Web Bluetooth API 技术解析：浏览器如何与蓝牙设备交互

概述

Web Bluetooth API 是现代浏览器提供的一组 JavaScript 接口，允许网页应用与附近的蓝牙低功耗(BLE)设备进行交互。这项技术为开发者打开了物联网(IoT)和智能设备连接的新可能，无需依赖原生应用即可实现设备控制。

核心接口解析

Bluetooth 主接口

作为整个 API 的入口点，Bluetooth 接口通过 navigator.bluetooth 访问，提供以下关键能力：

• 检测浏览器蓝牙支持情况
• 请求设备访问权限
• 管理已配对设备列表

设备表示层

BluetoothDevice 对象代表一个物理蓝牙设备，包含：

• 设备标识信息（名称、ID等）
• GATT服务器连接状态
• 连接/断开连接方法

GATT架构组件

蓝牙设备的功能通过GATT(通用属性)架构暴露：

• BluetoothRemoteGATTServer：设备上的GATT服务入口点
• BluetoothRemoteGATTService：特定服务（如电池服务）
• BluetoothRemoteGATTCharacteristic：服务特征值（如电池电量百分比）
• BluetoothRemoteGATTDescriptor：特征的元数据描述

安全机制详解

Web Bluetooth API 设计考虑了多重安全防护：

1. 安全上下文要求：仅限HTTPS或localhost环境使用
2. 权限策略控制：通过HTTP头控制iframe中的访问权限
3. 显式用户授权：首次连接设备需用户明确授权
4. 瞬时激活：必须由用户交互触发设备请求

权限状态可通过Permissions API查询：

const btPermission = await navigator.permissions.query({ name: "bluetooth" });
console.log(btPermission.state); // "granted", "denied" 或 "prompt"

典型开发流程

1. 设备发现：使用requestDevice()过滤并选择目标设备

const device = await navigator.bluetooth.requestDevice({
  filters: [{ services: ['battery_service'] }]
});

2. 建立连接：连接到设备的GATT服务器

const server = await device.gatt.connect();

3. 获取服务：访问特定服务

const service = await server.getPrimaryService('battery_service');

4. 读取特征：获取服务特征值

const characteristic = await service.getCharacteristic('battery_level');
const value = await characteristic.readValue();

5. 数据处理：解析接收到的数据

const batteryLevel = value.getUint8(0);
console.log(`电池电量: ${batteryLevel}%`);

实际应用场景

1. 健康监测：连接心率带、血糖仪等医疗设备
2. 智能家居：控制灯光、温控器等IoT设备
3. 工业应用：与传感器和控制器交互
4. 教育项目：STEM教学中的硬件交互

兼容性与注意事项

• 目前仍处于实验性阶段
• 各浏览器实现程度不一
• 部分高级蓝牙功能可能受限
• 用户教育很重要（需引导完成配对流程）

随着物联网的普及，Web Bluetooth API 为Web开发者提供了直接与物理世界交互的新途径，大大扩展了Web应用的可能性边界。