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HaaS100低功耗蓝牙体验

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丁翼 发表于 2020-12-31 17:52:32 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
1、概述

1.1、低功耗蓝牙简介

1.1.1、术语
BLE:         Bluetooth Low Energy,低功耗蓝牙。
L2CAP:     逻辑链路控制与适配协议,蓝牙传输层协议。
ATT:         属性传输协议,BLE专属传输协议。
GATT:       基础属性规范,BLE专属规范,用户可以基于GATT界说服务。
BAS:         电池服务,蓝牙官方组织界说的用于电池的服务,基于GATT。
HIDS:        HID服务,蓝牙官方组织界说的用于人机交互的服务(鼠标键盘等),基于GATT。
 
1.1.2、协议先容
BLE低功耗蓝牙是蓝牙4.0版本增加的一个蓝牙协议,其界说了自己的物理层,传输层与应用层,可以独立于经典蓝牙存在,由于其低功耗低成本的特点,现在使用广泛。如下是BLE蓝牙协议的架构:

BLE协议的物理层包括Link Layer和Radio2部门,Radio界说了物理信道,调制模式,传输速率等,标准的BLE传输速率是1Mbit/S,蓝牙5.0增加了2Mbit/S高速率模式和500Kbit/s和125Kbit/S的长隔断传输模式;Link Layer层界说了低功耗蓝牙设备见如何发现,毗连,以及毗连参数的协商。
BLE协议的传输层包括L2CAP和ATT2部门,BLE的L2CAP直接借用了经典蓝牙的界说并使用固定CID的方式简化使用难度,ATT则是BLE低功耗蓝牙的传输层,界说了应用数据如何交互的
BLE的应用层协议为GATT,GATT界说了服务与属性的概念,并使用ATT协议映射服务的发现与属性的读写。而基于GATT,蓝牙官方组织界说了诸如BAS(电池服务),HIDS(无线键鼠服务)。遵守这些服务使得基于蓝牙的应用间互联互通很容易。
BLE协议尚有一个SMP安全部门,其界说了BLE设备间的密钥协商与数据加密。
 
1.2、BLE手机应用

虽然蓝牙官方组织界说了大量的GATT服务,但除了少量服务如HIDS使用范围较广外,其他服务并不是很常用。而BLE最常见的应用是设备与手机之间的通信,通过自界说服务与属性,可以在手机应用与设备之间交互数据。
 
1.3、HaaS的蓝牙协议栈

HaaS100主芯片是一块高性能SoC,其内置了蓝牙4.2双模芯片,支持经典蓝牙和BLE低功耗蓝牙。HaaS100的软件SDK也提供了一个双模蓝牙协议栈,可以操作BLE和经典蓝牙。协议栈位于如下路径:
components/wireless/bluetooth/bt_stack
 
双模蓝牙协议栈比力复杂,占用资源较多,如果用户仅想使用BLE低功耗蓝牙,可以在设置项中关闭经典蓝牙部门功能,但双模协议栈的资源占用很难降下来。
对于这种情况,可以使用我们另一个BLE低功耗蓝牙协议栈组件,协议栈位于如下路径:
components/wireless/bluetooth/ble_host
 
2、BLE上手

2.1、BLE Demo

为了方便用户使用,我们在HaaS的工程中增加了一个BLE的demo,代码路径如下
application/example/BLE_demo
 
BLE Demo使用BLE低功耗蓝牙组件,低落资源占用,实现了BLE广播和BLE的GATT数据交互服务。
用户可以执行如下指令生成固件
aos make BLE_demo@haas100 -c config
aos make
 
下一章节,我们先容一下BLE Demo中BLE协议栈的各个功能。
2.2、BLE协议栈使用

要使用BLE协议栈,需要修改应用的aos.mk如下2点:
1: COMPONENTS增加如下组件ble_host_comp

2: GLOBAL_DEFINES增加如下界说CONFIG_BT

 
之后,可以在应用中做蓝牙协议栈的初始化
  1.     int ret;    dev_addr_t addr = {DEV_ADDR_LE_RANDOM, DEVICE_ADDR};    init_param_t init = {        .dev_name = EXAMPLE_BLE_DEV_NAME,        .dev_addr = &addr,   //&addr,        .conn_num_max = 1,    };    aos_msleep(1*1000);    /* we need first init hci driver */    hci_h4_driver_init();    /* bt stack init */    ret = ble_stack_init(&init);    if (ret) {        EXAMPLE_TRACE_ERROR("ble_stack_init!, ret = %x\r\n", ret);        return -1;    }
复制代码
初始化成功后,可以注册一个协议栈的回调,用于吸收蓝牙协议栈的事件。
  1.     ret = ble_stack_event_register(&ble_cb);    if(ret) {        return -1;    }
复制代码
2.2.1、BLE广播
BLE广播是一个常用功能,设备举行广播后可被手机搜寻并毗连。要启用BLE广播,可以在蓝牙初始化后调用该协议栈的广播接口,BLE Demo中的参考代码如下。
  1.     ad_data_t ad[2] = {0};    ad[0].type = AD_DATA_TYPE_FLAGS;    ad[0].data = (uint8_t *)&g_adv_flag;    ad[0].len = 1;    ad[1].type = AD_DATA_TYPE_UUID16_ALL;    ad[1].data = (uint8_t *)g_uuid16_list;    ad[1].len = sizeof(g_uuid16_list);//    ad[2].type = AD_DATA_TYPE_NAME_COMPLETE;//    ad[2].data = g_adv_name;//    ad[2].len = sizeof(g_adv_name);    adv_param_t param = {        .type = ADV_IND,        .ad = ad,        .sd = NULL,        .ad_num = BLE_ARRAY_NUM(ad),        .sd_num = 0,        .interval_min = ADV_FAST_INT_MIN_1,        .interval_max = ADV_FAST_INT_MAX_1,        .filter_policy = 0,        .channel_map = 7,        .direct_peer_addr = NULL,    };    int ret = ble_stack_adv_start(&param);    if (ret) {        EXAMPLE_TRACE_ERROR("adv start fail %d!", ret);    } else {        EXAMPLE_TRACE_INFO("adv start!");    }
复制代码
2.2.2、BLE交互
BLE的交互基于GATT服务,我们在BLE Demo中界说如下GATT服务,用于数据交互
Service UUID
FFE0
Char Read
FFF1
Char Write
FFF2
Char Notify
FFF3
参考代码如下
  1. gatt_attr_t  g_example_BLE_gatt_attrs[] = {    BT_GATT_PRIMARY_SERVICE(UUID_VENDOR_SERVICE),    /* READ CHAR */    BT_GATT_CHARACTERISTIC(UUID_VENDOR_CHAR_READ, BT_GATT_CHRC_READ,                            BT_GATT_PERM_READ,                             example_char_read_cb, NULL,                             &example_gatt_read_char),    /* WRITE CHAR */    BT_GATT_CHARACTERISTIC(UUID_VENDOR_CHAR_WRITE, BT_GATT_CHRC_WRITE,                            BT_GATT_PERM_WRITE,                            NULL, example_char_write_cb,                            &example_gatt_write_char),    /* NOTIFY CHAR */    BT_GATT_CHARACTERISTIC(UUID_VENDOR_CHAR_NOTIFY, BT_GATT_CHRC_READ|BT_GATT_CHRC_NOTIFY,                            BT_GATT_PERM_READ,                            example_char_notify_cb, NULL,                            &example_gatt_notify_char),    BT_GATT_CCC_MANAGED(&example_gatt_notify_ccc, BT_GATT_PERM_READ | BT_GATT_PERM_WRITE),};static struct bt_gatt_service g_example_BLE_gatt_service = BT_GATT_SERVICE(g_example_BLE_gatt_attrs);
复制代码
当设备毗连后,可以在GATT服务列表中找到这个自有服务,并可以访问这个服务中的属性项。
 
3、实测

3.1、软件准备

为方便测试,我们可以在手机端下载BLE调试工具,比力常见的如NRF Connect。
 
3.2、测试流程

3.2.1、服务毗连
固件烧录到HaaS100的开辟板后重启,可看到HaaS开辟板出现如下打印
[INFO]adv start!
 
此时打开NRF Connect,点击扫描,可以找到HaaS BLE设备,如下

然后点击HaaS BLE设备的毗连键,可以看到设备的GATT服务列表,其中ffe0的服务就是自界说服务,如下图

点击此服务展开,可以看到fff1,fff2以及fff3这3个属性项。
3.2.2、属性项读取
fff1为我们界说的读取属性,代码中设置此属性值为
  1. uint8_t example_gatt_read_char[16] = "HaaS Read";
复制代码
点击读取箭头,即可获取到这个属性项的属性值,如下图所示,为属性值的ASCII码

3.2.3、属性项写入
fff2为我们界说的写入属性,点击写入箭头,即可填写需要写入的值,如下图所示

点击发送后,可以看到HaaS开辟板的打印输出有对应的吸收。

4、总结

如需更多技能支持,可参加钉钉开辟者群

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来源:https://blog.csdn.net/HaaSTech/article/details/111939387
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