1。概要
1.1Bluetooth低エネルギーの概要
1.1.1、用語
BLE：Bluetooth低エネルギー、Bluetooth低エネルギー。
L2CAP：論理リンク制御および適応プロトコル、Bluetoothトランスポートレイヤープロトコル。
ATT：属性送信プロトコル、BLE専用送信プロトコル。
GATT：基本属性仕様、BLE専用仕様、ユーザーはGATTに基づいてサービスを定義できます。
BAS：バッテリーサービス、GATTに基づいて公式のBluetooth組織によって定義されたバッテリーのサービス。
HIDS：HIDサービス、GATTに基づいて、公式のBluetooth組織によって定義された人間とコンピューターの相互作用（マウスとキーボードなど）のためのサービス。
1.1.2契約の概要
BLE Bluetooth低エネルギーは、Bluetooth 4.0によって追加されたBluetoothプロトコルです。これは、従来のBluetoothとは独立して存在できる独自の物理層、トランスポート層、およびアプリケーション層を定義します。低消費電力と低コストの特性により、現在広く使用されています。BLEBluetoothプロトコルのアーキテクチャは次のとおりです。
BLEプロトコルの物理層にはリンク層とRadio2が含まれます。無線は物理チャネル、変調モード、伝送速度などを定義します。標準のBLE伝送速度は1Mbit / Sで、Bluetooth5.0は2Mbit / S高速モードと500Kbit / sを追加します。 125Kbit / S長距離伝送モード。リンクレイヤーレイヤーは、低電力Bluetoothデバイスの接続パラメーターを検出、接続、およびネゴシエートする方法を定義します。
BLEプロトコルのトランスポートレイヤーには、L2CAPとATT2の部分が含まれます。BLEのL2CAPは、従来のBluetoothの定義を直接借用し、固定CIDを使用して、使用の難しさを簡素化します。ATTは、アプリケーションデータの相互作用を定義するBLEBluetooth低エネルギーのトランスポートレイヤーです。
BLEのアプリケーション層プロトコルはGATTです。GATTはサービスと属性の概念を定義し、ATTプロトコルを使用してサービスの検出と属性の読み取りと書き込みをマップします。また、GATTに基づいて、Bluetoothの公式組織は、BAS（バッテリーサービス）、HIDS（ワイヤレスキーボードおよびマウスサービス）などを定義しています。これらのサービスに準拠することで、Bluetoothベースのアプリケーション間の通信が容易になります。
BLEプロトコルには、BLEデバイス間のキーネゴシエーションとデータ暗号化を定義するSMPセキュリティ部分もあります。
1.2、BLE携帯電話アプリケーション
Bluetoothの公式組織は、広く使用されているHIDSなどのいくつかのサービスを除いて、多数のGATTサービスを定義していますが、他のサービスはあまり一般的に使用されていません。BLEの最も一般的なアプリケーションは、デバイスと携帯電話の間の通信です。カスタムサービスと属性を介して、携帯電話アプリケーションとデバイスの間でデータを交換できます。
1.3、HaaSBluetoothプロトコルスタック
HaaS100メインチップは、従来のBluetoothとBLE低エネルギーBluetoothをサポートするBluetooth4.2デュアルモードチップを内蔵した高性能SoCです。HaaS100のソフトウェアSDKは、BLEおよび従来のBluetoothを操作できるデュアルモードBluetoothプロトコルスタックも提供します。プロトコルスタックは、次のパスにあります。
コンポーネント/ワイヤレス/ Bluetooth / bt_stack
デュアルモードBluetoothプロトコルスタックはより複雑で、より多くのリソースを占有します。ユーザーがBLE低エネルギーBluetoothのみを使用したい場合は、構成項目で従来のBluetooth機能の一部を無効にできますが、デュアルモードプロトコルスタックのリソース占有を減らすことは困難です。
この状況では、別のBLE低エネルギーBluetoothプロトコルスタックコンポーネントを使用できます。プロトコルスタックは次のパスにあります。
コンポーネント/ワイヤレス/ Bluetooth / ble_host
2、BLE上手
2.1、BLEデモ
ユーザーの便宜のために、HaaSプロジェクトにBLEデモを追加しました。コードパスは次のとおりです。
アプリケーション/例/ BLE_demo
BLE Demoは、BLE低電力Bluetoothコンポーネントを使用してリソースの占有を減らし、BLEブロードキャストおよびBLEGATTデータインタラクションサービスを実現します。
ユーザーは次のコマンドを実行してファームウェアを生成できます
aos make BLE_demo @ haas100 -c config
作る
次の章では、BLEデモでBLEプロトコルスタックの機能を紹介します。
2.2、BLEプロトコルスタックの使用
BLEプロトコルスタックを使用するには、アプリケーションaos.mkを次のように変更する必要があります。
1：COMPONENTSは、次のコンポーネントを追加しますble_host_comp
2：GLOBAL_DEFINESは、次の定義CONFIG_BTを追加します
その後、アプリケーションでBluetoothプロトコルスタックを初期化できます
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;
}初期化が成功した後、プロトコルスタックのコールバックを登録して、Bluetoothプロトコルスタックのイベントを受信できます。
ret = ble_stack_event_register(&ble_cb);
if(ret) {
return -1;
}2.2.1、BLEブロードキャスト
BLEブロードキャストは一般的な機能です。デバイスがブロードキャストした後、携帯電話で検索して接続できます。BLEブロードキャストを有効にするには、Bluetoothの初期化後にプロトコルスタックのブロードキャストインターフェイスを呼び出すことができます。BLEデモの参照コードは次のとおりです。
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(¶m);
if (ret) {
EXAMPLE_TRACE_ERROR("adv start fail %d!", ret);
} else {
EXAMPLE_TRACE_INFO("adv start!");
}2.2.2、BLEの相互作用
BLEの相互作用はGATTサービスに基づいています。データ相互作用のためにBLEデモで次のGATTサービスを定義します。
| サービスUUID |
FFE0 |
| チャーリード |
FFF1 |
| チャーライト |
FFF2 |
| Char Notify |
FFF3 |
参照コードは次のとおりです
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);デバイスが接続されると、GATTサービスリストでこの独自のサービスを見つけることができ、このサービスの属性アイテムにアクセスできます。
3.実際の測定
3.1、ソフトウェアの準備
テストを容易にするために、携帯電話にBLEデバッグツールをダウンロードできます。より一般的なものはNRFConnectです。
3.2。テストプロセス
3.2.1、サービス接続
ファームウェアがHaaS100開発ボードに書き込まれて再起動すると、HaaS開発ボードに次の印刷物が表示されます。
[INFO] adv start！
NRF Connectを開き、[スキャン]をクリックすると、次のようにHaaSBLEデバイスが見つかります。
次に、HaaS BLEデバイスの接続ボタンをクリックすると、デバイスのGATTサービスリストが表示されます。次の図に示すように、ffe0のサービスはカスタムサービスです。
このサービスをクリックして展開すると、3つの属性アイテムfff1、fff2、およびfff3が表示されます。
3.2.2、属性アイテムの読み取り
fff1は、私たちが定義した読み取り属性です。この属性の値は、コードで設定されます。
uint8_t example_gatt_read_char[16] = "HaaS Read";読み取り矢印をクリックして、この属性アイテムの属性値を取得します。次の図に示すように、これは属性値のASCIIコードです。
3.2.3、属性アイテムの書き込み
fff2は、私たちが定義した書き込み属性です。次の図に示すように、書き込み矢印をクリックして、書き込む値を入力します。
[送信]をクリックすると、HaaS開発ボードのプリントアウトに対応する受信があることがわかります。
4.まとめ
さらに技術的なサポートが必要な場合は、Dingding DeveloperGroupに参加できます
テクノロジーとソリューションの詳細については、AliyunAIoTホームページhttps://iot.aliyun.com/をご覧ください。