量身定做自己的專屬Beacon

Beacon系列的前兩篇文章中我已經(jīng)介紹了Beacon應(yīng)用開(kāi)發(fā)的概念和AltBeacon廣播形式，并詳細(xì)講解了如何利用AltBeacon安卓API開(kāi)發(fā)博物館導(dǎo)覽APP原型。在今天的最終篇里，我將向大家介紹如何測(cè)試這一博物館導(dǎo)覽APP。

選擇藍(lán)牙開(kāi)發(fā)板，啟動(dòng)你的專屬Beacon!

我們暫時(shí)還沒(méi)有現(xiàn)成采用AltBeacon形式的Beacon，但手上有不少藍(lán)牙開(kāi)發(fā)板。藍(lán)牙開(kāi)發(fā)板是具有智能藍(lán)牙功能的微控制器(MCU)，其內(nèi)部一般都內(nèi)置了藍(lán)牙協(xié)議棧。由于開(kāi)發(fā)板一般都具有豐富的外設(shè)接口和引線，因此開(kāi)發(fā)板通常用來(lái)搭建產(chǎn)品的原型可以將編譯生成的固件直接燒入到開(kāi)發(fā)板當(dāng)中，甚至可以直接做成產(chǎn)品功能展示，或是單純用于試驗(yàn)或?qū)W習(xí)。我決定用自己手上既有的幾塊開(kāi)發(fā)板來(lái)創(chuàng)建Beacon應(yīng)用，然后測(cè)試一下安卓博物館導(dǎo)覽APP。

我使用的是Bluegiga DKBluetooth Low Energy開(kāi)發(fā)套件和英特爾Edison開(kāi)發(fā)板。Bluegiga開(kāi)發(fā)板的編程采用BGScript腳本語(yǔ)言。英特爾Edison運(yùn)行的是則Linux，編程語(yǔ)言有多項(xiàng)選擇。我習(xí)慣用由JavaScript框架驅(qū)動(dòng)的Node.js，這樣能找到適用的智能藍(lán)牙的功能包或是庫(kù)文件。

Bluegiga變身AltBeacon

Bluegiga的BGScript腳本語(yǔ)言簡(jiǎn)單易懂，且配有Bluegiga框架所提供的豐富的功能庫(kù)。用BGScript創(chuàng)建Bluegiga應(yīng)用涉及用文本編輯器創(chuàng)建腳本文件和其他項(xiàng)目配置文件。通過(guò)Bluegiga SDK中的軟件更新工具，就可以直接通過(guò)USB將編譯生成的固件燒入到開(kāi)發(fā)板上。

腳本包括變量和數(shù)組聲明、事件處理器回調(diào)函數(shù)。回調(diào)是編程模型的重要部分，調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)Bluegiga功能函數(shù)會(huì)促發(fā)相關(guān)的回調(diào)函數(shù)。同樣，框架也可以調(diào)用事件處理器，以回應(yīng)腳本之外的情況。

在任何平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)Beacon都涉及與通用訪問(wèn)配置文件(Generic Access Profile, GAP)協(xié)作，要求設(shè)置廣播數(shù)據(jù)包內(nèi)容、配置廣播參數(shù)。

Bluegiga AltBeacon實(shí)施的要素如下圖：

先從變量聲明開(kāi)始。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/278059.htm

圖1 – 數(shù)組聲明

廣播的設(shè)置可以在Bluegiga標(biāo)準(zhǔn)事件處理器“system_boot”中完成，開(kāi)發(fā)板接通電源或重置之后，系統(tǒng)會(huì)調(diào)用“system_boot”。我先設(shè)置了包含F(xiàn)lags字段數(shù)組，F(xiàn)lags字段包括許多位，從每一位都能看出Bluetooth Smart和/或Bluetooth BR/EDR的支持方式。

廣播數(shù)據(jù)包中可能包含的字段稱為廣播數(shù)據(jù)類型(ADV data types)，藍(lán)牙核心規(guī)格附錄的A部分(數(shù)據(jù)類型規(guī)格)對(duì)其有明確定義。廣播數(shù)據(jù)類型的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)單一字節(jié)長(zhǎng)度字段 (它的值不包括長(zhǎng)度字段本身占有的字節(jié))、一個(gè)單一字節(jié)數(shù)據(jù)類型字段。GAP編號(hào)文檔中定義了數(shù)據(jù)類型值。

下面是初始過(guò)程的首部分代碼：

圖2 –在system_boot事件處理器中定義flags廣播類型

在本系列文章的第一篇中，我介紹了AltBeacon形式并解釋了GAP 制造商特定數(shù)據(jù)廣播字段中編碼的數(shù)據(jù)。我在同一數(shù)組內(nèi)的后20字節(jié)中填入了這些數(shù)據(jù)。

圖3 – 定義制造商特定數(shù)據(jù)字段中的AltBeacon數(shù)據(jù)

然后為Beacon設(shè)備設(shè)置名稱，這一名稱今后可以顯示在Central設(shè)備(主要是智能手機(jī))返回的掃描結(jié)果中。它的值是另一個(gè)廣播類型，因此我將它設(shè)立在它自己的數(shù)據(jù)里?？梢钥吹?，指定的本地名稱就是AltBeacon。

圖4 – 建立用于掃描響應(yīng)的本地名稱

配置廣播參數(shù)包括調(diào)用Bluegiga的一些功能、數(shù)組。

圖5 – 配置GAP 廣播

這樣，我的Bluegiga定制AltBeacon準(zhǔn)備就緒。

圖6 –藍(lán)兆科技DKBLE上的AltBeacon

另一種選擇：英特爾Edison上的AltBeacon

Node.js是模塊化設(shè)計(jì)，有多種用途的模塊供選用。對(duì)于Node.js來(lái)說(shuō)，模塊與庫(kù)類似。“Bleno”模塊能夠?yàn)閾?dān)任藍(lán)牙GAP外設(shè)的應(yīng)用提供諸多功能，如GATT配置文件的定義和實(shí)施。它是開(kāi)源的，由Sandeep Mistry創(chuàng)建。SandeepMistry還創(chuàng)建了Noble模塊，可以用來(lái)創(chuàng)建GAP中央模式設(shè)備的相關(guān)軟件。Bleno和Noble都位于github上。

Bleno的標(biāo)準(zhǔn)分布不支持AltBeacon形式，但卻支持iBeacon。因此，我復(fù)制了Noble github 倉(cāng)庫(kù)并改寫了Bleno，這樣就可以生成AltBeacon形式的GAP廣播了。下面就跟大家介紹一下是怎么改寫的。

我在標(biāo)準(zhǔn)的bleno.js源文件上添加了新功能，然后就可以根據(jù)node.js應(yīng)用的一系列既設(shè)參數(shù)啟動(dòng)廣播了。新功能代碼就長(zhǎng)以下這個(gè)樣子：

圖7 –bleno/lib/bleno.js中的新功能

這一代碼基本上就是將必須的AltBeacon數(shù)據(jù)填充到緩沖區(qū)，然后調(diào)用添加至Linuxbindings.js源文件中其他功能。Bleno可以與Linux上的BlueZ藍(lán)牙協(xié)議棧協(xié)作，當(dāng)在基于Linux的平臺(tái)上執(zhí)行功能時(shí)，Bleno所引出的用于多種應(yīng)用的功能最終被映射到針對(duì)BlueZ功能的調(diào)用。我只好對(duì)Bleno中Linux相關(guān)的部分作一些修改，這樣才能支持AltBeacon。

圖8 –bleno/lib/linux/bindings.js中的新功能

圖9 –bleno/lib/linux/hci-ble.js中的新功能

這些功能所作的就是準(zhǔn)備一個(gè)和Bluegiga開(kāi)發(fā)板類似、包含所有必需廣播數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，然后將其傳遞至、并通過(guò)Bleno API層，最終到達(dá)BlueZ的主機(jī)控制接口(Host Controller Interface，HCI)。

AltBeacon Node.js 應(yīng)用

Bleno經(jīng)修正之后就可以支持AltBeacon了, 剩下的就是使用新的bleno模塊來(lái)創(chuàng)建node.js應(yīng)用，然后使用AltBeacon形式開(kāi)始廣播。整個(gè)應(yīng)用就是下圖中的7行代碼。

圖10 –AltBeacon node.js 應(yīng)用

為運(yùn)行AltBeacon APP，我使用Putty通過(guò)SSH或是telnet建立了與英特爾Edison的終端會(huì)話，然后運(yùn)行命令行里的node app.js。

圖11 – Putty建立終端對(duì)話