蓝牙标准 HID 指令集完整指南
前言
蓝牙HID是蓝牙联盟规定的，适用于键盘鼠标等设备标准交互规范，不同厂家的蓝牙设备可以互联互通的基础，本文归纳总结了蓝牙HID的进阶规范协议及规范中没有表述的蓝牙鼠标的双击、长按等功能的协议实现。
一、蓝牙 HID 指令体系概览
蓝牙 HID 指令集基于 USB HID 规范，定义了设备与主机间的通信协议和数据格式，主要包含三大类指令：报告指令、控制指令和协议指令。蓝牙 HID 支持两种协议模式：Boot Protocol（适用于键盘、鼠标等基础设备）和Report Protocol（支持自定义功能，兼容性更强）。
二、报告指令（核心数据传输指令）
1. 报告类型与格式
报告类型 | 代码 | 传输方向 | 用途 |
Input Report | 0xA1 | 设备→主机 | 发送设备输入数据（如按键、鼠标移动） |
Output Report | 0x91 | 主机→设备 | 发送控制命令（如键盘 LED 控制） |
Feature Report | 0xB1 | 双向 | 读取 / 设置设备特性（如获取设备状态） |
通用报告格式：
[消息类型][报告ID][数据...][校验] |
2. 标准设备报告格式
键盘报告（8 字节）：
[0xA1][0x01][modifier][reserved][key1][key2][key3][key4][key5][key6] |
- modifier：控制键状态（如 Ctrl、Shift，每 bit 对应一个键）
- key1~key6：按下的键值（USB HID Usage Tables 定义）
键值示例：
- 0x04：A 键
- 0x1E：Enter 键
- 0x2A：左 Shift 键
鼠标报告（4 字节）：
[0xA1][0x01][buttons][x][y][wheel] |
- buttons：按键状态（bit0: 左键，bit1: 右键，bit2: 中键）
- x/y：相对位移（有符号）
- wheel：滚轮偏移（有符号）
游戏手柄报告（可变长度）：
[0xA1][0x01][buttons(2字节)][axis(4字节)][hats(1字节)]... |
- buttons：按键矩阵（16 位）
- axis：摇杆坐标（x,y,z,rx,ry）
- hats：方向键（8 方向）
三、控制指令（设备配置与管理）
1. 控制传输结构
[0x00][操作码][参数1][参数2][...][校验] |
- 操作码：定义具体控制操作
- 参数：取决于操作类型，长度可变
2. 标准控制操作码列表
操作码 | 名称 | 参数 | 说明 |
0x01 | GET_REPORT | [报告类型][报告 ID] | 主机请求设备发送特定报告 |
0x02 | SET_REPORT | [报告类型][报告 ID][数据...] | 主机向设备发送报告数据 |
0x03 | GET_IDLE | - | 主机查询设备空闲时间 |
0x04 | SET_IDLE | [空闲时间] | 主机设置设备空闲超时时间 |
0x05 | GET_PROTOCOL | - | 主机查询当前协议模式 |
0x06 | SET_PROTOCOL | [协议模式 (0=Boot,1=Report)] | 主机设置设备协议模式 |
0x07 | SET_FEATURE | [报告 ID][数据...] | 设置设备特性参数 |
0x08 | GET_FEATURE | [报告 ID] | 查询设备特性参数 |
四、协议指令（连接与状态管理）
1. 连接建立指令
- HID_CONNECT：设备请求连接主机
- HID_ACCEPT：主机接受连接
- HID_REJECT：主机拒绝连接（附带错误码）
2. 协议模式指令
Boot Protocol 模式：
- SET_BOOT_PROTOCOL：切换到 Boot 模式，使用固定报告格式
- GET_BOOT_PROTOCOL：查询当前是否为 Boot 模式
Report Protocol 模式：
- SET_REPORT_PROTOCOL：切换到 Report 模式，使用自定义报告描述符
- GET_REPORT_PROTOCOL：查询当前是否为 Report 模式
3. 断开连接指令
- HID_DISCONNECT：设备或主机发起断开连接
- HID_DISCONNECT_ACK：确认断开（可选）
五、报告描述符（核心配置）
报告描述符是定义设备功能和数据格式的核心配置，采用二进制编码，由多个条目组成。
1. 条目格式
类型 | 格式 | 说明 |
短条目 | [bTag][bData] | 2 字节，常用 |
长条目 | [bTag][wData (2 字节)] | 3 字节，用于大数值 |
bTag 字段定义：
- 0x05：Usage Page（定义用途类别，如键盘、鼠标）
- 0x09：Usage（定义具体用途，如 A 键、左键）
- 0x15：Logical Minimum（数据最小值）
- 0x25：Logical Maximum（数据最大值）
- 0x75：Report Size（数据位宽）
- 0x95：Report Count（数据项数量）
- 0xA1：Collection（开始数据集合）
- 0xC0：End Collection（结束数据集合）
- 0x81：Input（定义输入数据）
- 0x91：Output（定义输出数据）
- 0xB1：Feature（定义特性数据）
2. 键盘报告描述符示例
[0x05,0x01] // Usage Page (Generic Desktop) [0x09,0x06] // Usage (Keyboard) [0xA1,0x01] // Collection (Application) [0x05,0x07] // Usage Page (Key Codes) [0x19,0xE0] // Usage Minimum (224) [0x29,0xE7] // Usage Maximum (231) [0x15,0x00] // Logical Minimum (0) [0x25,0x01] // Logical Maximum (1) [0x75,0x01] // Report Size (1bit) [0x95,0x08] // Report Count (8bit) [0x81,0x02] // Input (Data,Var,Abs) - 修饰键 [0x95,0x01] // Report Count (1) [0x75,0x08] // Report Size (8bit) [0x81,0x03] // Input (Cnst,Var,Abs) - 保留字节 [0x95,0x06] // Report Count (6) [0x75,0x08] // Report Size (8bit) [0x81,0x00] // Input (Data,Arr,Abs) - 按键 [0xC0] // End Collection |
六、指令传输流程示例
键盘按键传输（Boot Protocol）：
- 用户按下 "A" 键
- 设备生成报告：[0xA1][0x01][0x00][0x00][0x04][0x00][0x00][0x00][0x00][0x00]
- 通过蓝牙 L2CAP/ATT 通道发送至主机
- 主机解析报告，识别为 "A" 键按下事件
主机设置键盘 LED（Caps Lock）：
- 主机发送控制指令：[0x00][0x02][0x91][0x01][0x01][0x00][0x00][0x00][0x00][0x00][校验]
- 0x02: SET_REPORT
- 0x91: Output Report
- 0x01: Report ID
- 0x01: Caps Lock 状态（1 = 开启）
- 设备接收到指令，设置 Caps Lock LED 状态
- 设备返回确认（可选）：[0x00][0x00][0x00][0x00][0x00][0x00][0x00][0x00][0x00][0x00][校验]
- 鼠标应用
1、鼠标报告基础格式
蓝牙 HID 鼠标报告标准格式 (4 字节)：
[报告ID][按键状态][X位移][Y位移][滚轮] （部分设备含滚轮信息） |
- 报告 ID：通常为 0x01
- 按键状态：第 1 字节，每 bit 对应一个按键
- Bit 0: 左键 (0x01)
- Bit 1: 右键 (0x02)
- Bit 2: 中键 (0x04)
- X/Y 位移：第 2/3 字节，8 位有符号整数 (范围 - 128~127)，表示相对移动像素
- 滚轮：第 4 字节，正数表示向下滚动，负数表示向上滚动
示例：
- 左键按下：[0x01][0x01][0x00][0x00]
- 右键按下：[0x01][0x02][0x00][0x00]
- 中键按下：[0x01][0x04][0x00][0x00]
- 左键按下且向右移动 32 像素：[0x01][0x01][0x20][0x00]
2、鼠标按键功能详解
2.1 单击 (Click)
定义：按下按键后 100ms 内释放
指令序列：
- 按下按键：[0x01][按键位][0x00][0x00]
- 例：左键按下：[0x01][0x01][0x00][0x00]
- 释放按键：[0x01][0x00][0x00][0x00]
应用场景：
- 选择文件 / 图标
- 点击网页链接
- 确认对话框
2.2双击 (Double Click)
定义：两次连续单击，间隔在 300ms 内
指令序列：
// 第一次单击 [0x01][按键位][0x00][0x00] // 按下 [0x01][0x00][0x00][0x00] // 释放(100ms内) // 间隔<300ms ... // 第二次单击 [0x01][按键位][0x00][0x00] // 按下 [0x01][0x00][0x00][0x00] // 释放(100ms内) |
应用场景：
- 打开文件 / 应用程序
- 文字 / 段落选中
- 地图 / 图像缩放 (双击放大)
2.3 长按 (Long Press/Hold)
定义：按键按下持续时间≥500ms
指令序列：
- 按下按键：[0x01][按键位][0x00][0x00]
- 保持按下状态 (每 100-200ms 发送一次报告)：
[0x01][按键位][0x00][0x00] // 持续发送以保持连接 |
- 释放按键：[0x01][0x00][0x00][0x00]
应用场景：
- 上下文菜单 (右键长按)
- 文件拖放 (左键长按 + 移动)
- 游戏角色持续移动
- 特殊功能激活 (如截图、录音)
2.4 组合按键 (Composite Buttons)
定义：同时按下多个按键
指令序列：
[0x01][按键组合][0x00][0x00] |
按键组合示例：
- 左右键同时按下：[0x01][0x03][0x00][0x00](0x01|0x02=0x03)
- 三键同时按下：[0x01][0x07][0x00][0x00](0x01|0x02|0x04=0x07)
应用场景：
- 游戏快捷键
- 专业软件特殊操作
- 系统级功能 (如截图、强制退出)
3、鼠标移动与滚轮指令
3.1 鼠标移动
指令格式：
[0x01][0x00][X位移][Y位移] |
位移编码：
- 正数：X 向右，Y 向下
- 负数：X 向左，Y 向上
- 示例：向右移动 100 像素：[0x01][0x00][0x64][0x00]
3.2. 滚轮操作
指令格式：
[0x01][0x00][0x00][0x00][滚轮值] // 5字节格式 |
- 滚轮值 > 0：向下滚动
- 滚轮值 < 0：向上滚动
- 示例：向下滚动 3 格：[0x01][0x00][0x00][0x00][0x03]
4、实战应用示例
4.1 完整左键单击流程
// 1. 按下左键 [0x01][0x01][0x00][0x00] // 2. 短暂停留(20-100ms) ... // 3. 释放左键 [0x01][0x00][0x00][0x00] |
4.2 双击实现 (左键)
// 第一次单击 [0x01][0x01][0x00][0x00] // 按下 [0x01][0x00][0x00][0x00] // 释放(50ms后) // 间隔(100ms) ... // 第二次单击 [0x01][0x01][0x00][0x00] // 按下 [0x01][0x00][0x00][0x00] // 释放(50ms后) |
4.3 长按实现 (右键)
// 1. 按下右键 [0x01][0x02][0x00][0x00] // 2. 保持按下状态(每150ms发送一次) [0x01][0x02][0x00][0x00] // 150ms后 [0x01][0x02][0x00][0x00] // 300ms后 [0x01][0x02][0x00][0x00] // 450ms后 // 3. 500ms后释放(触发长按事件) [0x01][0x00][0x00][0x00] |
5、指令注意事项与实现要点
5.1报告发送频率：
- 按键状态变化时立即发送
- 持续按下时建议每 100-200ms 发送一次以保持连接
- 移动时根据位移速度调整频率 (最高 1000Hz)
5.2消抖处理：
- 按键检测添加 10-30ms 消抖延迟，防止误触发
5.3兼容性考虑：
- 确保报告 ID 正确 (通常为 0x01)
- 严格遵循 4/5 字节格式
- 位移值控制在 - 128~127 范围内
5.4低功耗优化：
- 无操作时进入低功耗模式
- 减少不必要的报告发送
- 总结与资源
蓝牙 HID 指令集是 USB HID 协议的无线实现，主要包括报告指令（数据传输）、控制指令（配置管理）和协议指令（连接管理）。
蓝牙 HID 鼠标通过标准 4/5 字节报告实现各种功能，核心在于按键状态位编码和位移数据的正确传输。掌握单击 (按下 - 释放)、双击 (两次快速单击)、长按 (持续按下 > 500ms) 和组合按键的指令序列，即可实现完整的鼠标交互功能。实际应用中，建议结合设备特性和主机需求，优化报告发送策略以平衡性能和功耗。
注：蓝牙 HID 协议完全兼容 USB HID 标准，因此上述指令同样适用于 USB 有线鼠标。
完整指令细节可参考以下官方文档：
- 蓝牙 SIG 官方文档：
- Human Interface Device Profile (HID Profile)
- HID over GATT Profile (HOGP)
- USB-IF 官方文档：
- Device Class Definition for HID 1.11
- HID Usage Tables 1.22
注：本指南基于蓝牙 HID 1.1.1 和 HOGP 1.1 标准整理，部分厂商可能有自定义扩展指令。如需特定设备的完整指令集，建议参考对应设备的官方开发文档或蓝牙 SIG 会员专区获取完整规范。
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