【雅特力AT32WB415评测】5. 蓝牙低功耗版本（BLE）官方Demo测评

szjm-slm 发表于 2022-9-8 11:16

<div class='showpostmsg'>接着上4篇评测报告：

（1）https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1214040-1-1.html

（2）https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1214570-1-1.html

（3）https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1215784-1-1.html

（4）https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1216799-1-1.html

 

在测评前先熟悉了蓝牙的一些专业术语，如：GAP、GATT等。

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<h2><a name="_Toc111503311"></a><a name="_Toc113526712">6 </a>蓝牙低功耗版本（BLE）</h2>

蓝牙低功耗版本（BLE）已被广泛用作设备定位技术，以满足高精度室内定位服务的需求。BLE最初支持简单的存在和接近功能，目前，支持BlueTooth方向查找，并将支持高精度距离测量。

<a name="_Toc111503312"></a><a name="_Toc113526713">6.1 </a>专业术语

1 通用访问配置文件（Generic Access Profile，GAP）

GAP是用来控制蓝牙的Connection和Advertising，设备对外界的可见性，确定设备之间是否可以进行通信，以及如何相互通信。

GAP定义了设备的各种角色，如中心设备（Central）和外围设备（Peripheral）。其中，Central是具有一定算力和存储资源的设备，如手机、智能平板等；Peripheral是小型、低功耗、资源受限设备。

通过GAP发送广播有两种方法：（1）Advertising Data payload；（2）Scan Response payload。两个有效载荷都可以包含31byte数据。蓝牙的广播与响应过程如图42所示，广播网络拓扑如图43所示。

  图42 广播与响应



图43 广播网络拓扑

 

2 GATT（Generic Attribute Profile）

GATT是一个在蓝牙连接上收发很短数据段的通用协议。目前，低功耗蓝牙连接都是建立在GATT协议之上，它定义了两个低功耗蓝牙设备使用服务（Service）和特征（Characteristic）来进行数据通信。GATT使用ATT协议（Attribute Protocol），ATT协议把Service、Characteristic，以及对应的数据保存在一个查找表中，表中每一条数据采用16 bit ID作为索引。

一旦两个设备之间建立专用连接，GATT即可发挥作用，这意味着已经完成了由GAP管理的广播流程（说明：GATT连接，必须先经过GAP）。

GATT连接需要特别注意：GATT连接是独占（exclusive）的，这就是说一个BLE外围设备一次只能连接到一个中心设备，一旦外围设备被连接，它就会马上停止广播，这样它就对其他设备不可见了。当外围设备断开连接时，它又开始广播。

中心设备和外围设备需要进行双向通信，唯一的方式就是建立GATT连接，GATT连接的网络拓扑如图44所示。

  图44 GATT网络拓扑

 

    从上图可以看出，一个外设只能连接一个中心设备，而一个中心设备可以连接多个外设，一旦建立连接，通信就是双向的。GAP通信是单向的，如果要实现两个外围设备的通信，则只能通过中心设备中转。

 

3 GATT Transactions（GATT通信事务）

GATT通信双方是C/S关系，外围设备作为 GATT 服务端（Server），它维持了 ATT 的查找表以及 service 和 characteristic 的定义。中心设备是 GATT 客户端（Client），它向 Server 发起请求。需要注意的是，所有的通信事件，都是由客户端（也叫主设备，Master）发起，并且接收服务端（也叫从设备，Slave）的响应。GATT通信事务如图45所示。

  图45 GATT通信事务

 

一旦连接建立，外围设备将会给中心设备建议一个连接间隔（Connection Interval）,这样，中心设备就会在每个连接间隔尝试去重新连接，检查是否有新的数据。但是，这个连接间隔只是一个建议，中心设备可能并不会严格按照这个间隔来执行，例如中心设备正在忙于连接其他的外围设备，或者中心设备资源不可用。

 

 

4 GATT结构

GATT事务是建立在嵌套的Profiles、Services和Characteristics之上的，如图46所示。

  图46 GATT结构

   

（1）profile

profile可以理解为一种规范，一个标准的通信协议，它存在于从机中。蓝牙组织规定了一些标准的profile，例如 HID OVER GATT，防丢器，心率计等。每个profile包含多个service，每个service代表从机的一种能力。

（2）service

service可以理解为一个服务，在BLE从机中，通常有多个服务，如：电量信息服务、系统信息服务等，每个service包含一个或多个characteristic特征值。characteristic特征值才是BLE通信的主题。比如当前的电量是80%，所以会通过电量的characteristic特征值存在从机的profile里，这样主机就可以通过这个characteristic来读取80%这个数据。

（3）characteristic

BLE主从机的通信均是通过characteristic来实现，可以理解为一个标签，通过这个标签可以获取或者写入想要的内容。

 

<a name="_Toc113526714">6.2 AT32WB415</a>评估板蓝牙通信

AT32WB415评估板由微控制器MCU和低功耗蓝牙（BLE）模块两颗芯片组成，两颗芯片之间通过UART通信。BLE芯片接收到远程APP请求后，通过AT指令从MCU获取信息或执行某些动作；或者，由MCU发送请求，通过UART发送AT指令，变更BLE端配置。无论是哪个方向发出请求，用户都可以按需扩增AT指令，实现各种控制方法。AT32WB415评估板蓝牙通信过程如图47所示。

  图47 AT32WB415评估板蓝牙通信过程

 

<a name="_Toc113526715">6.3 AT32WB415</a>评估板官方蓝牙代码评测

官方源码和入门指南：<a href="https://www.arterytek.com/cn/product/AT32WB415.jsp#Resource" style="color:blue; text-decoration:underline">https://www.arterytek.com/cn/product/AT32WB415.jsp#Resource</a>

  根据官方应用笔记（BLE Application Note：AN0077），例程中已有GATT相关服务，如果要新增其他服务（自定义服务），需要6个文件。

（1）custom.c、custom_task.c放置…\sdk\ble_stack\com\profiles\custom\src文件夹下；

（2）custom.h、custom_task.h放置…\sdk\ble_stack\com\profiles\custom\api文件夹下；

（3）app_custom.c、app_custom.h放置…projects\ble_app_gatt\app文件夹下。

目前，还没有弄清为什么要放置在这些文件夹下面，先按照入门指南评测一下蓝牙，然后再深入研究，并移植到AT32 IDE下面。

用MDK打开官方提供的蓝牙Demo工程：

…\AN0077_AT32_BLE_Application_Note_V2.0.4\SourceCode\wb415_ble_demo_2.0.3\projects\ble_app_gatt下的MDK工程文件，custom.c、custom_task.c位于工程目录下，app_custom.c位于工程目录下 。

  

编译后，在：

…\AN0077_AT32_BLE_Application_Note_V2.0.4\SourceCode\wb415_ble_demo_2.0.3\projects\ble_app_gatt\output\app目录下，可以看到编译后生成的*.bin文件。



继续用MDK打开MCU Demo，位于：

…\AN0077_AT32_BLE_Application_Note_V2.0.4\SourceCode\wb415_mcu_demo_2.0.3\wb415_mcu_demo_2.0.3\project\at_start_wb415\at_side\mdk_v5下的MDK工程文件。

编译后，在：

…\AN0077_AT32_BLE_Application_Note_V2.0.4\SourceCode\wb415_mcu_demo_2.0.3\wb415_mcu_demo_2.0.3\project\at_start_wb415\at_side\mdk_v5\Objects目录下，可以看到编译后生成的*.hex文件。

打开ArteryICPProgrammer。（1）添加蓝牙*.bin文件时，需要添加起始地址：00000000，如图48所示。

  图48 添加起始地址

 （2）添加MCU Demo *.hex文件，如图49所示。

图49 添加MCU Demo *.hex文件

 

点击  ，完成固件下载。

打开手机端LightBlue APP（需要提前安装），可以看到AT32WB415评估板，蓝牙名称：WB415-GATT，点击，连接蓝牙，可以看到WB415-GATT蓝牙信息如图50所示。

  图50 WB415-GATT蓝牙信息

 

可以看到有些信息有Readable（可读）、Writable（可写）、Supports notifications/indications（支持通知/指示），打钩表示支持，打叉表示不支持。数据显示格式  。对于可读写的信息  ，点击、按钮    ，进行读写操作。

AT32WB415评估板上的USER Key 用于切换AT Command模式和透传模式，LED3指示灯    用于指示当前模式（亮：透传模式；灭：AT command模式）。

官方文档提示：AT Command模式和透传模式冲突，透传模式下自定义服务将无法使用。

通过串口调试助手打印信息，也可以显示是否进入透传模式，如图51所示。

  图51 透传模式选择

 

透传模式下  ，进入F002特征，输入任意字符串    ，点击  ，可以看到串口调试助手显示输入的信息  。

透传模式下，进入F001特征  ，点击  ，可以看到显示的信息为  。在串口工具中输入  ，点击发送，LightBlue APP端F001特征显示“WB415” 。

 

下一步，将对官方提供的蓝牙Demo的源码进行剖析。

 


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lugl4313820 发表于 2022-9-8 12:53

定位的话，需要几个模块才能实现？精度可以达到多少？

szjm-slm 发表于 2022-9-8 14:20

lugl4313820 发表于 2022-9-8 12:53
定位的话，需要几个模块才能实现？精度可以达到多少？

定位还没有涉及。实现了，可以分享

wangerxian 发表于 2022-9-8 14:41

这款蓝牙可以配置服务和特征值吗？

秦天qintian0303 发表于 2022-9-8 16:29

里边有作为主机的命令吗？我看介绍资料里面的几个AT指令基本都是配置从机透传的

Honghuzaitian 发表于 2022-9-9 00:46

学习了，AT32还是性价比比较高的

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