有氧健身器材接入运动健康App：如何进行蓝牙模块功能开发（Native方案）

蓝牙协议总体结构

跑步机、走步机、椭圆机、划船机、智能单车需要按照协议完成开发。

华为运动健康通过FTMP（Fitness Machine Profile）及在FTMP之上的扩展使得华为运动健康与运动器材互联时提供智能体验。协议总体结构如下图所示：

图1 蓝牙Profile

表1 服务列表

服务

简称

UUID

用途

Fitness Machine Service

FTMS

0x1826

健身器材服务，用于与对端同步设备的Workout状态、Workout数据。

Device Information Service

DIS

0x180A

设备信息服务，用于读取设备信息。

说明：标准文本下载：https://www.bluetooth.com/specifications/gatt/

下载FTMP V1.0 、FTMS V1.0 、DIS V1.1三份标准文本。

特征值交互过程

图2 特征值交互过程

DIS标准特征值支持范围

表2 DIS特征值列表

特征值

属性

UUID

设备类型

用途说明

Manufacturer Name String

Read

0x2A29

跑步机、椭圆机、划船机、智能单车、走步机

厂家名字符串

Model Number String

Read

0x2A24

跑步机、椭圆机、划船机、智能单车、走步机

型号字符串

Serial Number String

Read

0x2A25

跑步机、椭圆机、划船机、智能单车、走步机

序列号字符串

Hardware Revision String

Read

0x2A27

跑步机、椭圆机、划船机、智能单车、走步机

硬件版本号

Firmware Revision String

Read

0x2A26

跑步机、椭圆机、划船机、智能单车、走步机

固件版本号

Software Revision StringRead

Read

0x2A28

跑步机、椭圆机、划船机、智能单车、走步机

软件版本号

System ID

Read

0x2A23

跑步机、椭圆机、划船机、智能单车、走步机

系统ID

FTMS标准特征值支持范围

表3 FTMS特征值列表

特征值

属性

UUID

设备类型

用途说明

Fitness Machine Feature

Read

0x2ACC

跑步机、走步机、椭圆机、划船机、智能单车

描述设备支持的能力

Treadmill Data

Notify

0x2ACD

仅跑步机、走步机

上报实时运动数据

Cross Trainer Data

Notify

0x2ACE

仅椭圆机

上报实时运动数据

Rower Data

Notify

0x2AD1

仅划船机

上报实时运动数据

Indoor Bike Data

Notify

0x2AD2

仅智能单车

上报实时运动数据

Training Status

Read/Notify

0x2AD3

跑步机、走步机、椭圆机、划船机、智能单车

上报设备状态数据

Supported Speed Range

Read

0x2AD4

跑步机、走步机、智能单车

上报支持的速度范围

Supported Inclination Range

Read

0x2AD5

跑步机、走步机

上报支持的坡度范围

Supported Resistance Level Range

Read

0x2AD6

椭圆机

上报支持的阻力范围

Supported Power Range

Read

0x2AD8

椭圆机、划船机、智能单车

上报支持的功率范围

Supported Heart Rate Range

Read

0x2AD7

跑步机、走步机、椭圆机、划船机、智能单车

上报支持的心率范围

Fitness Machine Control Point

Write,

Indicate

0x2AD9

跑步机、走步机可选支持、椭圆机、划船机、智能单车

控制健身设备的状态暂停、恢复等

Fitness Machine Status

Notify

0x2ADA

跑步机、走步机、椭圆机、划船机、智能单车

上报健身设备的运动状态变更

广播包华为自定义参数

AD Type为 0xFF时，代表厂家自定义广播参数。如下广播参数代表符合华为运动健康规范的运动器材，可以在华为运动健康App进行广播扫描时识别。

1字节

1字节

2字节

n字节

Length

AD Type

Vendor ID

Type-Len-Value(Len和Value可选)

广播包Service Data AD Type

表4 Service Data AD Type格式

字段

类型

大小

说明

Service Data AD Type

Uint8

1

-

Fitness Machine Service UUID

Uint16

2

-

Flags

Bit0

-

Fitness Machine Available:

0：False；1：True

Bit1-7

-

保留

Fitness Machine Type

Bit0

根据产品实际能力填写

Treadmill Supported

Bit1

Cross Trainer Supported

Bit2

Step Climber Supported

Bit3

Stair Climber Supported

Bit4

Rower Supported

Bit5

Indoor Bike Supported

Bit6-15

保留

Fitness Machine Feature

表5 Ftness Machine Feature格式

字段

类型

说明

Fitness Machine Features

Bit0

Average Speed Supported

Bit1

Cadence Supported

Bit2

Total Distance Supported

Bit3

Inclination Supported

Bit4

Elevation Gain Supported

Bit5

Pace Supported

Bit6

Step Count Supported

Bit7

Resistance Level Supported

Bit8

Stride Count Supported

Bit9

Expended Energy Supported

Bit10

Heart Rate Measurement Supported

Bit11

Metabolic Equivalent Supported

Bit12

Elapsed Time Supported

Bit13

Remaining Time Supported

Bit14

Power Measurement Supported

Bit15

Force on Belt and Power Output Supported

Bit16

User Data Retention Supported

Bit17-31

Reserved for Future Use

Target Setting Features

Bit0

Speed Target Setting Supported

Bit1

Inclination Target Setting Supported

Bit2

Resistance Target Setting Supported

Bit3

Power Target Setting Supported

Bit4

Heart Rate Target Setting Supported

Bit5

Targeted Expended Energy Configuration Supported

Bit6

Targeted Step Number Configuration Supported

Bit7

Targeted Stride Number Configuration Supported

Bit8

Targeted Distance Configuration Supported

Bit9

Targeted Training Time Configuration Supported

Bit10

Targeted Time in Two Heart Rate Zones Configuration Supported

Bit11

Targeted Time in Three Heart Rate Zones Configuration Supported

Bit12

Targeted Time in Five Heart Rate Zones Configuration Supported

Bit13

Indoor Bike Simulation Parameters Supported

Bit14

Wheel Circumference Configuration Supported

Bit15

Spin Down Control Supported

Bit16

Targeted Cadence Configuration Supported

Bit17-31

Reserved for Future Use

字段取值根据产品实际能力填写。

必须支持的字段类型请参考运动设备规格要求。

Treadmill Data

用于跑步机、走步机向App发送实时运动数据。数据格式如下，由一个Flag和多个参数组成，具体参数的多少由Flags字段中的值决定。

Flags字段长度2 octet，各bit含义：

表6 Treadmill Data特征值Flags含义

bit

Definition

Value

0

More Data

根据实际能力填写，More Data、Total Distance、Expended Energy、Elapsed Time数据必须存在。

支持坡度的跑步机，Inclination and Ramp Angle Setting和Elevation Gain必须存在；支持步数的跑步机，Steps必须存在。

说明

其中，More Data置0表示存在；其他数据置1表示存在。

1

Average Speed

2

Total Distance

3

Inclination and Ramp Angle Setting

4

Elevation Gain

5

Instantaneous Pace

6

Average Pace

7

Expended Energy

8

Heart Rate

9

Metabolic Equivalent

10

Elapsed Time

11

Remaining Time

12

Force on Belt and Power Output

13

Steps

Flags字段后参数列表：

表7 Treadmill Data特征值参数列表

参数

格式

单位

支持程度

Instantaneous Speed

uint16

0.01 Km/h

必须

Average Speed

uint16

0.01 Km/h

可选

Total Distance

uint24

metre

必须

Inclination

sint16

0.1 percent

可选

Ramp Angle Setting

sint16

0.1 degree

可选

Positive Elevation Gain

uint16

0.1 Metre

可选

Negative Elevation Gain

uint16

0.1 metre

可选

Instantaneous Pace

uint8

0.1 Km/m

可选

Average Pace

uint8

0.1 Km/m

可选

Total Energy

uint16

kcal

必须

Energy Per Hour

uint16

kcal

可选

Energy Per Minute

uint8

kcal

可选

Heart Rate

uint8

Beats/m

可选

Metabolic Equivalent

uint8

0.1 meta

可选

Elapsed Time

uint16

second

必须

Remaining Time

uint16

second

可选

Force on Belt

sint16

newton

可选

Power Output

sint16

Watts

可选

Steps

uint24

step

可选

Cross Trainer Data

用于椭圆机向App发送实时运动数据。数据格式如下，由一个Flag和多个参数组成，具体参数的多少由Flags字段中的值决定。

Flags字段长度2 octet，各bit含义：

表8 Cross Trainer Data特征值Flags含义

bit

Definition

Value

0

More Data

根据实际能力填写，More Data、Total Distance、Stride Count、Resistance Level、Instantaneous Power、Average Power、Expended Energy、Elapsed Time数据必须存在。

支持心率的椭圆机，Heart Rate必须存在。

说明

其中，More Data置0表示存在；其他数据置1表示存在。

1

Average Speed

2

Total Distance

3

Step Count

4

Stride Count

5

Elevation Gain

6

Inclination and Ramp Angle Setting

7

Resistance Level

8

Instantaneous Power

9

Average Power

10

Expended Energy

11

Heart Rate

12

Metabolic Equivalent

13

Elapsed Time

14

Remaining Time

15

Movement Direction

Flags字段后参数列表：

表9 Cross Trainer Data特征值参数列表

参数

格式

单位

支持程度

Instantaneous Speed

uint16

0.01 Km/h

必选

Average Speed

uint16

0.01 Km/h

可选

Total Distance

uint24

metre

必选

Step Per Minute

uint16

step_per_minute

必选

Average Step Rate

uint16

step_per_minute

必选

Stride Count

uint16

Unitless

必选

Inclination

sint16

0.1 percent

可选

Ramp Angle Setting

sint16

0.1 degree

可选

Positive Elevation Gain

uint16

1 Metre

可选

Negative Elevation Gain

uint16

1 metre

可选

Resistance Level

sint16

0.1 unitless

必选

Instantaneous Power

sint16

Watt

必选

Average Power

sint16

Watt

必选

Total Energy

uint16

kcal

必选

Energy Per Hour

uint16

kcal

可选

Energy Per Minute

uint8

kcal

可选

Heart Rate

uint8

Beats/m

可选

Metabolic Equivalent

uint8

0.1 meta

可选

Elapsed Time

uint16

second

必选

Remaining Time

uint16

second

可选

Rower Data

用于划船机向App发送实时运动数据。数据格式如下，由一个Flag和多个参数组成，具体参数的多少由Flags字段中的值决定。

Flags字段长度2 octet，各bit含义：

表10 Rower Data特征值Flags含义

bit

Definition

Value

0

More Data

根据实际能力填写，More Data、Average Stroke Rate、Total Distance、Instantaneous Pace、Instantaneous Power、Average Power、Expended Energy、Elapsed Time数据必须存在。

支持心率的划船机，Heart Rate必须存在。

说明

其中，More Data置0表示存在；其他数据置1表示存在。

1

Average Stroke

2

Total Distance

3

Instantaneous Pace

4

Average Pace

5

Instantaneous Power

6

Average Power

7

Resistance Level

8

Expended Energy

9

Heart Rate

10

Metabolic Equivalent

11

Elapsed Time

12

Remaining Time

表10 Rower Data特征值Flags含义

Flags字段后参数列表：

表11 Rower Data特征值参数列表

参数

格式

单位

支持程度

Stroke Rate

Uint8

0.5 stroke/m

必选

Stroke Count

uint16

Unitless

必选

Average Stroke Rate

Uint8

0.5 stroke/m

必选

Total Distance

uint24

metre

必选

Instantaneous Pace

uint16

Seconds(500m)

必选

Average Pace

uint16

Seconds(500m)

可选

Instantaneous Power

sint16

watt

必选

Average Power

sint16

watt

必选

Resistance Level

sint16

Unitless

可选

Total Energy

uint16

kcal

必选

Energy Per Hour

uint16

kcal

可选

Energy Per Minute

uint8

kcal

可选

Heart Rate

uint8

Beats/m

可选

Metabolic Equivalent

uint8

0.1 meta

可选

Elapsed Time

uint16

second

必选

Remaining Time

uint16

second

可选

Indoor Bike Data

用于智能单车向App发送实时运动数据。数据格式如下，由一个Flag和多个参数组成，具体参数的多少由Flags字段中的值决定。

Flags字段长度2 octet，各bit含义：

表12 Indoor Bike Data特征值Flags含义

bit

Definition

Value

0

More Data

根据实际能力填写，More Data、Instantaneous Cadence、Total Distance、Resistance Level、Instantaneous Power、Average Power、Expended Energy、Elapsed Time数据必须存在。

支持心率的单车，Heart Rate必须存在。

说明

其中，More Data置0表示存在；其他数据置1表示存在。

1

Average Speed

2

Instantaneous Cadence

3

Average Cadence

4

Total Distance

5

Resistance Level

6

Instantaneous Power

7

Average Power

8

Expended Energy

9

Heart Rate

10

Metabolic Equivalent

11

Elapsed Time

12

Remaining Time

Flags字段后参数列表：

表13 Indoor Bike Data特征值参数列表

参数

格式

单位

支持程度

Instantaneous Speed

uint16

0.01 Km/h

必选

Average Speed

uint16

0.01 Km/h

可选

Instantaneous Cadence

uint16

0.5 /min

必选

Average Cadence

uint16

0.5 /min

可选

Total Distance

uint24

metre

必选

Resistance Level

Sin16

1 unitless

必选

Instantaneous Power

sint16

1 watt

必选

Average Power

sint16

1 watt

必选

Total Energy

uint16

kcal

必选

Energy Per Hour

uint16

kcal

可选

Energy Per Minute

uint8

kcal

可选

Heart Rate

uint8

Beats/m

可选

Metabolic Equivalent

uint8

0.1 meta

可选

Elapsed Time

uint16

second

必选

Remaining Time

uint16

second

可选

Training Status

当前运动设备的工作状态：

表14 Training Status格式

参数

格式

取值

含义

Flags

Bit0

1

是否存在Training Status参数

Bit1

0

是否存在Training Status String参数

Bit2-7

0

保留

Training status

Unit8

0x00

其他未知状态

0x01

IDLE状态

0x0D

正在跑步时的状态

0x0E

Pre-workout，开启前读秒时状态

0x0F

Post-workout，结束后读秒时状态

0x10-0xFF

保留

Training Status String

Octet

-

无需支持

Supported Speed Range

设备支持的参数范围：

表15 Support Speed Range参数格式

参数

格式

单位

Min speed

uint16

0.01 Km/h

Max speed

Uint16

0.01 Km/h

Min increment

uint16

0.01 m/h

Supported Inclination Range

支持的坡度范围：

表16 Support Inclination Range格式

参数

格式

单位

Min inclination

sint16

0.1 percent

Max inclination

sint16

0.1 percent

Min increment

uint16

0.1 percent

Supported Resistance Level Range

支持的阻力范围：

表17 Support Resistance Level Range格式

参数

格式

单位

Min inclination

sint16

0.1 unitless

Max inclination

sint16

0.1 unitless

Min increment

uint16

0.1 unitless

Supported Power Range

支持的功率范围：

表18 Support Power Range格式

参数

格式

单位

Min inclination

sint16

Watt

Max inclination

sint16

Watt

Min increment

uint16

Watt

Supported Heart Rate Range

支持的心率范围：

表19 Support Heart Rate Rang格式

参数

格式

单位

Min Heart Rate

Uint8

Beats/m

Max Heart Rate

Uint8

Beats/m

Min increment

Uint8

Beats/m

Fitness Machine Control Point

对设备状态进行控制的特征值，其格式如下：

表20 Fitness Machine Control Point格式

参数

格式

大小

Op Code

Uint8

1 octet

Parameter

Variable

0 to 18 octets

其中parameter的内容随Op Code的取值而定。

表21 Op Code取值含义

Op Code

Requirement

Definition

Parameter

0x00

Mandatory

Request Control

N/A

0x01

Mandatory

Reset:

N/A

0x02

Optional

Set target speed

Target Speed, uint16, 0.01 km/h

0x03

Optional

Set target inclination

Target Inclination, SINT16, 0.1 percent

0x04

Optional

Set Target Resistance Level

Target Resistance Level, UINT8, 0.1 unitless

0x05

Optional

Set Target Power

Target Power, SINT16,Watt

0x07

Mandatory

Start or resume

N/A

0x08

Mandatory

Stop or pause

Control Information; 01:stop;02:Pause;Other:RFU

0x80

Mandatory

Response Code

-

当手机进行请求控制时，运动设备需要用0x80进行响应，响应的格式如下：

表22 Fitness Machine Control Point Response格式

参数

格式

大小

取值

含义

Response Code

Uint8

1

0x80

相应取值

Request Code

Uint8

1

Request Op Code

被响应的请求操作码

Result Code

Unit8

1

00

保留

01

成功

02

不支持操作

03

参数错误

04

操作失败

05

不允许控制

06-FF

保留

Response Parameter

Octets

0-17 octet

不支持

不支持

Fitness Machine Status

此特征值由运动设备在自身的运动状态（如用户在面板改变了速度、坡度等）发生变化时，主动通知手机端，让手机端实时的同步了解状态变化。

此特征值上报内容格式如下：

表23 Fitness Machine Status格式

参数

格式

大小

Op Code

8bits

1 octet

Parameter

Variable

Variable

Op Code含义及其Parameter的内容如下

表24 Fitness Machine Status Op Code含义

Op Code

Definition

Parameter

0x00

RFU

N/A

0x01

Reset

N/A

0x02

Fitness Machine Stopped or Paused by the User

Control Information：unit8

0x01:stop;

0x02:pause

0x03

Fitness Machine Stopped by Safety Key

N/A

0x04

Fitness Machine Started or Resumed by the User

N/A

0x05

Target Speed Changed

New Target Value uint16

0x06

Target Incline Changed

New Target Value sint16

0x07

Target Resistance Level Changed

New Target Value uint8

FTMS华为扩展特征值

特征值

属性

UUID

用途说明

Fitness Extension Data

write

d18d2c10-c44c-11e8-a355-529269fb1459

在FTMS扩展的特征值，

华为扩展特征值的作用有如下几个：

表25 Fitness Extension Data格式

参数

格式

大小

取值(0:Not 1:Present)

含义

Flags

16bits

2octets

Bit0

参数包含解锁码

Bit1

参数包含心率

Bit2

参数包含总卡路里

Bit3

参数包含动态卡路里

Bit4

参数包含计步

Bit5-15

保留

UnlockCode

Octets

6

厂家自定义，6字节解锁码

厂家自定义，6字节解锁码，解锁码为0-F的6个数字

Heart Rate

Unit8

1

心率值

心率值

Total Energy

Unit16

2

总卡路里

总卡路里

Dynamic Energy

Unit16

2

动态卡路里

动态卡路里

Step Count

Unit16

2

实时步数

实时步数