【环境专家之智能手表】Part11：手表绑定与解绑

w494143467 发表于 2021-6-26 12:41

1.介绍

首先第一步需要做手机与APP的绑定，其实主要是绑定手表，不让手表与其他用户进行连接，如果任何一个用户都可以连接手表的话，那肯定是不行的，所以需要有一个绑定与解绑的功能作为软连接的第一道门槛，只有绑定或校验成功之后，才能进行数据交互，否则不能进行数据交互，所以我就先实现该功能。

2.下位机设计

首先定义协议，目前只定义绑定和解绑的协议，后续设置名字，获取历史数据等协议等到后面开发的时候再进行设计，绑定和解绑协议如下图所示：



图1

ID需要掉电存储的，所以上电的时候需要读取EEPROM中的数据，那么初始化的代码如下：

<pre>
<code class="language-cpp">void phone_communication_init(void)
{
int32_t retval = 0;
//读取Flash中的ID
retval = I2CEeprom_Initialize(EEPROM_I2C_ADDR, EEPROM_PAGE_SIZE, &eeprom);
retval = I2CEeprom_Read(0, (uint8_t*)bind_id, sizeof(bind_id), &eeprom);
if (retval == I2C_EEPROM_OK)
{
eeprom_status = 0;
}
}</code></pre>

其中【eeprom_status】表示eeprom的状态，可能会因为长期使用，导致EEPROM损坏，所以当读取失败时，需要设置为下一块存储区域。

然后就是蓝牙的接收和发送了，蓝牙的接收在如下的代码中：

<pre>
<code class="language-cpp">static int BLE_ICS_GATTC_WriteReqInd(ke_msg_id_t const msg_id,
 struct gattc_write_req_ind const *param, ke_task_id_t const dest_id,
 ke_task_id_t const src_id)
{
//....

if (status == GAP_ERR_NO_ERROR)
{
 switch (att_num)
 {
 //....
 case ICS_IDX_RX_VALUE_VAL:
 if (param->length <= ICS_CHARACTERISTIC_VALUE_LENGTH)
 {
 memcpy(&cs_res.rx_value, param->value, param->length);
 cs_res.rx_value_length = param->length;
 phone_rec_data(param->value, param->length);
 }
 else
 {
 status = ATT_ERR_INVALID_ATTRIBUTE_VAL_LEN;
 }
 break;

 //....
 }
}

//....
}</code></pre>

其中【phone_rec_data】函数为我接收数据的函数，对于绑定和解绑的实现内容如下：

<pre>
<code class="language-cpp">void phone_rec_data(uint8_t *data, uint8_t length)
{
if(data == NULL || length == 0)
return;

switch(data)
{
case PHONE_BAND:
{
uint8_t send_buff = {PHONE_BAND_ACK, 0};
if(bind_id == 0)
{
memcpy(bind_id, &data, sizeof(bind_id));
I2CEeprom_Write(0, (uint8_t*)bind_id, sizeof(bind_id), &eeprom); //写入Flash
connect_state = 1;
}
else
{
if(memcmp(bind_id, &data, sizeof(bind_id)) == 0) //和绑定中的ID一致
{
send_buff = 1; //连接成功
connect_state = 1;
}
else
{
send_buff = 2; //ID与绑定ID对不上
}
}
phone_send_data(send_buff, sizeof(send_buff)); //回复绑定状态
break;
}
case PHONE_UNTIE:
{
uint8_t send_buff = {PHONE_UNTIE_ACK, 0};
if(bind_id == 0)
send_buff = 1; //已经没有绑定ID了
else
{
memset(bind_id, 0, sizeof(bind_id));
 I2CEeprom_Write(0, (uint8_t*)bind_id, sizeof(bind_id), &eeprom); //写入Flash
connect_state = 0;
}
phone_send_data(send_buff, sizeof(send_buff)); //回复解绑状态
break;
}
}
}</code></pre>

绑定的时候先判断是否已经有绑定ID，如果有则判断该手机绑定的ID与存储的ID是否相同，如果相同则绑定成功，如果不相同则绑定失败，只有连接成功之后才能进行解绑，解绑之后存储的ID会清除，其中【connect_state】变量为软连接成功标志位，只有当这个变量为1时才能进行设置与数据交互。

蓝牙发送采用的是Notify方式，直接调用【BLE_ICS_Notify】函数即可，这里我给它封装了一层，这样便于后期的修改与添加相关的功能。

<pre>
<code class="language-cpp">void phone_send_data(uint8_t *data, uint8_t length)
{
BLE_ICS_Notify(data, length); //发送给手机
}
</code></pre>

这样手机端的绑定与解绑功能就做完了。

3.APP设计

APP设计相对比较多，我就挑一些重点和大家说，首先是设备搜索界面（图2），这里会列出此次设计的所有手表蓝牙，最上方的输入框为过滤功能，主要是筛选出以【#R】为开头的蓝牙名称，因为所有手表都会以【#R】为开头，用户只能修改后面的内容。



图2

找到自己的设备之后，进入二级界面，也就是绑定与解绑界面，这里后续还会添加设置界面以及数据获取界面，由于不是专业做Android的，所以界面都是最原始的控件样式，界面显示如图3所示，最下面的是调试数据功能，主要打印出蓝牙通信的内容，方便调试。



图3

讲解完界面，就讲解一下代码部分，连接成功之后需要查找服务和特征值，通过其他调试软件查看到手表的服务和特征值如下图4所示：



图4

则定义如下的服务和特征值：

<pre>
<code class="language-java"> String remoteServiceUUID="e093f3b5-00a3-a9e5-9eca-40016e0edc24";
String writeCharacteristic = "e093f3b7-00a3-a9e5-9eca-40036e0edc24";
String notifyCharacteristic = "e093f3b6-00a3-a9e5-9eca-40026e0edc24";</code></pre>

定义完成之后，开一个回调读取【notifyCharacteristic】特征值中的内容就可以接收蓝牙的数据，往【writeCharacteristic】特征值中写入数据，这样蓝牙就可以收到手机发送的数据了。然后编写绑定和解绑按钮的Ckick事件，发送绑定和解绑命令，代码如下：

<pre>
<code class="language-java"> //发送手机绑定
 PhoneBindButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
 @Override
 public void onClick(View v) {
 byte[] buff = new byte;
 String Bind_ID_String;
 int Bind_ID_Int;

 Bind_ID_String = PhoneBindIDEdit.getText().toString();
 Bind_ID_Int = Integer.parseInt(Bind_ID_String);

 buff = 0x01;
 buff = (byte)(Bind_ID_Int / 100000 % 10 + 0x30);
 buff = (byte)(Bind_ID_Int / 10000 % 10 + 0x30);
 buff = (byte)(Bind_ID_Int / 1000 % 10 + 0x30);
 buff = (byte)(Bind_ID_Int / 100 % 10 + 0x30);
 buff = (byte)(Bind_ID_Int / 10 % 10 + 0x30);
 buff = (byte)(Bind_ID_Int % 10 + 0x30);

 Send_Data_Ble(buff, buff.length);
 Toast.makeText(mContext, "手机绑定连接", Toast.LENGTH_SHORT).show();
 }
 });

 DisBindButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {

 @Override
 public void onClick(View v){
 byte[] buff = new byte;

 buff = 0x03;

 Send_Data_Ble(buff, buff.length);
 Toast.makeText(mContext, "解除手机绑定", Toast.LENGTH_SHORT).show();
 }
 });</code></pre>

最后就是接收数据，通过接收到的数据修改状态（文本）即可，具体代码如下：

<pre>
<code class="language-java"> switch(ReceiveBuff)
 {
 case 0x02:
 if(ReceiveBuff == 0x00) {
 ConfigurationStateTextView.setTextColor(0xff0000ff);
 ConfigurationStateTextView.setText("绑定并连接成功");
 }
 else if(ReceiveBuff == 0x01) {
 ConfigurationStateTextView.setTextColor(0xff0000ff);
 ConfigurationStateTextView.setText("连接成功");
 }
 else {
 ConfigurationStateTextView.setTextColor(0xffff0000);
 ConfigurationStateTextView.setText("绑定失败");
 }
 break;
 case 0x04:
 if(ReceiveBuff == 0x00) {
 ConfigurationStateTextView.setTextColor(0xff0000ff);
 ConfigurationStateTextView.setText("解绑成功");
 }
 else {
 ConfigurationStateTextView.setTextColor(0xffff0000);
 ConfigurationStateTextView.setText("解绑失败");
 }
 break;
 }</code></pre>

这样APP的绑定和解绑功能就好了。

最终的效果如下图5所示：



图5

4.总结

手表的绑定和解绑其实属于数据通信部分，只要蓝牙能够进行数据通信，其实这一部分只是时间问题，没有什么困难，APP开发其实只要有模板，就不会有太大的问题，会修改就可以了，下一篇为设置蓝牙广播名称和手表时间。

soso 发表于 2021-6-28 09:32

谢谢分享。

物联创客 发表于 2021-6-28 10:01

请问楼主采用什么软件和语言编写app的？

w494143467 发表于 2021-6-28 12:57

请问楼主采用什么软件和语言编写app的？

使用JAVA需要，APP开发环境是Android Studio

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