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[導讀]什么是藍牙? ????藍牙是一種短距的無線通訊技術(shù),可實現(xiàn)固定設備、移動設備之間的數(shù)據(jù)交換。一般將藍牙3.0之前的BR/EDR藍牙稱為傳統(tǒng)藍牙,而將藍牙4.0規(guī)范下的LE藍牙稱為低功耗藍牙。 ????很多人對藍牙的認識還很局限于手機領(lǐng)域,其實藍牙的應用已經(jīng)遠遠不止


什么是藍牙?


    藍牙是一種短距的無線通訊技術(shù),可實現(xiàn)固定設備、移動設備之間的數(shù)據(jù)交換。一般將藍牙3.0之前的BR/EDR藍牙稱為傳統(tǒng)藍牙,而將藍牙4.0規(guī)范下的LE藍牙稱為低功耗藍牙。

    很多人對藍牙的認識還很局限于手機領(lǐng)域,其實藍牙的應用已經(jīng)遠遠不止于此。過去幾年里,藍牙的增長量就達到了80%,當然,低功耗藍牙的出現(xiàn)也起到關(guān)鍵的作用,相信未來藍牙會開創(chuàng)一個可交互的物聯(lián)世界。

    標準分類

    藍牙4.0標準包括傳統(tǒng)藍牙模塊部分低功耗藍牙模塊部分,是一個雙模標準。低功耗藍牙也是建立在傳統(tǒng)藍牙基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的,并區(qū)別于傳統(tǒng)模塊,最大的特點就是成本和功耗降低,應用于實時性要求比較高。

    BLE(Bluetooh Low Energy)藍牙低能耗技術(shù)是短距離、低成本、可互操作性的無線技術(shù),它利用許多智能手段最大限度地降低功耗。

    BLE技術(shù)的工作模式非常適合用于從微型無線傳感器(每半秒交換一次數(shù)據(jù))或使用完全異步通信的遙控器等其它外設傳送數(shù)據(jù)。這些設備發(fā)送的數(shù)據(jù)量非常少(通常幾個字節(jié)),而且發(fā)送次數(shù)也很少(例如每秒幾次到每分鐘一次,甚至更少)。


BLE協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)和配置

1、協(xié)議有兩個部分組成:Controller和Host

2、Profiles和應用總是基于GAP和GATT之上

3、在單芯片方案中,Controller和Host,profiles,和應用層都在同一片芯片中

4、在網(wǎng)絡控制器模式中,Host和Controller是在一起運行的,但是應用和profiles在另外一個器件上,比如PC或者其他微控制器,可以通過UART,USB進行操作

5、在雙芯片模式中,Controller運行在一個控制器,而應用層,profiles和Host是運行在另外一個控制器上


BLE設備連接狀態(tài)流程圖


BLE協(xié)議棧各層功能機制


低功耗藍牙體系結(jié)構(gòu)

 如上圖所述,要實現(xiàn)一個BLE應用,首先需要一個支持BLE射頻的芯片,然后還需要提供一個與此芯片配套的BLE協(xié)議棧,最后在協(xié)議棧上開發(fā)自己的應用??梢钥闯鯞LE協(xié)議棧是連接芯片和應用的橋梁,是實現(xiàn)整個BLE應用的關(guān)鍵。那BLE協(xié)議棧具體包含哪些功能呢?簡單來說,BLE協(xié)議棧主要用來對你的應用數(shù)據(jù)進行層層封包,以生成一個滿足BLE協(xié)議的空中數(shù)據(jù)包,也就是說,把應用數(shù)據(jù)包裹在一系列的幀頭(header)和幀尾(tail)中。具體來說,BLE協(xié)議棧主要由如下幾部分組成:

  • PHY(Physical layer物理層)。PHY層用來指定BLE所用的無線頻段,調(diào)制解調(diào)方式和方法等。PHY層做得好不好,直接決定整個BLE芯片的功耗,靈敏度以及selectivity等射頻指標。

  • LL(Link Layer鏈路層)。LL層是整個BLE協(xié)議棧的核心,也是BLE協(xié)議棧的難點和重點。像Nordic的BLE協(xié)議棧能同時支持20個link(連接),就是LL層的功勞。LL層要做的事情非常多,比如具體選擇哪個射頻通道進行通信,怎么識別空中數(shù)據(jù)包,具體在哪個時間點把數(shù)據(jù)包發(fā)送出去,怎么保證數(shù)據(jù)的完整性,ACK如何接收,如何進行重傳,以及如何對鏈路進行管理和控制等等。LL層只負責把數(shù)據(jù)發(fā)出去或者收回來,對數(shù)據(jù)進行怎樣的解析則交給上面的GAP或者ATT。

  • HCI(Host controller interface)。HCI是可選的,HCI主要用于2顆芯片實現(xiàn)BLE協(xié)議棧的場合,用來規(guī)范兩者之間的通信協(xié)議和通信命令等。

  • GAP(Generic access profile)。GAP是對LL層payload(有效數(shù)據(jù)包)如何進行解析的兩種方式中的一種,而且是最簡單的那一種。GAP簡單的對LL payload進行一些規(guī)范和定義,因此GAP能實現(xiàn)的功能極其有限。GAP目前主要用來進行廣播,掃描和發(fā)起連接等。

  • L2CAP(Logic link control and adaptation protocol)。L2CAP對LL進行了一次簡單封裝,LL只關(guān)心傳輸?shù)臄?shù)據(jù)本身,L2CAP就要區(qū)分是加密通道還是普通通道,同時還要對連接間隔進行管理。

  • SMP(Secure manager protocol)。SMP用來管理BLE連接的加密和安全的,如何保證連接的安全性,同時不影響用戶的體驗,這些都是SMP要考慮的工作。

  • ATT(Attribute protocol)。簡單來說,ATT層用來定義用戶命令及命令操作的數(shù)據(jù),比如讀取某個數(shù)據(jù)或者寫某個數(shù)據(jù)。BLE協(xié)議棧中,開發(fā)者接觸最多的就是ATT。BLE引入了attribute概念,用來描述一條一條的數(shù)據(jù)。Attribute除了定義數(shù)據(jù),同時定義該數(shù)據(jù)可以使用的ATT命令,因此這一層被稱為ATT層。

  • GATT(Generic attribute profile )。GATT用來規(guī)范attribute中的數(shù)據(jù)內(nèi)容,并運用group(分組)的概念對attribute進行分類管理。沒有GATT,BLE協(xié)議棧也能跑,但互聯(lián)互通就會出問題,也正是因為有了GATT和各種各樣的應用profile,BLE擺脫了ZigBee等無線協(xié)議的兼容性困境,成了出貨量最大的2.4G無線通信產(chǎn)品。


BLE藍牙模塊主要應用領(lǐng)域


1、移動擴展設備

2、汽車電子設備

3、健康醫(yī)療用品:心跳帶、血壓計等

4、定位應用:室內(nèi)定位、井下定位等

5、近距離數(shù)據(jù)采集:無線抄表、無線遙測等

6、數(shù)據(jù)傳輸:智能家居室內(nèi)控制、藍牙調(diào)光、打印機


BLE協(xié)議棧詳解


協(xié)議概述

所謂協(xié)議,即將指定的字節(jié)按照一定的順序排列起來,以便他人使用自己的設備時,能通過該協(xié)議同其他設備進行通信。協(xié)議一特點,就是有固定的幀格式,通過該格式發(fā)送,接收者通過解讀幀格式,進而得到新息內(nèi)容;


BLE連接過程

一般通信協(xié)議,一類通信是直接發(fā)生數(shù)據(jù),當設備接送到數(shù)據(jù)時,直接對數(shù)據(jù)進行解析,當接受到的數(shù)據(jù)合法時,即為有效數(shù)據(jù),該類型的通信協(xié)議,主要用在有線通信協(xié)議中,比如Modbus,Can通常采用的即為該類型的通信方式。
另一類通信協(xié)議,則需要新建立連接,當雙方連接建立成功了方可通信,例如TCP、BLE;BLE協(xié)議在需要進行通信時,即需要向外發(fā)送廣播信號,告訴接收者,即將和它進行通信,接受者接收到廣播內(nèi)容后,確認是與自己通信,于是向廣播者發(fā)送一響應信息,這樣當廣播者和接受者都有了對方的身份信息時,即表示雙方連接成功。
因此,在連接過程中,必定有相應的廣播幀格式。在BLE通信過程中,假設設備A需要連其他設備假設為B,則A需要不斷地發(fā)送廣播信號(此過程一般有一個時間間隔,在沒發(fā)送廣播數(shù)據(jù)時間內(nèi),芯片處于低功耗狀態(tài)),每發(fā)送一次廣播包,稱之為一次廣播事件。


廣播幀格式

前導
是一個8比特的交替序列
接入地址的第一個比特為0:01010101
接入地址的第一個比特為1:10101010
接入地址:廣播幀為固定地址:0x8E89BED6(低字節(jié)在前)
廣播報文的報頭
包含4bit廣播報文類型、2bit保留位、1bit發(fā)送地址類型和1bit接收地址類型。
廣播報文類型:

發(fā)送地址類型
    0: 公共地址
    1:隨機地址
長度:廣播報文的長度域包含8個比特,有效值的范圍是6~37
數(shù)據(jù) 廣播者地址(6個字節(jié))+廣播數(shù)據(jù)(31個字節(jié))
校驗 3個字節(jié),為CRC校驗。
廣播數(shù)據(jù) 分為有效數(shù)據(jù)和無效數(shù)據(jù)


有效數(shù)據(jù)部分
包含N個AD Structure,每個AD Structure由Length,AD Type和AD Data組成。其中:
Length AD Type和AD Data的長度。
AD Type 指示AD Data數(shù)據(jù)的含義。詳見https://www.bluetooth.com/specifications/assigned-numbers/generic-access-profile/


BLE連接建立過程


1. BLE廣播與掃描

      設備B不斷發(fā)送廣播信號給手機(Observer),如果手機不開啟掃描窗口,手機是收不到設備B的廣播的,如下圖所示,不僅手機要開啟射頻接收窗口,而且只有手機的射頻接收窗口跟廣播發(fā)送的發(fā)射窗口匹配成功,而且廣播射頻通道和手機掃描射頻通道是同一個通道,手機才能收到設備B的廣播信號。也就是說,如果設備B在37通道發(fā)送廣播包,而手機在掃描38通道,那么即使他們倆的射頻窗口匹配,兩者也是無法進行通信的。由于這種匹配成功是一個概率事件,因此手機掃到設備B也是一個概率事件,也就是說,手機有時會很快掃到設備B,比如只需要一個廣播事件,手機有時又會很慢才能掃到設備B,比如需要10個廣播事件甚至更多。

2. 建立連接(connection establishment)

     根據(jù)藍牙spec規(guī)定,advertiser發(fā)送完一個廣播包之后150us(T_IFS),advertiser必須開啟一段時間的射頻Rx窗口,以接收來自observer的數(shù)據(jù)包。Observer就可以在這段時間里給advertiser發(fā)送連接請求。如下圖所示,手機在第三個廣播事件的時候掃到了設備B,并發(fā)出了連接請求CONN_REQ(CONN_REQ又稱為CONNECT_IND)。




注:圖中M代表手機,S代表設備B,M->S表示手機將數(shù)據(jù)包發(fā)給設備B,即手機開啟Tx窗口,設備B開啟Rx窗口;S->M正好相反,表示設備B將數(shù)據(jù)包發(fā)給手機,即設備B開啟Tx窗口,手機開啟Rx窗口。

如圖所示,手機在收到A1廣播包ADV_IND后,以此為初始錨點(這個錨點不是連接的錨點),T_IFS時間后給Advertiser發(fā)送一個connection request命令,即A2數(shù)據(jù)包,告訴advertiser我將要過來連你,請做好準備。Advertiser根據(jù)connect_req命令信息做好接收準備,connect_req包含如下關(guān)鍵信息:

  • Transmit window offset,定義如上圖示

  • Transmit window size,定義如上圖所示

  • connect_req數(shù)據(jù)包完整定義如下所示  


     connect_req其實是在告訴advertiser,手機將在Transmit Window期間發(fā)送第一個同步包(P1)給你,請在這段時間里把你的射頻接收窗口打開。設備B收到P1后,T_IFS時間后將給手機回復數(shù)據(jù)包P2(ACK包)。一旦手機收到數(shù)據(jù)包P2,連接即可認為建立成功。當然,實際情況會比較復雜,手機有可能收不到P2,這個時候手機將持續(xù)發(fā)送同步包直到超時時間(supervision timeout)到,在此期間只要設備B回過一次ACK包,連接即算成功。所以一旦P1包發(fā)出,主機(手機)即認為連接成功,而不管有沒有收到設備的ACK包。這也是為什么在Android或者iOS系統(tǒng)中,應用經(jīng)常收到連接成功的回調(diào)事件( 該回調(diào)事件就是基于 P1包有沒有發(fā)出,只要P1包發(fā)出,手機即認為連接成功,而不管有沒有收到設備的ACK包 ),但實際上手機和設備并沒有成功建立連接。后續(xù)手機將以 P1為錨點(原點),Connection Interval為周期,周期性地 給設備B發(fā)送數(shù)據(jù)包(Packet),Packet除了充當數(shù)據(jù)傳送功能,它還有如下兩個非常重要的功能:
  1. 同步手機和設備的時鐘,也就是說,設備每收到手機發(fā)來的一個包,都會把自己的時序原點重新設置,以跟手機同步。

  2. 告訴設備你現(xiàn)在可以傳數(shù)據(jù)給我了。連接成功后,BLE通信將變成主從模式,因此把連接發(fā)起者(手機)稱為Master或者Central,把被連接者(之前的Advertiser)稱為Slave或者Peripheral。BLE通信之所以為主從模式,是因為Slave不能“隨性”給Master發(fā)信息,它只有等到Master給它發(fā)了一個packet后,然后才能在規(guī)定的時間把自己的數(shù)據(jù)回傳給Master。

3. 連接失敗

有如下幾種典型的連接失敗情況:


  1. 如步驟2圖所示,如果slave在transmit window期間沒有收到master發(fā)過來的P1,那么連接將會失敗。此時應該排查master那邊的問題,看看master為什么沒有在約定的時間把P1發(fā)出來。

  2. 如果master在transmit window期間把P1發(fā)出來了,也就是說master按照connect_req約定的時序把P1發(fā)出來了,但slave沒有把P2回過去或者沒有在超時時間內(nèi)把P2回過去,那么連接也會失敗。此時應該排查slave這邊的問題,看一看slave為什么沒有把P2回過去

  3. 如果master把P1發(fā)出來了,slave也把P2回過去了,此時主機或者從機還是報連接失敗,這種情況有可能是軟件有問題,需要仔細排查master或者slave的軟件。

  4. 還有一種比較常見的連接失敗情況:空中射頻干擾太大。此時應該找一個干凈的環(huán)境,比如屏蔽室,排除干擾后再去測試連接是否正常。


數(shù)據(jù)幀格式


連接成功后,雙方將可以互相發(fā)送數(shù)據(jù),那么將涉及到其數(shù)據(jù)幀格式:

字段釋義:
LLID:表示此包數(shù)據(jù)是 LL Date PDU 還是 LL Control PDU
    00b: Reserved
    01b: LL Date PDU:Continuation fragment of L2CAP             message, or an Empty PDU.
    10b: LL Date PDU:Start of an L2CAP message or a             complete L2CAP message with no fragmentation.
    11b: LL Control PDU

MIC( Message Integrity Check):信息完整性檢測。涉及到加密操作,上圖中是用虛線表示的,并不是一定要有此項。
MD:這個標志位是用來通知對方設備自己還有其他數(shù)據(jù)準備發(fā)送。0 表示沒有更多數(shù)據(jù)發(fā)送, 1 表示有更多數(shù)據(jù)準備發(fā)送。這樣,只要還有數(shù)據(jù)需要發(fā)送,連接事件會自動擴展。一旦不再有數(shù)據(jù)發(fā)送,連接事件立即關(guān)閉。


Note:如何區(qū)分是確定包、新包還是重發(fā)包?
SN:只有一個 bit 位,所以值是在 0 和 1 之間進行切換。如果序列號與之前的一樣,則為重傳報文,如果序列號和之間的不同,則為新報文。
NESN:預期序列號,它是接收方希望接到的下一包的序列號,也就是數(shù)據(jù)包的確認標志。當設備接收到序列(SN)為 0 的報文后,在發(fā)送給對方的數(shù)據(jù)包中,應將 NESN 設為 1,這樣對方接收到這個包后,會發(fā)送一個新的數(shù)據(jù)包過來,否則就會重發(fā)上一次序列號為 0 的包。這個標志可以用來判斷數(shù)據(jù)包是否被正確接收還是需要重傳。


代碼示例

   

    本例以OSAL下BLE代碼為例做講解。

什么是OSAL? 

    OSAL為:Operating System Abstraction Layer,即操作系統(tǒng)抽象層,支持多任務運行,它并不是一個傳統(tǒng)意義上的操作系統(tǒng),但是實現(xiàn)了部分類似操作系統(tǒng)的功能。

      OSAL概念是由TI公司在ZIGBEE協(xié)議棧引入,他的意思是”模擬操作系統(tǒng)”,此OS,并非一個真正的OS,而是模擬OS的一些方法為廣大編程者提供一種寫MCU程序的方法。當有一個事件發(fā)生的時候,OSAL負責將此事件分配給能夠處理此事件的任務,然后此任務判斷事件的類型,調(diào)用相應的事件處理程序進行處理。

   

實驗平臺

    1、藍牙協(xié)議棧:1.3.2

    2、軟件平臺:IAR For 8051 8.10.3

    3、硬件平臺:Smart RF開發(fā)板(從機),Android_Lightblue(主機)


代碼解析

1、int main(void)

int main(void)

{

  /* Initialize hardware */

  HAL_BOARD_INIT();//初始化時鐘和使能緩存預取模式

 

  // Initialize board I/O

  InitBoard( OB_COLD );//冷啟動,關(guān)閉了led燈與中斷,避免接下來的各種初始化受干擾

 

  /* Initialze the HAL driver */

  HalDriverInit();//各種驅(qū)動的初始化、如按鍵、lcd、adc、usb、uart等8

 

  /* Initialize NV system */

  osal_snv_init();//snv 內(nèi)部用于保存配對數(shù)據(jù)或你的用戶自定義數(shù)據(jù)的一段flash,4kB空間

 

  /* Initialize LL */  

 

  /* Initialize the operating system */

  osal_init_system();//oasl 操作系統(tǒng)初始化, 包含內(nèi)存分配、消息隊列、定時器、電源管理和任務等

 

  /* Enable interrupts */

  HAL_ENABLE_INTERRUPTS();// 開啟全局中斷

  // Final board initialization

  InitBoard( OB_READY );  //設置標志標示系統(tǒng)初始化完畢

}

2、osal_init_system()

uint8 osal_init_system( void )

{

  // Initialize the Memory Allocation System

  osal_mem_init();//初始化內(nèi)存分配系統(tǒng)

 

  // Initialize the message queue

  osal_qHead = NULL;//初始化消息隊列

 

  // Initialize the timers

  osalTimerInit();//初始化定時器

 

  // Initialize the Power Management System

  osal_pwrmgr_init();//初始化電源管理系統(tǒng)

 

  // Initialize the system tasks.

  osalInitTasks();//初始化系統(tǒng)任務, 這一個任務初始花非常關(guān)鍵

 

  // Setup efficient search for the first free block of heap.

  osal_mem_kick();

 

  return ( SUCCESS );

}

3、osalInitTasks()

void osalInitTasks( void )

{

  /* L2CAP Task */

  L2CAP_Init( taskID++ );

 

  /* GAP Task */

  GAP_Init( taskID++ );

 

  /* GATT Task */

  GATT_Init( taskID++ );

 

  /* SM Task */

  SM_Init( taskID++ );

 

  /* Profiles */

  GAPRole_Init( taskID++ );    //鏈路角色初始化

  GAPBondMgr_Init( taskID++ );  //鏈路綁定初始化

 

  GATTServApp_Init( taskID++ );

 

  /* Application */

  SimpleBLEPeripheral_Init( taskID );

}

4、GAPRole_Init( taskID++ )

void GAPRole_Init( uint8 task_id )

{

  gapRole_TaskID = task_id;  //定義任務地址

 

  gapRole_state = GAPROLE_INIT;  //鏈路狀態(tài)設置為GAPROLE_INIT

  gapRole_ConnectionHandle = INVALID_CONNHANDLE;  //設置鏈路連接句柄為0xFFFF

 

  GAP_RegisterForHCIMsgs( gapRole_TaskID );//注冊控制接口的任務ID

 

  // Initialize the Profile Advertising and Connection Parameters

  gapRole_profileRole = GAP_PROFILE_PERIPHERAL;  //鏈路配置角色為從機

  VOID osal_memset( gapRole_IRK, 0, KEYLEN );    //密鑰緩沖器清零

  VOID osal_memset( gapRole_SRK, 0, KEYLEN );

  gapRole_signCounter = 0;                       //密鑰計數(shù)標志位清零

  gapRole_AdvEventType = GAP_ADTYPE_ADV_IND; //廣播類型為可連接無定向廣播

  gapRole_AdvDirectType = ADDRTYPE_PUBLIC; //廣播方式為通過廣播(可被發(fā)現(xiàn)掃描連接)

  gapRole_AdvChanMap = GAP_ADVCHAN_ALL ;  //廣播所有通道37、38、39

  gapRole_AdvFilterPolicy = GAP_FILTER_POLICY_ALL;  //允許掃描,允許連接

 

  // Restore Items from NV

  VOID osal_snv_read( BLE_NVID_IRK, KEYLEN, gapRole_IRK ); //讀出存儲的密鑰和密鑰計數(shù)標志位

  VOID osal_snv_read( BLE_NVID_CSRK, KEYLEN, gapRole_SRK );

  VOID osal_snv_read( BLE_NVID_SIGNCOUNTER, sizeof( uint32 ), &gapRole_signCounter );

}

//初始化完成后

5、

void SimpleBLEPeripheral_Init( uint8 task_id )

{

osal_set_event( simpleBLEPeripheral_TaskID, SBP_START_DEVICE_EVT );              //啟動設備開始事件

}

6、

uint16 SimpleBLEPeripheral_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )

{     

  if ( events & SBP_START_DEVICE_EVT )// 初始化后就執(zhí)行這個啦

      {              

            // Start the Device

            VOID GAPRole_StartDevice( &simpleBLEPeripheral_PeripheralCBs ); //配置鏈路事件通知回調(diào)函數(shù)

        

            // Start Bond Manager

            VOID GAPBondMgr_Register( &simpleBLEPeripheral_BondMgrCBs ); //配置配對消息回調(diào)函數(shù)

            

            // Set timer for first periodic event

            osal_start_timerEx( simpleBLEPeripheral_TaskID, POWER_DETECT_EVT, DetectPowerPeriod );   

            

            return ( events ^ SBP_START_DEVICE_EVT );

      }

}

7、

Status_t GAPRole_StartDevice( gapRolesCBs_t *pAppCallbacks )

{

  if ( gapRole_state == GAPROLE_INIT ) //如果鏈路狀態(tài)是初始化狀態(tài)

  {

    // Clear all of the Application callbacks

    if ( pAppCallbacks )

    {

      pGapRoles_AppCGs = pAppCallbacks;//設置回調(diào)函數(shù)

    }

    // Start the GAP

    gapRole_SetupGAP();//開始建立鏈路

    return ( SUCCESS );

  }

  else     //否則返回已經(jīng)在請求模式狀態(tài)

  {

    return ( bleAlreadyInRequestedMode );

  }

}

8、

static void gapRole_SetupGAP( void )

{

  VOID GAP_DeviceInit( gapRole_TaskID,

          gapRole_profileRole, 0,

          gapRole_IRK, gapRole_SRK,

          &gapRole_signCounter );

}

9、

bStatus_t GAP_DeviceInit(  uint8 taskID,
                           uint8 profileRole,
                           uint8 maxScanResponses,
                           uint8 *pIRK,
                           uint8 *pSRK,
                           uint32 *pSignCounter )

{

    // Setup the device configuration parameters

stat = GAP_ParamsInit( taskID, profileRole );  //設置設備配置參數(shù)

 

    #if ( HOST_CONFIG & ( CENTRAL_CFG | PERIPHERAL_CFG ) )

    {

      GAP_SecParamsInit( pIRK, pSRK, pSignCounter );

    }

#endif

 

#if ( HOST_CONFIG & ( PERIPHERAL_CFG | BROADCASTER_CFG ) )

{

   // Initialize GAP Peripheral Device Manager

   VOID GAP_PeriDevMgrInit();  //初始化從機設備管理

   #if ( HOST_CONFIG & PERIPHERAL_CFG )

   {

     // Initialize SM Responder

     VOID SM_ResponderInit();  //回應者初始化

   }

   #endif

 }

 #endif

}

10、當GAP_DeviceInit初始化完成后,將產(chǎn)生GAP_DEVICE_INIT_DONE_EVENT事件;

uint16 GAPRole_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )  //鏈路處理事件

11、static void gapRole_ProcessOSALMsg( osal_event_hdr_t *pMsg ) //鏈路系統(tǒng)消息事件

12、

static void gapRole_ProcessGAPMsg( gapEventHdr_t *pMsg )  //鏈路處理連接消息

{

  uint8 notify = FALSE;   // State changed notify the app? (default no)

  switch ( pMsg->opcode )

  {

      case GAP_DEVICE_INIT_DONE_EVENT: //當GAP_DeviceInit初始化完成后,將產(chǎn)生此事件

      {

        gapDeviceInitDoneEvent_t *pPkt = (gapDeviceInitDoneEvent_t *)pMsg;

        bStatus_t stat = pPkt->hdr.status;

 

        if ( stat == SUCCESS )

        {

          // Save off the generated keys

          VOID osal_snv_write( BLE_NVID_IRK, KEYLEN, gapRole_IRK );//保存生成的密鑰

          VOID osal_snv_write( BLE_NVID_CSRK, KEYLEN, gapRole_SRK );

 

          // Save off the information

          VOID osal_memcpy( gapRole_bdAddr, pPkt->devAddr, B_ADDR_LEN );//保存設備地址

 

          gapRole_state = GAPROLE_STARTED;  //鏈路開始

 

          // Update the advertising data

          stat = GAP_UpdateAdvertisingData( gapRole_TaskID,//更新廣播數(shù)據(jù)

                              TRUE, gapRole_AdvertDataLen, gapRole_AdvertData );

        }

            notify = TRUE;  //通知回調(diào)函數(shù)鏈路的狀態(tài)

      }

      break;

      if ( notify == TRUE )

      {

          // Notify the application with the new state change

          if ( pGapRoles_AppCGs && pGapRoles_AppCGs->pfnStateChange ) //判斷是否設置了回調(diào)函數(shù)

          {

               pGapRoles_AppCGs->pfnStateChange( gapRole_state );//調(diào)用設置的回調(diào)函數(shù),通知gapRole_state當前狀態(tài)

          }

      }

}

13、stat=GAP_UpdateAdvertisingData( gapRole_TaskID,TRUE, gapRole_AdvertDataLen, gapRole_AdvertData );//更新廣播數(shù)據(jù)后,將產(chǎn)生GAP_ADV_DATA_UPDATE_DONE_EVENT事件;

14、

static void gapRole_ProcessGAPMsg( gapEventHdr_t *pMsg )  //鏈路處理連接消息

{

  uint8 notify = FALSE;   // State changed notify the app? (default no)

  switch ( pMsg->opcode )

  {

      case GAP_ADV_DATA_UPDATE_DONE_EVENT:

      {

        gapAdvDataUpdateEvent_t *pPkt = (gapAdvDataUpdateEvent_t *)pMsg;

 

        if ( pPkt->hdr.status == SUCCESS )

        {

          if ( pPkt->adType )

          {

            // Setup the Response Data

            pPkt->hdr.status = GAP_UpdateAdvertisingData( gapRole_TaskID,

                              FALSE, gapRole_ScanRspDataLen, gapRole_ScanRspData );//更新掃描回應數(shù)據(jù)

          }

          else

          {

            // Start advertising

            VOID osal_set_event( gapRole_TaskID, START_ADVERTISING_EVT );  //啟動廣播事件

          }

        }

        if ( pPkt->hdr.status != SUCCESS ) //如果不成功將通知回調(diào)函數(shù),否則不通知

        {

          // Set into Error state

          gapRole_state = GAPROLE_ERROR;

          notify = TRUE;

        }

      }

      break;

15、

static void gapRole_ProcessGAPMsg( gapEventHdr_t *pMsg )  //鏈路處理連接消息

{

  uint8 notify = FALSE;   // State changed notify the app? (default no)

  switch ( pMsg->opcode )

  {

      case GAP_ADV_DATA_UPDATE_DONE_EVENT:

      {

        gapAdvDataUpdateEvent_t *pPkt = (gapAdvDataUpdateEvent_t *)pMsg;

 

        if ( pPkt->hdr.status == SUCCESS )

        {

          if ( pPkt->adType )

          {

            // Setup the Response Data

            pPkt->hdr.status = GAP_UpdateAdvertisingData( gapRole_TaskID,

                              FALSE, gapRole_ScanRspDataLen, gapRole_ScanRspData );//更新掃描回應數(shù)據(jù)

          }

          else

          {

            // Start advertising

            VOID osal_set_event( gapRole_TaskID, START_ADVERTISING_EVT );  //啟動廣播事件

          }

        }

        if ( pPkt->hdr.status != SUCCESS ) //如果不成功將通知回調(diào)函數(shù),否則不通知

        {

          // Set into Error state

          gapRole_state = GAPROLE_ERROR;

          notify = TRUE;

        }

      }

      break;

16、執(zhí)行廣播事件

uint16 GAPRole_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )

{

  VOID task_id; // OSAL required parameter that isn't used in this function

  if ( events & START_ADVERTISING_EVT )

  {

    if ( gapRole_AdvEnabled )

    {

      gapAdvertisingParams_t params;

 

      // Setup advertisement parameters

      params.eventType = gapRole_AdvEventType; //GAP_ADTYPE_ADV_IND; 廣播類型為可連接無定向廣播

      params.initiatorAddrType = gapRole_AdvDirectType; //ADDRTYPE_PUBLIC; 廣播方式為通用廣播

      VOID osal_memcpy( params.initiatorAddr, gapRole_AdvDirectAddr, B_ADDR_LEN ); //發(fā)起者地址配置

      params.channelMap = gapRole_AdvChanMap;  //廣播通道配置:廣播所有通道37、38、39

      params.filterPolicy = gapRole_AdvFilterPolicy;//過濾策略GAP_FILTER_POLICY_ALL;允許掃描,允許連接

 

      if ( GAP_MakeDiscoverable( gapRole_TaskID, ?ms ) != SUCCESS ) //配置廣播參數(shù),并產(chǎn)生一個GAP_MakeDiscoverable      消息事件

      {

        gapRole_state = GAPROLE_ERROR;//如果不成功將通知回調(diào)函數(shù)-鏈路錯誤

        

        // Notify the application with the new state change

        if ( pGapRoles_AppCGs && pGapRoles_AppCGs->pfnStateChange )

        {

          pGapRoles_AppCGs->pfnStateChange( gapRole_state );

        }

      }

    }

    return ( events ^ START_ADVERTISING_EVT );

  }

  17、處理GAP_MakeDiscoverable消息事件

 static void gapRole_ProcessGAPMsg( gapEventHdr_t *pMsg )  //鏈路處理連接消息

{

  uint8 notify = FALSE;   // State changed notify the app? (default no)

  switch ( pMsg->opcode )

  {

      case GAP_MAKE_DISCOVERABLE_DONE_EVENT:  //使能可被發(fā)現(xiàn)完成事件即開始廣播了

      case GAP_END_DISCOVERABLE_DONE_EVENT:   //結(jié)束可被發(fā)現(xiàn)完成事件即停止廣播了

      {

        gapMakeDiscoverableRspEvent_t *pPkt = (gapMakeDiscoverableRspEvent_t *)pMsg;

        if ( pPkt->hdr.status == SUCCESS )

        {

          if ( pMsg->opcode == GAP_MAKE_DISCOVERABLE_DONE_EVENT )

          {

            gapRole_state = GAPROLE_ADVERTISING;  //設置當前鏈路狀態(tài)

          }

          else // GAP_END_DISCOVERABLE_DONE_EVENT//結(jié)束可被發(fā)現(xiàn)完成事件即停止廣播了

          {

            if ( gapRole_AdvertOffTime != 0 )  //如果gapRole_AdvertOffTime等于0,將不再廣播,否則啟動定時廣播件

            {

              if ( ( gapRole_AdvEnabled ) )//如果使能廣播

              {

            VOID osal_start_timerEx( gapRole_TaskID, START_ADVERTISING_EVT, gapRole_AdvertOffTime );//啟動周期廣播事件

              }

            }

            else

            {

              // Since gapRole_AdvertOffTime is set to 0, the device should not

              // automatically become discoverable again after a period of time.

              // Set enabler to FALSE; device will become discoverable again when

              // this value gets set to TRUE

              gapRole_AdvEnabled = FALSE;

            }

            // In the Advertising Off period

            gapRole_state = GAPROLE_WAITING;//如果GAP_END_DISCOVERABLE_DONE_EVENT,鏈路當前狀態(tài)為等待狀態(tài)

          }

        }

        else

        {

          gapRole_state = GAPROLE_ERROR;

        }

        notify = TRUE;//通知回調(diào)函數(shù)

      }

      break;

  if ( notify == TRUE )

  {

      // Notify the application with the new state change

      if ( pGapRoles_AppCGs && pGapRoles_AppCGs->pfnStateChange ) //判斷是否設置了回調(diào)函數(shù)

      {

           pGapRoles_AppCGs->pfnStateChange( gapRole_state );//調(diào)用設置的回調(diào)函數(shù),通知gapRole_state當前狀態(tài)

      }

  }

18、這時候底層已經(jīng)使能硬件在廣播了,要么廣播超時產(chǎn)生一個GAP_END_DISCOVERABLE_DONE_EVENT消息,要么被連接事件 GAP_LINK_ESTABLISHED_EVENT;

19、廣播超時產(chǎn)生一個GAP_END_DISCOVERABLE_DONE_EVENT消息

static void gapRole_ProcessGAPMsg( gapEventHdr_t *pMsg )  //鏈路處理連接消息

{

  uint8 notify = FALSE;   // State changed notify the app? (default no)

  switch ( pMsg->opcode )

  {  

  case GAP_MAKE_DISCOVERABLE_DONE_EVENT:  //使能可被發(fā)現(xiàn)完成事件即開始廣播了

      case GAP_END_DISCOVERABLE_DONE_EVENT:   //結(jié)束可被發(fā)現(xiàn)完成事件即停止廣播了

      {

        gapMakeDiscoverableRspEvent_t *pPkt = (gapMakeDiscoverableRspEvent_t *)pMsg;

 

        if ( pPkt->hdr.status == SUCCESS )

        {

          if ( pMsg->opcode == GAP_MAKE_DISCOVERABLE_DONE_EVENT )

          {

            gapRole_state = GAPROLE_ADVERTISING;  //設置當前鏈路狀態(tài)

          }

          else // GAP_END_DISCOVERABLE_DONE_EVENT//結(jié)束可被發(fā)現(xiàn)完成事件即停止廣播了

          {

            if ( gapRole_AdvertOffTime != 0 )  //如果gapRole_AdvertOffTime不等于0,啟動定時廣播事件,否則將關(guān)閉廣播

            {

              if ( ( gapRole_AdvEnabled ) )//如果使能廣播

              {

            VOID osal_start_timerEx( gapRole_TaskID, START_ADVERTISING_EVT, gapRole_AdvertOffTime );//啟動周期廣播事件

              }

            }

            else

            {

              // Since gapRole_AdvertOffTime is set to 0, the device should not

              // automatically become discoverable again after a period of time.

              // Set enabler to FALSE; device will become discoverable again when

              // this value gets set to TRUE

              gapRole_AdvEnabled = FALSE; //關(guān)閉廣播

            }

            // In the Advertising Off period

             gapRole_state = GAPROLE_WAITING;//如果GAP_END_DISCOVERABLE_DONE_EVENT,鏈路當前狀態(tài)為等待狀態(tài),或不再廣播或等待周期廣播          

            }

        }

        else

        {

          gapRole_state = GAPROLE_ERROR;

        }

        notify = TRUE;//通知回調(diào)函數(shù)

      }

      break;

  if ( notify == TRUE )

  {

      // Notify the application with the new state change

      if ( pGapRoles_AppCGs && pGapRoles_AppCGs->pfnStateChange ) //判斷是否設置了回調(diào)函數(shù)

      {

           pGapRoles_AppCGs->pfnStateChange( gapRole_state );//調(diào)用設置的回調(diào)函數(shù),通知gapRole_state當前狀態(tài)

      }

  }

20、廣播時產(chǎn)生一個GAP_LINK_ESTABLISHED_EVENT消息


static void gapRole_ProcessGAPMsg( gapEventHdr_t *pMsg )  //鏈路處理連接消息

{

  uint8 notify = FALSE;   // State changed notify the app? (default no)

  switch ( pMsg->opcode )

  {  

    case GAP_LINK_ESTABLISHED_EVENT:

      {

        gapEstLinkReqEvent_t *pPkt = (gapEstLinkReqEvent_t *)pMsg;

        if ( pPkt->hdr.status == SUCCESS )

        {

          VOID osal_memcpy( gapRole_ConnectedDevAddr, pPkt->devAddr, B_ADDR_LEN );//保存主機的地址

          gapRole_ConnectionHandle = pPkt->connectionHandle; //保存主機連接句柄

          gapRole_state = GAPROLE_CONNECTED;  //通知鏈路狀態(tài):連接成功

              notify = TRUE;

        }

      }

 }

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