正十七 发表于 2019-3-25 09:47:09

NimBLE (蓝牙5.0协议栈)心率服务(HRS)使用

本帖最后由 正十七 于 2019-3-25 09:47 编辑


NimBLE (蓝牙5.0协议栈)心率服务(HRS)使用


书接上文，上回说到 NimBLE 是 Apache 基金会下的一个开源BLE 5.0协议栈，介绍了它的特点。这篇文章以心率计服务为例，介绍如何使用该协议栈。

https://www.amobbs.com/thread-5707843-1-1.html?_dsign=63ac8c7d

描述

HRS 例程提供一个模拟心率服务的应用，发送数据到手机APP端。

目录结构

HRS 相关代码位于 \NimBLE-latest\apps\blehr\src 目录下，主要文件就两个，blehr.c是例程的主要实现部分，gatt.c则根据SIG的规范，定义的 Heart-rate 服务。
结构如下

   blehr
      │
      ├─── blehr_sens.h
      ├─── blehr.c      /* 例程的主要实现 */
      └─── gatt.c       /* Heart-rate 服务定义 */

```

编译下载

该工程托管在github上，RTOS使用RT-Thread构建。刚开始提交的时候需要自己下载 RT-Thread 源码，设置路径，然后更新软件包，Menuconfig 选择功能等。

一通操作很繁琐，现在简化了流程，工程默认已经导入 RT-Thread 4.0 的源码，同时添加 NimBLE 的源码包，并且相关选项全部打开。因此，只需要使用 MDK5 双击打开工程，编译完成后，使用JLink或者调试手段烧录进52832的板子即可。

运行现象

使用串口调试助手或者其他终端软件连接板子的串口，需要注意串口的引脚号与自己实际的板子对应(driver/drv_uart.c中可以自行更改)。

系统启动后，会在终端软件中打印如下 logo 信息，然后输入命令 ble_hr 即可。


\ | /
- RT -   Thread Operating System
/ | \   4.0.0 build Mar 22 2019
2006 - 2018 Copyright by rt-thread team
hello world
msh />
msh />
msh />ble_hr
GAP procedure initiated: stop advertising.
GAP procedure initiated: advertise; disc_mode=2 adv_channel_map=0 own_addr_type=0 adv_filter_policy=0 adv_itvl_min=0 adv_itvl_max=0
msh />
此时心率服务已经启动，手机打开 nRF Master Control Panel APP，能够扫描到名为 blehr_sensor 的设备，连接之后，模拟的 Heart rate 示例开始运行。再次点击 Heart Rate Measurment 右侧的图标，设备会收到订阅事件，然后以通知的形式将模拟的心率数据源源不断的发送到手机端。如图：




也可以使用 Nordic 的另外一框小工具 ———— nRF Tools，能够更加形象表示模拟心率变化的过程，如图。



流程简介

简述一下代码流程，NimBLE 由于协议栈开放的缘故，代码层级和API设计简洁明了，几乎所有的例程及服务都遵循这一流程。


设置sync回调函数    ─────────────────> ble_hs_cfg.sync_cb = blehr_on_sync
   |
   |
    \|/
初始化定时器       ─────────────────> ble_npl_callout_init
   |
   |
    \|/
初始化gatt服务   ───────────────────> gatt_svr_init
   |
   |
    \|/
启动host主机协议栈────────────────> ble_hs_thread_startup
   |
   |                                                
    \|/                                                设置地址
sync回调中设置地址，开始广播 ──────────> blehr_on_sync   设置广播参数
   |                                                 设置GAP回调函数，开始广播                  
   |
   |
    \|/                                                 BLE_GAP_EVENT_CONNECT
GAP回调函数中，处理GAP事件 ───────────> blexx_gap_event   BLE_GAP_EVENT_DISCONNECT
                                                      BLE_GAP_EVENT_ADV_COMPLETE
                                                      BLE_GAP_EVENT_SUBSCRIBE



[*]sync同步回调函数

该函数是host全局结构 ble_hs_cfg的一个成员函数指针，在Host协议栈启动后第一时间被调用。因此在该函数中设置设备使用公有地址，同时设置广播参数，调用 ble_gap_adv_start，开始广播。在执行ble_gap_adv_start函数时，同时设置 GAP 系列事件的回调函数。


[*]gap_event 事件回调处理

在 gap 事件回调中，分别对连接、断开、广播完成以及订阅事件进行处理。
如上面演示所看到的，当手机作为主机，连接设备后，设备收到连接完成事件，停止广播；手机断开的时候，设备收到断开事件，此时继续调用开始广播函数，因此我们能够再次扫描到设备，重新进行连接。

当在手机点击获取数据的图标，设备收到订阅事件，然后复位定时器。定时器以1ms的周期，模拟心率消息，发送通知消息到手机，从而在手机上观察到变化的心率数据。

更详细的处理步骤，可以查阅源码，NimBLE 协议栈可读性比较高，易于理解。



sunnydragon 发表于 2019-3-26 19:42:27

厉害，不知道资源占用是多少？ 支持 52840 吗？

fenglove 发表于 2019-3-26 20:45:30

支持，BLE5.0

cqsrmxxzyx 发表于 2019-3-27 09:21:56

收藏一个，支持开源协议栈！
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