【EsDA應(yīng)用】藍(lán)牙服務(wù)端節(jié)點詳解

藍(lán)牙作為一種近距離無線通信技術(shù)，被廣泛使用在汽車，智能家居和醫(yī)療等領(lǐng)域中。本文主要介紹如何通過EsDA開發(fā)套件，快速實現(xiàn)藍(lán)牙服務(wù)器的相關(guān)應(yīng)用業(yè)務(wù)。

簡介

前面文章講解了ble_client的相關(guān)節(jié)點和業(yè)務(wù)處理，有興趣的可以跳轉(zhuǎn)鏈接【EsDA應(yīng)用】藍(lán)牙客戶端節(jié)點詳解去查看。

本文主要基于MPC_ZC1開發(fā)板以及可將節(jié)點進(jìn)行拖拽連接的圖形化設(shè)計工具AWFlow Designer，著重對UIS8910DM平臺的板載藍(lán)牙的配套節(jié)點以及示例進(jìn)行講解。本文除了對ble_server設(shè)備端節(jié)點進(jìn)行詳細(xì)闡述還有以MPC_ZC1開發(fā)板做藍(lán)牙服務(wù)器的相關(guān)應(yīng)用業(yè)務(wù)介紹如：定義支持的服務(wù)，發(fā)布服務(wù)器以便遠(yuǎn)程客戶端可連接，響應(yīng)讀取和寫入請求等。

節(jié)點介紹

因藍(lán)牙服務(wù)端節(jié)點中的屬性數(shù)量過多，所以本節(jié)只介紹幾個重點屬性，其他的屬性內(nèi)容詳見AWFlow Designer上相關(guān)節(jié)點的幫助文檔。

1. 配置節(jié)點1.1 ble_server創(chuàng)建BLE服務(wù)端設(shè)備，保存用戶傳入的廣播配置。1.1.1 屬性

• 發(fā)現(xiàn)模式：值為0表示不可發(fā)現(xiàn)模式；值為1表示有限可發(fā)現(xiàn)模式；值為2表示普通可發(fā)現(xiàn)模式。
• 廣播類型：值為0表示可連接的非定向廣播；值為1表示可連接的定向廣播；值為2表示不可連接的非定向廣播；值為3表示可掃描的非定向廣播。
• 廣播信道：廣播通道映射在37、38、39通道通信。值為0時表示通道37被使用，值為1時表示通道38被使用，值為2時表示通道39被使用。

• 廣播的過濾策略：

值為0時表示處理所有設(shè)備的掃描和連接請求；

值為1時表示處理所有設(shè)備的連接請求和只有白名單上的設(shè)備的掃描請求；

值為2時表示處理所有設(shè)備的掃描請求和只有白名單上的設(shè)備的連接請求；

值為3時表示只處理在白名單上的設(shè)備的掃描和連接請求。

• SMP配對模式的參數(shù)：

smp_pair_mode	io_cap	安全等級
SECURE_CONNECTION_PASSKEY	KEYBOARD_DISP	最高
SECURE_CONNECTION_JUSTWORK	NOIN_NOOUT	次之
LEGACY_PASSKEY	KEYBOARD_DISP	第三
LEGACY_JUSTWORK	NOIN_NOOUT	最低

• 支持的服務(wù)個數(shù)：支持提供的服務(wù)個數(shù),需要與流圖中添加的服務(wù)數(shù)量一致。* 配置節(jié)點無輸入輸出。

2. 服務(wù)端節(jié)點2.1 ble_server_service2.1.1 屬性

• BLE服務(wù)端配置節(jié)點：關(guān)聯(lián)到的BLE服務(wù)端配置節(jié)點。
• 服務(wù)UUID：支持提供服務(wù)的UUID。支持2個字節(jié)或16個字節(jié)，按照小端模式依次用逗號隔開。
• 支持服務(wù)的特征相關(guān)屬性：

特征值的格式	特征聲明的性質(zhì)	特征值的權(quán)限
短UUID	廣播屬性	可讀
修補(bǔ)長度	讀屬性	可寫
寫通知	不帶回復(fù)的寫屬性	讀取認(rèn)證
組	帶回復(fù)的寫屬性	讀取授權(quán)
沖突通知	通知屬性	讀取加密
追加寫	指示屬性	讀取認(rèn)證文件
	簽名認(rèn)證的寫屬性	寫認(rèn)證
	擴(kuò)展屬性	寫授權(quán)
		寫加密
		寫認(rèn)證文件
		只允許經(jīng)典藍(lán)牙訪問

2.1.2 輸入

• payload：輸入數(shù)據(jù)。傳入特征值數(shù)據(jù)，可以使用“fscript”節(jié)點作為前級節(jié)點，設(shè)置需要寫入的數(shù)據(jù)。

• payloadLength：輸入數(shù)據(jù)。傳入特征值數(shù)據(jù)的長度，可以使用“fscript”節(jié)點作為前級節(jié)點，設(shè)置需要寫入的數(shù)據(jù)長度，最大不超過255。

2.1.3 輸出本節(jié)點無實質(zhì)性數(shù)據(jù)輸出，其消費者節(jié)點一般是ble_server_adv節(jié)點。2.2 ble_server_adv

2.2.1 屬性

• BLE服務(wù)端配置節(jié)點：關(guān)聯(lián)到的BLE服務(wù)端配置節(jié)點。

• 藍(lán)牙本地設(shè)備名稱：藍(lán)牙服務(wù)端本地設(shè)備的名稱，代碼里自動將此參數(shù)加入到廣播數(shù)據(jù)包的類型為09的小數(shù)據(jù)包中。

廣播數(shù)據(jù)包最長31個字節(jié)，而這31個字節(jié)又被拆分成很多小數(shù)據(jù)包，每個小數(shù)據(jù)包代表一類廣播數(shù)據(jù)。

每個小數(shù)據(jù)包是由：length(數(shù)據(jù)長度)+type(類型)+data(數(shù)據(jù)內(nèi)容)構(gòu)成的。

• 需要廣播的每個小數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)長度：表示需要廣播的每個小數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)長度(數(shù)據(jù)內(nèi)容的字節(jié)長度+1)。因為格式是csv,所以多個數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)長度按順序用逗號來隔開。

• 需要廣播的每個小數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)類型：表示需要廣播的每個小數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)長度(數(shù)據(jù)內(nèi)容的字節(jié)長度+1)。多個數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)類型按順序用逗號來隔開。

• 掃描響應(yīng)的每個小數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)內(nèi)容：表示掃描響應(yīng)的每個小數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)內(nèi)容。多個數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)內(nèi)容按順序用逗號來隔開。

• 掃描響應(yīng)的每個小數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)類型：表示掃描響應(yīng)的每個小數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)類型，多個數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)類型按順序用逗號來隔開。具體的廣播數(shù)據(jù)包類型詳細(xì)信息可在網(wǎng)上進(jìn)行查閱。

• 數(shù)據(jù)類型為09表示本地設(shè)備名稱即屬性藍(lán)牙本地設(shè)備名稱，現(xiàn)已被后續(xù)代碼自動處理加入到了廣播數(shù)據(jù)包中。計算長度時需注意，如若廣播數(shù)據(jù)包超過最長31個字節(jié)的內(nèi)容，則截斷。

• 掃描響應(yīng)的每個小數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)內(nèi)容：表示掃描響應(yīng)的每個小數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)內(nèi)容。多個數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)內(nèi)容按順序用逗號來隔開。

  如：需要廣播的每個小數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)長度為0x02；需要廣播的每個小數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)類型為：0x01；需要廣播的每個小數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)內(nèi)容為：0x06。那么算上藍(lán)牙本地設(shè)備名稱:(BLE-ZC1)0x42,0x4c,0x45,0x2d,0x5a,0x43,0x31,

  那么最終的廣播數(shù)據(jù)包為0x08(數(shù)據(jù)長度),0x09(數(shù)據(jù)類型),

  0x42,0x4c,0x45,0x2d,0x5a,0x43,0x31(數(shù)據(jù)內(nèi)容BLE-ZC1),

  0x02(數(shù)據(jù)長度),0x01(數(shù)據(jù)類型),

  0x06(數(shù)據(jù)內(nèi)容),

  0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00

2.2.2 輸入

• ble_server_adv節(jié)點的輸入并無實際意義的輸入，由ble_server_service節(jié)點作為前級節(jié)點，進(jìn)入當(dāng)前節(jié)點的on_data虛函數(shù)中開啟廣播。

  * sink類型節(jié)點無輸出功能

??業(yè)務(wù)處理

定義支持的服務(wù)：由ble_server_service節(jié)點添加服務(wù)UUID和特征值UUID以及特征值數(shù)據(jù)；發(fā)布服務(wù)器，以便遠(yuǎn)程客戶端可連接：由ble_server_adv節(jié)點開啟廣播(在一個運(yùn)行程序中不能多次開啟廣播)后服務(wù)端藍(lán)牙準(zhǔn)備完成，開始等待客戶端藍(lán)牙設(shè)備連接；以及后續(xù)的響應(yīng)讀取和寫入請求。實現(xiàn)框圖如下所示。

1. 資源準(zhǔn)備

硬件上依舊如【EsDA應(yīng)用】藍(lán)牙客戶端節(jié)點詳解使用MPC_ZC1開發(fā)板作為服務(wù)器去廣播數(shù)據(jù)，軟件上使用可拖拽連線的圖形化設(shè)計工具AWFlow Designer去設(shè)計流圖以及手機(jī)app（BLE調(diào)試寶）作為客戶端進(jìn)行藍(lán)牙通信。

2. 添加節(jié)點并繪制流圖

添加timer，gpio，trigger，fscript，ble_server_service和ble_server_adv節(jié)點到畫布中，如下圖所示。

3. 配置節(jié)點

添加多個藍(lán)牙服務(wù)端的服務(wù)和特征值數(shù)據(jù)，并開啟藍(lán)牙廣播。需注意的是本藍(lán)牙模塊在程序運(yùn)行時不能重復(fù)多次開啟藍(lán)牙廣播，否則會打開藍(lán)牙失敗。

雙擊gpio節(jié)點的前驅(qū)timer節(jié)點，打開屬性面板設(shè)置定時周期(ms)，定時去讀取gpio的引腳電平狀態(tài)。修改完后點擊右上角的完成即可保存屬性配置。

雙擊gpio節(jié)點，配置屬性如下圖所示，根據(jù)需求選擇所需的gpio引腳，本章節(jié)使用的是P4.5，并設(shè)置為浮空輸入，用戶可根據(jù)自身需求設(shè)置該gpio引腳號。修改完后點擊右上角的完成即可保存屬性配置。

雙擊gpio的后繼節(jié)點fscript，功能代碼內(nèi)容的主要目的是讓后續(xù)的trigger節(jié)點只能被觸發(fā)一次，因P4.5的引腳默認(rèn)是低電平，且trigger節(jié)點被觸發(fā)只能收到msg.trigger_stop屬性消息，所以具體代碼如下。

if (msg.payload == 1) {
  msg.trigger_stop = "reset";
}

雙擊trigger節(jié)點，本節(jié)點主要目的是只一次觸發(fā)多個后繼節(jié)點，所以在此選擇等待被重置模式（Wait_to_be_reset_mode）在trigger被觸發(fā)前，不傳遞任何的消息給后繼節(jié)點。修改完后點擊右上角的完成即可保存屬性配置。

雙擊第一欄的fscript節(jié)點，本節(jié)點作為ble_server_service節(jié)點的前驅(qū)節(jié)點，所以具體內(nèi)容即ble_server_service的輸入組：payload(傳入的特征值數(shù)據(jù))，payloadLength(傳入的特征值數(shù)據(jù)的長度)。修改完后點擊右上角的完成即可保存屬性配置。

msg.payload = "hello";
set(msg.payloadLength, u16("5"));

雙擊第一欄的ble_server_service節(jié)點中的屬性：BLE服務(wù)端配置節(jié)點旁的鉛筆圖標(biāo)，屬性：BLE服務(wù)端配置節(jié)點在本流圖中只需要配置一遍即可，后續(xù)不再闡述。需注意的是支持的服務(wù)個數(shù)的屬性值必須與本流圖中所添加的服務(wù)個數(shù)數(shù)量一致，其他屬性參數(shù)可用demo流圖默認(rèn)值。修改完后點擊右上角的完成即可保存屬性配置。

雙擊第一欄的ble_server_service節(jié)點，只需要確定需要添加的服務(wù)UUID和特征值UUID，其他參數(shù)視具體情況而定，也可使用默認(rèn)的參數(shù)值。修改完后點擊右上角的完成即可保存屬性配置。

雙擊第二欄的fscript節(jié)點，其內(nèi)容與第一欄的fscript節(jié)點大體一致，都是作為ble_server_service節(jié)點的前驅(qū)節(jié)點，所以具體內(nèi)容即ble_server_service的輸入組：payload(傳入的特征值數(shù)據(jù))，payloadLength(傳入的特征值數(shù)據(jù)的長度)。修改完后點擊右上角的完成即可保存屬性配置。

msg.payload = "server";
set(msg.payloadLength, u16("6"));

雙擊第二欄的ble_server_service節(jié)點，其屬性與第一欄的ble_server_service節(jié)點大體一致，需要添加的服務(wù)UUID和特征值UUID不同，其他參數(shù)視具體情況而定，也可使用默認(rèn)的參數(shù)值。

服務(wù)UUID:

0xf5,0x89,0x9b,0x5f,0x80,0x00,0x00,0x80,0x00,0x10,0x00,0x00,0xfe,0x18,0x00,0x00

特征值UUID:

0xf5,0x89,0x9b,0x5f,0x80,0x00,0x00,0x80,0x00,0x10,0x00,0x00,0xfe,0xff,0x11,0x11

最后雙擊ble_server_adv節(jié)點，自行設(shè)置藍(lán)牙本地設(shè)備名稱，以及需要廣播的每個小數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)長度，類型，內(nèi)容和掃描的每個小數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)長度，類型，內(nèi)容。修改完后點擊右上角的完成即可保存屬性配置。

4. 下載驗證

下載流圖后可在BLE調(diào)試寶點擊藍(lán)牙服務(wù)選項對流圖提供的service進(jìn)行訪問，點擊每個service的左側(cè)箭頭，展開對各個service提供的特征進(jìn)行查看，還可對支持操作的特性進(jìn)行讀寫。

每次操作都會有相應(yīng)的日志信息，注意各服務(wù)UUID的聯(lián)系，實時日志如下所示。

BLE調(diào)試寶向特征值UUID為0x1111fffe寫入12 34 56，作為服務(wù)端板子的串口打印可顯示收到的相應(yīng)數(shù)據(jù)如下。

技術(shù)交流群長按識別如下二維碼可加入“EsDA嵌入式系統(tǒng)設(shè)計自動化交流群”，與志同道合的朋友交流，并有專業(yè)技術(shù)人員為您答疑解惑，如有問題可以咨詢小致微信：zlgmcu-888。