Windows下模拟树莓派：使用ble-serial创建虚拟串口实现手机蓝牙通信

引言

在物联网学习和开发中，树莓派+蓝牙模块是一个经典的组合。但有时手边没有树莓派硬件，或者想在熟悉的Windows环境下先进行调试和验证，该怎么办？本文将带你一步步在Windows上模拟树莓派的蓝牙串口功能，让你的手机通过蓝牙与PC上的Python程序进行通信。

同时，博主也会详细记录自己在此过程中的各种报错，供各位参考。

目录

引言

方案概述

第一步：安装与配置虚拟串口驱动

[1. 下载与安装](#1. 下载与安装)

[2. 创建并命名虚拟串口对](#2. 创建并命名虚拟串口对)

第二步：安装并启动ble-serial服务

[1. 安装ble-serial](#1. 安装ble-serial)

[2. 启动ble-serial（服务器模式）](#2. 启动ble-serial（服务器模式）)

第三步：手机端准备

第四步：编写并运行Python通信脚本

第五步：测试通信

方案总结

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论文投稿：
第五届光电信息与功能材料国际学术会议（OIFM 2026）

大会官网：https://ais.cn/u/fIvmAb

大会时间：2026年4月10-12日

大会地点：中国-武汉

方案概述

我们将使用ble-serial工具，它在Windows上创建一个虚拟串口，并将这个串口桥接到电脑的蓝牙低功耗（BLE）上。手机端通过通用的BLE串口App连接后，你的Python程序就可以像操作普通串口一样收发数据。

整体流程：

1. 安装虚拟串口驱动（com0com），创建一对虚拟串口（如COM50和BLE）

2. 安装并启动ble-serial服务，将BLE端口广播出去

3. 手机连接电脑蓝牙

4. 运行Python脚本，通过COM50端口与手机通信

第一步：安装与配置虚拟串口驱动

Windows本身不提供创建虚拟串口的功能，我们需要借助开源驱动com0com。

1. 下载与安装

• 从com0com项目页面下载最新的签名版压缩包（例如 com0com-3.0.0.0-i386-and-x64-signed.zip）。

• 解压后，以管理员身份 运行对应系统的安装程序（如 Setup_com0com_v3.0.0.0_W7_x64_signed.exe）。

• 注意 ：安装过程中，Windows可能会提示驱动签名问题。你需要临时禁用驱动程序强制签名 才能继续。

  或者你安装com0com后，右键开始打开设备管理器，会发现自己的com0com端口上有黄色感叹号，都可以使用如下方法解决。

  • 方法 ：按住 Shift 键点击"重启" -> 进入"疑难解答" -> "高级选项" -> "启动设置" -> "重启"。重启后按数字键 7 或 F7 选择"禁用驱动程序强制签名"。在此模式下完成安装和配置。

2. 创建并命名虚拟串口对

安装完成后，默认会创建一对名为 CNCA0 和 CNCB0 的端口。我们需要将它们改名，并避开可能被占用的端口号。

找到com0com的安装目录（通常在 C:\Program Files (x86)\com0com\），其中有一个名为 setupc 的命令行配置工具。

• 找到setupc文件 ：如果开始菜单里没有快捷方式，可以直接在安装目录下找到 setupc（没有扩展名）这个文件。

• 打开命令行 ：在文件资源管理器的地址栏输入 cmd 并回车，即可在该目录下打开命令提示符。

• 执行改名命令（以管理员身份运行的命令提示符中）：

  # 查看当前端口列表
  setupc list
  
  # 将 CNCA0 改名为 COM50 (选择一个未被占用的端口号)
  setupc change CNCA0 PortName=COM50
  
  # 将 CNCB0 改名为 BLE (这个名字是固定的，后续ble-serial会用到)
  setupc change CNCB0 PortName=BLE
  
  # 再次查看确认
  setupc list

  如果提示端口被占用，请更换一个更大的端口号，如COM100。

• 验证 ：打开Windows的"设备管理器"，展开"端口 (COM 和 LPT)"，你应该能看到 com0com - Serial port emulator (COM50) 和 com0com - Serial port emulator (BLE)。

第二步：安装并启动ble-serial服务

1. 安装ble-serial

在命令行中执行：

pip install ble-serial

2. 启动ble-serial（服务器模式）

打开一个新的命令提示符窗口（普通权限即可），执行以下命令。这是最关键的步骤，让电脑开始广播蓝牙服务。

ble-serial -g server -p BLE -s "00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB" -n "MyPiSimulator"

参数解释：

• -g server：以服务器模式运行，等待手机连接。

• -p BLE：指定使用我们刚创建的BLE虚拟端口。

• -s "00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB"：指定标准的串口服务UUID，确保手机App能发现。

• -n "MyPiSimulator"：设置蓝牙广播名称，方便手机识别。

如果一切顺利，你会看到如下输出，表示服务已启动，正在等待连接：

INFO:root:Starting BLE serial bridge (server mode)
INFO:root:Using COM port: BLE
INFO:root:Advertising as: MyPiSimulator
INFO:root:Waiting for connections...

常见错误解决：

• 如果提示No module named 'bless'，请尝试单独安装bless库：pip install bless

• 如果提示No module named 'pysetupdi'，这是Windows后端依赖问题，可以尝试安装：pip install pysetupdi （但该库可能已不存在，此时可考虑升级ble-serial或使用虚拟环境重新安装）

第三步：手机端准备

1. 在手机上安装一款支持BLE串口的App。推荐使用 Serial Bluetooth Terminal (Android) 或 LightBlue (iOS)。

2. 打开App，扫描附近的蓝牙设备。

3. 找到名为 MyPiSimulator 的设备，点击连接。

第四步：编写并运行Python通信脚本

现在，我们需要一个Python脚本来操作COM50端口。新建一个文件，例如 ble_test.py，并写入以下代码：

import serial
import time

# 配置端口，必须与com0com中设置的名称一致
PORT = 'COM50'  # 如果你用了其他端口号，请修改此处
BAUD_RATE = 9600

try:
    # 打开串口
    ser = serial.Serial(PORT, BAUD_RATE, timeout=1)
    print(f"成功打开端口 {PORT}，等待手机数据...")

    while True:
        # 接收手机发来的数据
        if ser.in_waiting > 0:
            received_data = ser.readline().decode('utf-8').strip()
            if received_data:
                print(f"收到手机消息: {received_data}")

                # 简单回声：将收到的数据加上前缀发回手机
                reply = f"PC收到: {received_data}"
                ser.write((reply + '\n').encode('utf-8'))
                print(f"回复手机: {reply}")

        # 可选：主动发送心跳包
        # ser.write("心跳\n".encode('utf-8'))
        time.sleep(0.1)

except serial.SerialException as e:
    print(f"串口错误: {e}")
    print("请确保:")
    print("1. ble-serial 服务正在运行")
    print("2. 手机已成功连接")
    print("3. 端口号 COM50 未被占用")
except KeyboardInterrupt:
    print("\n程序已退出")
finally:
    if 'ser' in locals() and ser.is_open:
        ser.close()

在第三个命令提示符窗口中运行此脚本：

python ble_test.py

第五步：测试通信

现在，三个部分都已就绪：

• 窗口1 ：运行着 ble-serial 服务，等待/维持连接。

• 窗口2 ：运行着你的 Python 脚本，监听 COM50。

• 手机 ：已通过App连接到 MyPiSimulator。

在手机App的输入框中输入任意文字（如"Hello from Phone"）并发送，你将会在Python脚本的窗口中看到"收到手机消息"，并自动回复一条确认消息。

方案总结

通过以上步骤，我们成功地在Windows上实现了原文章（树莓派方案）的核心功能：

1. 硬件模拟 ：用 com0com 虚拟串口替代了物理的HC-05蓝牙模块与树莓派GPIO的连接。

2. 蓝牙服务 ：用 ble-serial 替代了树莓派上通过Python直接操作蓝牙底层的工作，它在Windows上提供了稳定、标准的BLE串口服务。

3. 应用逻辑：Python代码部分保持了高度的相似性，都是通过读写串口来与"外部"（手机）进行通信。

这个方案让你无需硬件即可进行开发和调试，当代码迁移到真实的树莓派上时，你只需要将Python代码中的串口号从COM50改为/dev/ttyAMA0（或树莓派上蓝牙模块对应的串口），逻辑几乎无需改动。

希望这篇笔记能帮助你顺利搭建起Windows下的蓝牙通信实验环境，为你的物联网项目开发提供便利。