基于GNU Radio和USRP的SDR低能耗蓝牙(BLE)转储器

本文的前提是已经安装好UHD和GNU Radio，如果还未安装，请参考：双系统安装Ubuntu16.04+uhd+gnuradio USRP B210环境配置

一、下载ble_dump

项目地址：https://github.com/drtyhlpr/ble_dump

cd ~/Downloads
git clone https://github.com/drtyhlpr/ble_dump.git

下载后可以在Downloads/ble_dump/grc文件夹中找到.grc流图和.py文件。
直接打开会发现Missing Block，正常使用需要安装gr-osmosdr。

用法：

扫描BLE咨询通道（37、38、39）并将收到的数据包保存到PCAP文件中：

./ble_dump.py -o /tmp/dump1.pcap

扫描BLE咨询通道（37、38、39）并将收到的数据包发送到FIFO：

mkfifo /tmp/fifo1
./ble_dump.py -o /tmp/fifo1

在Wireshark中显示来自FIFO的BLE数据包：

wireshark -S -k -i /tmp/fifo1

二、安装gr-osmosdr扩展

-- ######################################################
-- # Gnuradio enabled components                         
-- ######################################################
--   * Python support
--   * Osmocom IQ Imbalance Correction
--   * sysmocom OsmoSDR
--   * FUNcube Dongle
--   * FUNcube Dongle Pro+
--   * IQ File Source & Sink
--   * Osmocom RTLSDR
--   * RTLSDR TCP Client
--   * Ettus USRP Devices
--   * Osmocom MiriSDR
--   * HackRF & rad1o Badge
--   * nuand bladeRF
--   * RFSPACE Receivers
--   * AIRSPY Receiver
--   * SoapySDR support
--   * Red Pitaya SDR
--   * FreeSRP support
-- 
-- ######################################################
-- # Gnuradio disabled components                        
-- ######################################################
-- 
-- Building for version: 0.1.5 / 0.1.5
-- Using install prefix: /usr/local

gr-osmosdr有许多的扩展组件，可以根据实际需要安装并启用，这些扩展并不能直接让GNURadio控制硬件，需要安装SDR相应的驱动。以上是所有扩展都安装成功的情况下cmake后的信息。

其中以下5个扩展在安装gr-osmosdr的时候就被启用了：

IQ File Source & Sink
RTLSDR TCP Client
RFSPACE Receivers
Red Pitaya SDR
FUNcube Dongle

由于我们只需要使用USRP，因此只要安装Ettus USRP Devices对应的包即可，其他可以忽略。

下面说明了如何安装及启用每个扩展：

1.Python support

sudo apt-get -y install python-dev
sudo apt-get -y install swig

2.Osmocom IQ Imbalance Correction && FUNcube Dongle Pro+

sudo apt-get -y install gr-fcdproplus

3.sysmocom OsmoSDR

sudo apt install libosmosdr-dev

4.Osmocom RTLSDR

sudo apt install librtlsdr-dev

5.Ettus USRP Devices

sudo apt-get -y install libuhd-dev

6.Osmocom MiriSDR

sudo apt install libmirisdr-dev

7.HackRF & rad1o Badge

sudo apt install libhackrf-dev

8.nuand bladeRF

sudo apt -y install libbladerf-dev

9.AIRSPY Receiver

sudo apt install libairspy-dev

10.SoapySDR support

sudo apt-get -y install libsoapysdr-dev

11.FreeSRP support

#sudo apt-get -y install libboost-all-dev  #已经安装过的不用再安装
sudo apt-get -y install build-essential libusb-1.0-0-dev 
git clone https://github.com/FreeSRP/libfreesrp.git
cd libfreesrp && mkdir build && cd build
cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release && make && sudo make install

三、安装gr-osmosdr

参考：osmocom Gnu Radio Blocks

git clone git://git.osmocom.org/gr-osmosdr
cd gr-osmosdr/

gr-osmosdr的版本需要和gnuradio的版本相同。使用gnuradio-config-info --version查看gunradio的笔记本信息，如果gnuradio版本为3.7，需要切换到gr3.7分支：

git checkout gr3.7

然后对源码进行编译：

mkdir build
cd build/
cmake ../

出现以下信息表明编译成功，可以根据需要启用或禁用组件：

然后使用以下命令进行安装：

make 
sudo make install
sudo ldconfig

安装完成后原来的Missing Block key:osmosdr source问题解决

直接运行出现警告：

修改osmocom Source的DC Offset Mode，设为Automatic，同时将Bandwidth设为1000000，即1M：

修改完后运行以下命令：

cd ~/Downloads/ble_dump
sed -i -e "s/message_sink_msgq_out,/message_queue,/" -e "s/message_sink_msgq_out = virtual_sink_msgq_in/self.message_queue = message_queue/" ./grc/gr_ble.py

再运行流图：

四、出错及解决方法汇总

1. Missing Block key:osmosdr source

参考：gnuradio companion 找不到第三方模块gr-osmosdr的问题

该博客的方法需要修改/etc/gnuradio/conf.d/grc.conf文件，而在我的电脑上不存在/etc/gnuradio/文件夹，查找后发现该文件在我的电脑上的路径为/usr/local/etc/gnuradio/conf.d/grc.conf，找到后使用以下命令修改文件内容：

sudo gedit /usr/local/etc/gnuradio/conf.d/grc.conf

打开文件后发现local_blocks_path 一项为空：

复制上一行global_blocks_path的路径粘贴过来即可：local_blocks_path = /usr/local/share/gnuradio/grc/blocks

2. gr-osmosdr在cmake时出错：

由于我的gnuradio版本为3.7，跟着教程切换到了gr3.6的分支，导致编译出错，使用git checkout gr3.7切换到gr3.7分支即可正常编译。

3. gr-osmosdr在make时出错：

注意到error都跟bladerf有关，检查后发现通过sudo apt-get install libbladerf-dev安装的libbladerf-dev版本为0.2016.01，可能过于老旧，在https://launchpad.net/ubuntu/+source/bladerf下载最新稳定版libbladerf-dev(amd64)，使用

sudo dpkg -i libbladerf-dev_0.2019.07-4build1_amd64.deb安装，出错：

根据提示需要先安装libbladerf2，同理在上面的网址下载libbladerf2(amd64)，然后使用以下命令先安装libbladerf2再安装libbladerf：

sudo dpkg -i libbladerf2_0.2019.07-4build1_amd64.deb
sudo dpkg -i libbladerf-dev_0.2019.07-4build1_amd64.deb

安装后重新：

cmake ../ && make && sudo make install