實(shí)踐篇 跑步機(jī)和劃船機(jī)的藍(lán)牙開發(fā)

前面的文章里面講了很多藍(lán)牙基礎(chǔ)的協(xié)議和硬件方面的知識(shí)，現(xiàn)在進(jìn)入實(shí)踐篇

今天我介紹一下，我使用磐啟微的PAN1070來實(shí)現(xiàn)一個(gè)室內(nèi)自行車的應(yīng)用，最后把源碼和硬件放在gitee上面，大家可以回家改造一下自己的傻瓜運(yùn)動(dòng)器械。

先介紹一下PAN1070，這是一個(gè)藍(lán)牙SOC，主打低功耗來替換Nordic的藍(lán)牙SOC，眾所周知哈，國(guó)產(chǎn)替代勢(shì)不可擋。

這個(gè)芯片的接收功耗還是比較低的，并且有512KB的FLASH，可以實(shí)現(xiàn)非常多的功能，最主要是的磐啟微自己提供了很多的實(shí)際的案例，在開發(fā)的時(shí)候，我們可以直接參照案例修改一下就可以應(yīng)用起來。

同時(shí)，PAN1070的最新的SDK是基于開源的NimBLE協(xié)議棧開發(fā)，和火熱的ESP32的藍(lán)牙協(xié)議棧一樣，這樣上手起來也會(huì)比較輕松。

首先，我們先把官方的SDK下載到本地，然后在我們的Gitee上創(chuàng)建一個(gè)倉(cāng)庫，并將SDK上傳上去，作為一個(gè)基礎(chǔ)版本。

https://gitee.com/geek-pi/pan1070.git

官方的SDK從這里下載：https://wiki.panchip.com/download/2799/

官方文檔地址：https://docs.panchip.com

也可以從上面網(wǎng)址進(jìn)入文檔介紹后，從最左下角選擇對(duì)應(yīng)的版本的SDK，對(duì)了官方叫NDK，是指的基于NimBLE協(xié)議棧的版本，后續(xù)還有ZDK，這個(gè)是基于Zephyr的，所以別迷糊了。

整個(gè)SDK包括幾個(gè)內(nèi)容

SDK包含了我們編程序是需要的源代碼和示例代碼，HDK更多的是硬件相關(guān)的，比如各種開發(fā)板等，我們可以先不理會(huì)。MCU是一些控制器相關(guān)的使用例程，我們可以在用到某些單片機(jī)外設(shè)的時(shí)候再去了解，DOC和Tools都是一些文檔和工具。遇到問題時(shí)在去看吧。

我們先來看原廠提供的例程有哪些？

在目錄SDK→nimble→samples→solutions中有很多現(xiàn)成的解決方案，我們做新的應(yīng)用的時(shí)候，可以在這里找相似的去做修改，有一些也可以直接用，比如透?jìng)髂K，直接使用appuart,還有多主機(jī)多從機(jī)連接的案例，可以使用blehiduartmult_roles這個(gè)案例。

因?yàn)槲冶酒诮榻B的是實(shí)現(xiàn)一個(gè)室內(nèi)自行車的方案，所以我選擇了一個(gè)比較簡(jiǎn)單的案例來修改，也就是blevehicleskey 。

這個(gè)方案本來功能是實(shí)現(xiàn)接近解鎖的，內(nèi)部通過RSSI來判斷是否要對(duì)電動(dòng)車或者電動(dòng)門之類的設(shè)備進(jìn)行解鎖。這個(gè)有空可以了解下，今天主要看如何在這個(gè)例程上修改為室內(nèi)自行車。

先說一下我的開發(fā)習(xí)慣

在基礎(chǔ)的倉(cāng)庫上，我會(huì)新建一個(gè)分支，并以實(shí)現(xiàn)的功能作為命名，然后直接在官方的例程上做修改，這樣基本上不需要自己搭建環(huán)境，同時(shí)還可以在vs code中看到所有例程的代碼，方便來回copy。

每個(gè)例程中的代碼其實(shí)很簡(jiǎn)單，一個(gè)文件件存放工程配置信息，一個(gè)文件件存放源代碼，用戶自己添加的代碼都可以放到src中。

我們使用keil打開工程

雖然這里引用了很多文件，大部分都是藍(lán)牙協(xié)議棧和freeRTOS相關(guān)的底層代碼，我們可以先不關(guān)心他們，主要先要了解的是上圖中的2部分，第一個(gè)是SDK的配置文件，他里面是一些配置選型，利用的keil的頭文件注釋界面來配置各種參數(shù)。第二部分就是調(diào)用nimble相關(guān)的API來實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙的功能，基本上就是配置廣播幀廣播，然后配置服務(wù)和服務(wù)對(duì)應(yīng)的讀寫接口。

先來看一下配置界面

由于配置信息很多，這里只介紹我用到的，就是這里的log打印系統(tǒng)，這里要根據(jù)我們手里的板子的鏈接來選擇一下，我的板子使用的串口log輸出引腳是P05，波特率我選擇的115200 。

之后，我們編譯這個(gè)項(xiàng)目，下載運(yùn)行后，就可以看到串口的logo信息了。

下載不了？是不是燒錄算法沒有找到，我們需要把SDK目錄下的燒錄算法拷貝到keil中，keil就可以找到了，SDK燒錄算法的路徑為：SDK3MCUmcumisc 。

下圖是串口打印信息

現(xiàn)在，我們的例程已經(jīng)跑起來了，我們的DIY才剛剛開始。

一、創(chuàng)建新的分支來開發(fā)室內(nèi)自行車，命名為ftms

在基礎(chǔ)工程上新建分支來開發(fā)新功能，可以保證各個(gè)項(xiàng)目公用一個(gè)基礎(chǔ)，不必新建立很多工程，直接利用SDK現(xiàn)有的工程即可。通過git管理，還可以保證他們之間互不影響。

ftms是運(yùn)動(dòng)健康協(xié)議的縮寫，這里使用它來作為分支名。

二、修改廣播信息，讓頑鹿等APP認(rèn)識(shí)我們的藍(lán)牙設(shè)備

廣播信息的修改在main函數(shù)中，函數(shù)名稱為：bleprph_advertise()，所有的廣播參數(shù)都是在這里寫入到一個(gè)緩存中，基本上就是按照數(shù)據(jù)+長(zhǎng)度這樣的結(jié)構(gòu)堆積進(jìn)去的。

這里我們需要把廣播幀設(shè)置為下圖這樣：

具體含義可以參考這個(gè)文章

//首先增加UUID，也就是FTM的標(biāo)準(zhǔn)UUID，這個(gè)是一個(gè)宏定義。fields.uuids16 = (bleuuid16t[]) {        BLEUUID16INIT(BTUUIDFTM)    };    fields.num_uuids16 = 1;// Service Data AD Type: 0x16 (1 byte)uint8_t service_data[] = {    0x26, 0x18,         // Fitness Machine Service UUID (0x2618, 小端存儲(chǔ))    0x01,               // Flags (0x01, bit0 set to indicate Fitness Machine Available)    0x30, 0x00          // Fitness Machine Type (0x1000, 表示劃船機(jī)類型，2字節(jié)小端)};
fields.svc_data_uuid16 = service_data;fields.svc_data_uuid16_len = sizeof(service_data);

這樣廣播以后，頑鹿APP中就可以看到我們的設(shè)備了。

三、添加一些對(duì)應(yīng)的服務(wù)和特性

讓上位機(jī)APP發(fā)現(xiàn)我們的設(shè)備只是第一步，第二部是讓我們的設(shè)備可以和APP通信。那么，我們就需要設(shè)定一個(gè)接口協(xié)議來和上位機(jī)通信，這就是藍(lán)牙協(xié)議中的標(biāo)準(zhǔn)，我們要配置多個(gè)服務(wù)，以及服務(wù)內(nèi)部包含的特征。這些特征有的是可讀寫的，有的是只讀的，也有的是可以Notify的，可以理解為藍(lán)牙設(shè)備主動(dòng)給APP發(fā)的。

我們下面在代碼中看看如何增加這樣的屬性和特性進(jìn)去。這個(gè)修改要在gatt_svr.c中進(jìn)行，它是定義了一個(gè)數(shù)據(jù)類型，可以說是結(jié)構(gòu)體套著結(jié)構(gòu)體的一個(gè)結(jié)構(gòu)，這樣寫主要是為了直觀，因此我們改代碼也就直觀了。

static?const?struct?blegattsvcdef?gattsvrsvcs[]?=?{    //服務(wù)    {        /* Service: 顯示屬性的DIS/        .type = BLEGATTSVCTYPEPRIMARY,        .uuid =  BLEUUID16DECLARE(BTUUIDDIS),        .characteristics = (struct blegattchrdef[]) {         {            .uuid =  BLEUUID16DECLARE(BTUUIDDISMODEL),            .accesscb = gattsvrchraccessftminfo,  //只讀的只需要回調(diào)函數(shù)            .flags = BLEGATTCHRFREAD, //只讀        },        {            .uuid =  BLEUUID16DECLARE(BTUUIDDISMNS),            .accesscb = gattsvrchraccessftminfo,  //只讀的只需要回調(diào)函數(shù)            .flags = BLEGATTCHRFREAD, //只讀        },        {            0, / No more characteristics in this service /        }, }    },    //新的服務(wù)    {        / Service: vendor ble uart /        .type = BLEGATTSVCTYPEPRIMARY,        .uuid =  BLEUUID16DECLARE(BTUUIDFTM),        .characteristics = (struct blegattchrdef[]) {             {                / Characteristic: Heart-rate measurement /                .uuid = BLEUUID16DECLARE(BTUUIDFTMINDOORBIKE),                .accesscb = gattsvrchraccessftms,                .valhandle = &hrsftmshandle,  //Notify 對(duì)應(yīng)的handle句柄                .flags = BLEGATTCHRFNOTIFY,            }, //            {//                / Characteristic: Heart-rate measurement ///                .uuid = BLEUUID16DECLARE(BTUUIDFTMSTATUS),//                .accesscb = gattsvrchraccessftms,//                .valhandle = &hrsftmshandle,//                .flags = BLEGATTCHRFNOTIFY | BLEGATTCHRFREAD,//            },            {                / Characteristic: Heart-rate measurement /                .uuid = BLEUUID16DECLARE(BTUUIDFTMCTRL),                .accesscb = gattsvrchraccessftms,                .valhandle = &ftmctrlhandle,//Notify 對(duì)應(yīng)的handle句柄                .flags = BLEGATTCHRFWRITE | BLEGATTCHRF_INDICATE,            },            {                0, / No more characteristics in this service /            },         }    },    //其他服務(wù)    {        0, / No more services */    },};

第一個(gè)屬性是FTMS要求的服務(wù)，APP會(huì)從這個(gè)服務(wù)中讀取各種屬性，比如廠家，序列號(hào)，型號(hào)以及產(chǎn)品類型等等，他們基本上都是只讀的，因此，可以從程序中看到，他的flags屬性的設(shè)置。

對(duì)于只讀的特性，我們只需要設(shè)置一個(gè)回調(diào)函數(shù)就可以了，比如：.accesscb = gattsvrchraccessftminfo, ?//只讀的只需要回調(diào)函數(shù)。

在回調(diào)函數(shù)中，我們來處理上位機(jī)的讀取請(qǐng)求，就是把我們本地定義好的字符串返回給協(xié)議棧。