已註冊的 GATT 服務（參見 aioble.register_services()）與一個執行中的 aioble.advertise() 協程。在中央端：一個執行中的 aioble.scan() 迭代器，或一個待處理的 aioble.Device.connect()。無線電會對這些工作進行多工;應用程式則將每個角色視為一個獨立的任務。

11.8.3. 一個最小的周邊¶

最小而實用的 aioble 程式——一個廣播單一唯讀特徵的周邊——很簡短:

import aioble
import asyncio
import bluetooth

SERVICE_UUID = bluetooth.UUID(0x181A)            # Environmental Sensing
TEMP_UUID = bluetooth.UUID(0x2A6E)               # Temperature

service = aioble.Service(SERVICE_UUID)
temp = aioble.Characteristic(service, TEMP_UUID, read=True)
aioble.register_services(service)

async def main():
    while True:
        conn = await aioble.advertise(
            interval_us=250000,
            name="openmv-temp",
            services=[SERVICE_UUID],
        )
        async with conn:
            await conn.disconnected()

asyncio.run(main())

一個只做連線並讀取一次、別無其他的中央裝置，同樣簡短:

import aioble
import asyncio
import bluetooth

SERVICE_UUID = bluetooth.UUID(0x181A)
TEMP_UUID = bluetooth.UUID(0x2A6E)

async def main():
    device = None
    async with aioble.scan(duration_ms=5000, active=True) as scanner:
        async for result in scanner:
            if SERVICE_UUID in result.services():
                device = result.device
                break
    if device is None:
        return

    async with await device.connect() as conn:
        service = await conn.service(SERVICE_UUID)
        char = await service.characteristic(TEMP_UUID)
        print(await char.read())

asyncio.run(main())

兩個程式都約十五行，涵蓋了從「無線電關閉」到「完成有用工作」的完整流程。

11.8.4. 關閉無線電¶

在電池供電的相機上，BLE 無線電是預算中最大的可裁量耗電項目。有兩個旋鈕很重要。

第一個是隱式的：aioble 會在首次使用時啟用無線電，而無線電會在排定的事件（廣播脈衝、連線事件、掃描視窗）之間自動進入睡眠。在 aioble.advertise() / aioble.scan() 上挑選較長的間隔，並在 connect() 時協商較長的連線間隔，能讓無線電按比例關閉更長的時間。廣告與掃描中的廣播表格是這方面的實用指南。

第二個是顯式的關閉:

import aioble

await do_burst_of_ble_work()
aioble.stop()                             # radio deactivated; in-flight tasks unwound
await asyncio.sleep(60)                   # sleep with the radio off
# ... next aioble call brings the radio back up automatically

aioble.stop() 會停用底層的 BLE 無線電，並拆除任何進行中的事物——開啟的連線會中斷、掃描器與廣播器會取消、L2CAP 通道會關閉。原本在等待這些操作的協程會引發其慣常的例外（DeviceDisconnectedError 及其同伴），而這正是周圍那些 async with 區塊所設計用來處理的清理機制。在此之後再呼叫任何 aioble 協程，都會從冷態重新啟用無線電。

一台週期性、電池供電的感測器相機，典型的模式是：

依排程喚醒（計時器、動作感測器、按鈕）。
執行那一陣 BLE 工作——廣播、接受連線、推送數值、斷線。
呼叫 aioble.stop() 並睡眠到下次喚醒。

11.8.5. aioble 不做哪些事¶

aioble 刻意只涵蓋 GATT、GAP 與 L2CAP——應用程式所使用的那幾層。有三個部分不在其範疇內：

鏈路層以下的任何事物。 通道選擇、跳頻、封包確認，以及鏈路層加密，全都發生在 BLE 連接埠與控制器矽晶片內部;:mod:aioble 不會在那個層級提供掛接點。
傳統 Bluetooth。 aioble 僅支援 BLE。音訊鏈路、RFCOMM、A2DP，以及其他傳統設定檔的功能，都不屬於此 API 的一部分。
Bluetooth Mesh。 Bluetooth SIG 的網狀網路層（位於 BLE 廣播之上的一個獨立堆疊）並未在相機上實作。相機可以廣播與觀察，但無法參與網狀網路中的中繼／好友／代理角色。

11.8.6. 例外¶

aioble 會產生四種例外型別。每一種都從某個協程內部觸發——該協程在出錯時正等待著某個操作;當這些例外向外傳播時，async with 區塊會乾淨地解開。

aioble.DeviceDisconnectedError——在某個 GATT 操作（read、write、notified、indicated、subscribe、exchange_mtu 等）進行中時，與對端的 BLE 鏈路中斷了。會在當時正在等待的那個協程內部引發。這是目前為止最常見的例外;任何應在連線遺失時重新連線的程式碼，都應捕捉它。
aioble.GattError——某個 GATT 操作抵達了對端，但以非零的 ATT 狀態完成（帶回應的寫入遭拒、指示未被確認、讀取未獲許可等）。狀態碼位於例外的 _status 屬性上。
aioble.L2CAPDisconnectedError——在某個 send()、recvinto() 或 flush() 進行中時，L2CAP 通道中斷了。可能是任一方關閉了通道，或底層的 GAP 連線消失了。
aioble.L2CAPConnectionError——當監聽端拒絕，或控制器未能完成通道建立時，由 l2cap_connect() 引發。Bluetooth 狀態碼是第一個位置引數。

接受顯式 timeout_ms 的操作（連線／探索／讀取／寫入／配對等呼叫，加上作為包裝的 timeout()），在操作完成前期限屆滿時，還會額外從 asyncio 引發 asyncio.TimeoutError。