【博客大赛】蓝牙BLE详解
一、什么是蓝牙？ 蓝牙是一种短距的无线通讯技术，可实现固定设备、移动设备之间的数据交换。一般将蓝牙3.0之前的BR/EDR蓝牙称为传统蓝牙，而将蓝牙4.0规范下的LE蓝牙称为低功耗蓝牙。 很多人对蓝牙的认识还很局限于手机领域，其实蓝牙的应用已经远远不止于此。过去几年里，蓝牙的增长量就达到了80%，当然，低功耗蓝牙的出现也起到关键的作用，相信未来蓝牙会开创一个可交互的物联世界。 蓝牙4.0标准包括传统蓝牙模块部分和低功耗蓝牙模块部分，是一个双模标准。低功耗蓝牙也是建立在传统蓝牙基础之上发展起来的，并区别于传统模块，最大的特点就是成本和功耗降低，应用于实时性要求比较高。BLE（Bluetooh Low Energy）蓝牙低能耗技术是短距离、低成本、可互操作性的无线技术，它利用许多智能手段最大限度地降低功耗。BLE技术的工作模式非常适合用于从微型无线传感器（每半秒交换一次数据）或使用完全异步通信的遥控器等其它外设传送数据。这些设备发送的数据量非常少（通常几个字节），而且发送次数也很少（例如每秒几次到每分钟一次，甚至更少）。 二、BLE协议栈的结构和配置 1、协议有两个部分组成：Controller和Host2、Profiles和应用总是基于GAP和GATT之上3、在单芯片方案中，Controller和Host，profiles，和应用层都在同一片芯片中4、在网络控制器模式中，Host和Controller是在一起运行的，但是应用和profiles在另外一个器件上，比如PC或者其他微控制器，可以通过UART，USB进行操作5、在双芯片模式中，Controller运行在一个控制器，而应用层，profiles和Host是运行在另外一个控制器上 三、BLE协议栈各层功能机制 如上图所述，要实现一个BLE应用，首先需要一个支持BLE射频的芯片，然后还需要提供一个与此芯片配套的BLE协议栈，最后在协议栈上开发自己的应用。可以看出BLE协议栈是连接芯片和应用的桥梁，是实现整个BLE应用的关键。那BLE协议栈具体包含哪些功能呢？简单来说，BLE协议栈主要用来对你的应用数据进行层层封包，以生成一个满足BLE协议的空中数据包，也就是说，把应用数据包裹在一系列的帧头（header）和帧尾（tail）中。具体来说，BLE协议栈主要由如下几部分组成： PHY层（Physical layer物理层）。PHY层用来指定BLE所用的无线频段，调制解调方式和方法等。PHY层做得好不好，直接决定整个BLE芯片的功耗，灵敏度以及selectivity等射频指标。 LL层（Link Layer链路层）。LL层是整个BLE协议栈的核心，也是BLE协议栈的难点和重点。像Nordic的BLE协议栈能同时支持20个link（连接），就是LL层的功劳。LL层要做的事情非常多，比如具体选择哪个射频通道进行通信，怎么识别空中数据包，具体在哪个时间点把数据包发送出去，怎么保证数据的完整性，ACK如何接收，如何进行重传，以及如何对链路进行管理和控制等等。LL层只负责把数据发出去或者收回来，对数据进行怎样的解析则交给上面的GAP或者ATT。 HCI（Host controller interface）。HCI是可选的，HCI主要用于2颗芯片实现BLE协议栈的场合，用来规范两者之间的通信协议和通信命令等。 GAP层（Generic access profile）。GAP是对LL层payload（有效数据包）如何进行解析的两种方式中的一种，而且是最简单的那一种。GAP简单的对LL payload进行一些规范和定义，因此GAP能实现的功能极其有限。GAP目前主要用来进行广播，扫描和发起连接等。 L2CAP层（Logic link control and adaptation protocol）。L2CAP对LL进行了一次简单封装，LL只关心传输的数据本身，L2CAP就要区分是加密通道还是普通通道，同时还要对连接间隔进行管理。 SMP（Secure manager protocol）。SMP用来管理BLE连接的加密和安全的，如何保证连接的安全性，同时不影响用户的体验，这些都是SMP要考虑的工作。 ATT（Attribute protocol）。简单来说，ATT层用来定义用户命令及命令操作的数据，比如读取某个数据或者写某个数据。BLE协议栈中，开发者接触最多的就是ATT。BLE引入了attribute概念，用来描述一条一条的数据。Attribute除了定义数据，同时定义该数据可以使用的ATT命令，因此这一层被称为ATT层。 GATT（Generic attribute profile ）。GATT用来规范attribute中的数据内容，并运用group（分组）的概念对attribute进行分类管理。没有GATT，BLE协议栈也能跑，但互联互通就会出问题，也正是因为有了GATT和各种各样的应用profile，BLE摆脱了ZigBee等无线协议的兼容性困境，成了出货量最大的2.4G无线通信产品。 四、BLE蓝牙模块主要应用领域 移动扩展设备 汽车电子设备 健康医疗用品：心跳带、血压计等 定位应用：室内定位、井下定位等 近距离数据采集：无线抄表、无线遥测等 数据传输：智能家居室内控制、蓝牙调光、打印机等 五、 BLE协议栈详解 协议概述 所谓协议，即将指定的字节按照一定的顺序排列起来，以便他人使用自己的设备时，能通过该协议同其他设备进行通信。协议一特点，就是有固定的帧格式，通过该格式发送，接收者通过解读帧格式，进而得到新息内容； BLE连接过程 一般通信协议，一类通信是直接发生数据，当设备接送到数据时，直接对数据进行解析，当接受到的数据合法时，即为有效数据，该类型的通信协议，主要用在有线通信协议中，比如Modbus，Can通常采用的即为该类型的通信方式。 另一类通信协议，则需要新建立连接，当双方连接建立成功了方可通信，例如TCP、BLE；BLE协议在需要进行通信时，即需要向外发送广播信号，告诉接收者，即将和它进行通信，接受者接收到广播内容后，确认是与自己通信，于是向广播者发送一响应信息，这样当广播者和接受者都有了对方的身份信息时，即表示双方连接成功。 因此，在连接过程中，必定有相应的广播帧格式。在BLE通信过程中，假设设备A需要连其他设备假设为B，则A需要不断地发送广播信号（此过程一般有一个时间间隔，在没发送广播数据时间内，芯片处于低功耗状态），每发送一次广播包，称之为一次广播事件。 前导：是一个8比特的交替序列接入地址的第一个比特为0：01010101接入地址的第一个比特为1：10101010接入地址：广播帧为固定地址：0x8E89BED6（低字节在前） 广播报文的报头：包含4bit广播报文类型、2bit保留位、1bit发送地址类型和1bit接收地址类型。 广播报文类型: 发送地址类型：0： 公共地址1：随机地址长度：广播报文的长度域包含8个比特，有效值的范围是6~37数据： 广播者地址(6个字节)+广播数据（31个字节）校验： 3个字节，为CRC校验。广播数据： 分为有效数据和无效数据 有效数据部分：包含N个AD Structure，每个AD Structure由Length，AD Type和AD Data组成。其中：Length： AD Type和AD Data的长度。AD Type： 指示AD Data数据的含义。详见https://www.bluetooth.com/specifications/assigned-numbers/generic-access-profile/ 六、 BLE连接建立过程 1. BLE广播与扫描 设备B不断发送广播信号给手机（Observer），如果手机不开启扫描窗口，手机是收不到设备B的广播的，如下图所示，不仅手机要开启射频接收窗口，而且只有手机的射频接收窗口跟广播发送的发射窗口匹配成功，而且广播射频通道和手机扫描射频通道是同一个通道，手机才能收到设备B的广播信号。也就是说，如果设备B在37通道发送广播包，而手机在扫描38通道，那么即使他们俩的射频窗口匹配，两者也是无法进行通信的。由于这种匹配成功是一个概率事件，因此手机扫到设备B也是一个概率事件，也就是说，手机有时会很快扫到设备B，比如只需要一个广播事件，手机有时又会很慢才能扫到设备B，比如需要10个广播事件甚至更多。 2. 建立连接（connection establishment） 根据蓝牙spec规定，advertiser发送完一个广播包之后150us（T_IFS），advertiser必须开启一段时间的射频Rx窗口，以接收来自observer的数据包。Observer就可以在这段时间里给advertiser发送连接请求。如下图所示，手机在第三个广播事件的时候扫到了设备B，并发出了连接请求CONN_REQ(CONN_REQ又称为CONNECT_IND)。 注：图中M代表手机，S代表设备B，M->S表示手机将数据包发给设备B，即手机开启Tx窗口，设备B开启Rx窗口；S->M正好相反，表示设备B将数据包发给手机，即设备B开启Tx窗口，手机开启Rx窗口。 如图所示，手机在收到A1广播包ADV_IND后，以此为初始锚点（这个锚点不是连接的锚点），T_IFS时间后给Advertiser发送一个connection request命令，即A2数据包，告诉advertiser我将要过来连你，请做好准备。Advertiser根据connect_req命令信息做好接收准备，connect_req包含如下关键信息： Transmit window offset，定义如上图示 Transmit window size，定义如上图所示 connect_req数据包完整定义如下所示 connect_req其实是在告诉advertiser，手机将在Transmit Window期间发送第一个同步包（P1）给你，请在这段时间里把你的射频接收窗口打开。设备B收到P1后，T_IFS时间后将给手机回复数据包P2（ACK包）。 一旦手机收到数据包P2，连接即可认为建立成功。当然，实际情况会比较复杂，手机有可能收不到P2，这个时候手机将持续发送同步包直到超时时间（supervision timeout）到，在此期间只要设备B回过一次ACK包，连接即算成功。所以一旦P1包发出，主机（手机）即认为连接成功，而不管有没有收到设备的ACK包。 这也是为什么在Android或者iOS系统中，应用经常收到连接成功的回调事件（该回调事件就是基于P1包有没有发出，只要P1包发出，手机即认为连接成功，而不管有没有收到设备的ACK包），但实际上手机和设备并没有成功建立连接。 后续手机将以P1为锚点（原点），Connection Interval为周期，周期性地给设备B发送数据包（Packet），Packet除了充当数据传送功能，它还有如下两个非常重要的功能：同步手机和设备的时钟，也就是说，设备每收到手机发来的一个包，都会把自己的时序原点重新设置，以跟手机同步。 告诉设备你现在可以传数据给我了。连接成功后，BLE通信将变成主从模式，因此把连接发起者（手机）称为Master或者Central，把被连接者（之前的Advertiser）称为Slave或者Peripheral。 BLE通信之所以为主从模式，是因为Slave不能“随性”给Master发信息，它只有等到Master给它发了一个packet后，然后才能在规定的时间把自己的数据回传给Master。 3. 连接失败 有如下几种典型的连接失败情况： 如步骤2图所示，如果slave在transmit window期间没有收到master发过来的P1，那么连接将会失败。此时应该排查master那边的问题，看看master为什么没有在约定的时间把P1发出来。 如果master在transmit window期间把P1发出来了，也就是说master按照connect_req约定的时序把P1发出来了，但slave没有把P2回过去或者没有在超时时间内把P2回过去，那么连接也会失败。此时应该排查slave这边的问题，看一看slave为什么没有把P2回过去 如果master把P1发出来了，slave也把P2回过去了，此时主机或者从机还是报连接失败，这种情况有可能是软件有问题，需要仔细排查master或者slave的软件。 还有一种比较常见的连接失败情况：空中射频干扰太大。此时应该找一个干净的环境，比如屏蔽室，排除干扰后再去测试连接是否正常。 七、帧格式 1、数据链路层报文结构 报文的基础是数据链路层的报文，其它报文都是从此展开的，BLE数据链路层数据格式如下：在最新的core spec 5.2中，有1M PHY和2M的PHY，对应前导符变为1-2个字节。前导符用于频率同步、时序评估和自动增益控制训练。前导符第一bit应该与接入地址的LSB相同。字段解析： 报文类型（低 4 个 bit）：ADV_IND（0000） ——通用广播ADV_DIRECT_IND（0001） ——定向连接广播ADV_NONCONN_IND（0010） ——不可连接广播ADV_SCAN_IND（0110） ——可扫描广播SCAN_REQ（ 0011） ——主动扫描请求SCAN_RSP（ 0100） ——主动扫描应答CONNECT_REQ（ 0101） ——连接请求 发送地址（ TXADD）和接收地址（ RXADD）： 当此位为“1”时表示 Random Add（随机地址），当此位为“0”时表示 Public Add（公共地址）。 这个地址指的是数据净荷中最初的几个地址字节。 净荷长度： 这个长度是指在 PDU 中的数据除去报头和长度之外的有效净荷数 据长度。 2、 广播通道与数据通道 PDU 区别： 广播通道的 PDU 格式：字段解析： 报文类型（低 4 个 bit）：ADV_IND（0000） ——通用广播ADV_DIRECT_IND（0001） ——定向连接广播ADV_NONCONN_IND（0010） ——不可连接广播ADV_SCAN_IND（0110） ——可扫描广播SCAN_REQ（ 0011） ——主动扫描请求SCAN_RSP（ 0100） ——主动扫描应答CONNECT_REQ（ 0101） ——连接请求 发送地址（ TXADD）和接收地址（ RXADD）： 当此位为“1”时表示 Random Add （随机地址），当此位为“0”时表示 Public Add（公共地址）。 这个地址指的是数据净荷中最初的几个地址字节。 净荷长度： 这个长度是指在 PDU 中的数据除去报头和长度之外的有效净荷数据长度。 数据通道的 PDU 格式： 字段释义：LLID：表示此包数据是 LL Date PDU 还是 LL Control PDU 00b: Reserved01b: 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）：信息完整性检测。涉及到加密操作，上图中是用虚线表示的，并不是一定要有此项。MD：这个标志位是用来通知对方设备自己还有其他数据准备发送。0 表示没有更多数据发送， 1 表示有更多数据准备发送。这样，只要还有数据需要发送，连接事件会自动扩展。一旦不再有数据发送，连接事件立即关闭。 Note：如何区分是确定包、新包还是重发包？SN：只有一个 bit 位，所以值是在 0 和 1 之间进行切换。如果序列号与之前的一样，则为重传报文，如果序列号和之间的不同，则为新报文。NESN：预期序列号，它是接收方希望接到的下一包的序列号，也就是数据包的确认标志。当设备接收到序列（SN）为 0 的报文后，在发送给对方的数据包中，应将 NESN 设为 1，这样对方接收到这个包后，会发送一个新的数据包过来，否则就会重发上一次序列号为 0 的包。这个标志可以用来判断数据包是否被正确接收还是需要重传。 3、 BLE 报文格式 4、 AD Structure 解析 （1） AD type（2） AD data 简述 Flags：SERVICE： Local Name：TX Power Level： 八、代码示例 本例以OSAL下BLE代码为例做讲解。 什么是OSAL？ OSAL为：Operating System Abstraction Layer，即操作系统抽象层，支持多任务运行，它并不是一个传统意义上的操作系统，但是实现了部分类似操作系统的功能。 OSAL概念是由TI公司在ZIGBEE协议栈引入，他的意思是”模拟操作系统”，此OS，并非一个真正的OS，而是模拟OS的一些方法为广大编程者提供一种写MCU程序的方法。当有一个事件发生的时候，OSAL负责将此事件分配给能够处理此事件的任务，然后此任务判断事件的类型，调用相应的事件处理程序进行处理。 实验平台 1、蓝牙协议栈：1.3.22、软件平台：IAR For 8051 8.10.33、硬件平台：Smart RF开发板（从机），Android_Lightblue（主机） 代码解析 int main(void) int main(void) { /* Initialize hardware */ HAL_BOARD_INIT();//初始化时钟和使能缓存预取模式 // Initialize board I/O InitBoard( OB_COLD );//冷启动，关闭了led灯与中断，避免接下来的各种初始化受干扰 /* Initialze the HAL driver */ HalDriverInit();//各种驱动的初始化、如按键、lcd、adc、usb、uart等8 /* Initialize NV system */ osal_snv_init();//snv 内部用于保存配对数据或你的用户自定义数据的一段flash，4kB空间 /* Initialize LL */ /* Initialize the operating system */ osal_init_system();//oasl 操作系统初始化, 包含内存分配、消息队列、定时器、电源管理和任务等 /* Enable interrupts */ HAL_ENABLE_INTERRUPTS();// 开启全局中断 // Final board initialization InitBoard( OB_READY ); //设置标志标示系统初始化完毕 } osal_init_system() uint8 osal_init_system( void ) { // Initialize the Memory Allocation System osal_mem_init();//初始化内存分配系统 // Initialize the message queue osal_qHead = NULL;//初始化消息队列 // Initialize the timers osalTimerInit();//初始化定时器 // Initialize the Power Management System osal_pwrmgr_init();//初始化电源管理系统 // Initialize the system tasks. osalInitTasks();//初始化系统任务， 这一个任务初始花非常关键 // Setup efficient search for the first free block of heap. osal_mem_kick(); return ( SUCCESS ); } 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++ ); //链路角色初始化 GAPBondMgr_Init( taskID++ ); //链路绑定初始化 GATTServApp_Init( taskID++ ); /* Application */ SimpleBLEPeripheral_Init( taskID ); } GAPRole_Init( taskID++ ) void GAPRole_Init( uint8 task_id ) { gapRole_TaskID = task_id; //定义任务地址 gapRole_state = GAPROLE_INIT; //链路状态设置为GAPROLE_INIT gapRole_ConnectionHandle = INVALID_CONNHANDLE; //设置链路连接句柄为0xFFFF GAP_RegisterForHCIMsgs( gapRole_TaskID );//注册控制接口的任务ID // Initialize the Profile Advertising and Connection Parameters gapRole_profileRole = GAP_PROFILE_PERIPHERAL; //链路配置角色为从机 VOID osal_memset( gapRole_IRK, 0, KEYLEN ); //密钥缓冲器清零 VOID osal_memset( gapRole_SRK, 0, KEYLEN ); gapRole_signCounter = 0; //密钥计数标志位清零 gapRole_AdvEventType = GAP_ADTYPE_ADV_IND; //广播类型为可连接无定向广播 gapRole_AdvDirectType = ADDRTYPE_PUBLIC; //广播方式为通过广播（可被发现扫描连接） gapRole_AdvChanMap = GAP_ADVCHAN_ALL ; //广播所有通道37、38、39 gapRole_AdvFilterPolicy = GAP_FILTER_POLICY_ALL; //允许扫描，允许连接 // Restore Items from NV VOID osal_snv_read( BLE_NVID_IRK, KEYLEN, gapRole_IRK ); //读出存储的密钥和密钥计数标志位 VOID osal_snv_read( BLE_NVID_CSRK, KEYLEN, gapRole_SRK ); VOID osal_snv_read( BLE_NVID_SIGNCOUNTER, sizeof( uint32 ), &gapRole_signCounter ); } SimpleBLEPeripheral_Init //初始化完成后 void SimpleBLEPeripheral_Init( uint8 task_id ) { osal_set_event( simpleBLEPeripheral_TaskID, SBP_START_DEVICE_EVT ); //启动设备开始事件 } SimpleBLEPeripheral_ProcessEvent uint16 SimpleBLEPeripheral_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events ) { if ( events & SBP_START_DEVICE_EVT )// 初始化后就执行这个啦 { // Start the Device VOID GAPRole_StartDevice( &simpleBLEPeripheral_PeripheralCBs ); //配置链路事件通知回调函数 // Start Bond Manager VOID GAPBondMgr_Register( &simpleBLEPeripheral_BondMgrCBs ); //配置配对消息回调函数 // Set timer for first periodic event osal_start_timerEx( simpleBLEPeripheral_TaskID, POWER_DETECT_EVT, DetectPowerPeriod ); return ( events ^ SBP_START_DEVICE_EVT ); } } GAPRole_StartDevice Status_t GAPRole_StartDevice( gapRolesCBs_t *pAppCallbacks ) { if ( gapRole_state == GAPROLE_INIT ) //如果链路状态是初始化状态 { // Clear all of the Application callbacks if ( pAppCallbacks ) { pGapRoles_AppCGs = pAppCallbacks;//设置回调函数 } // Start the GAP gapRole_SetupGAP();//开始建立链路 return ( SUCCESS ); } else //否则返回已经在请求模式状态 { return ( bleAlreadyInRequestedMode ); } } gapRole_SetupGAP static void gapRole_SetupGAP( void ) { VOID GAP_DeviceInit( gapRole_TaskID, gapRole_profileRole, 0, gapRole_IRK, gapRole_SRK, &gapRole_signCounter ); } GAP_DeviceInit 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 ); //设置设备配置参数 #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(); //初始化从机设备管理 #if ( HOST_CONFIG & PERIPHERAL_CFG ) { // Initialize SM Responder VOID SM_ResponderInit(); //回应者初始化 } #endif } #endif } 当GAP_DeviceInit初始化完成后，将产生GAP_DEVICE_INIT_DONE_EVENT事件；uint16 GAPRole_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events ) //链路处理事件 static void gapRole_ProcessOSALMsg( osal_event_hdr_t *pMsg ) //链路系统消息事件 gapRole_ProcessGAPMsg static void gapRole_ProcessGAPMsg( gapEventHdr_t *pMsg ) //链路处理连接消息 { uint8 notify = FALSE; // State changed notify the app? (default no) switch ( pMsg->opcode ) { case GAP_DEVICE_INIT_DONE_EVENT: //当GAP_DeviceInit初始化完成后，将产生此事件 { 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 );//保存生成的密钥 VOID osal_snv_write( BLE_NVID_CSRK, KEYLEN, gapRole_SRK ); // Save off the information VOID osal_memcpy( gapRole_bdAddr, pPkt->devAddr, B_ADDR_LEN );//保存设备地址 gapRole_state = GAPROLE_STARTED; //链路开始 // Update the advertising data stat = GAP_UpdateAdvertisingData( gapRole_TaskID,//更新广播数据 TRUE, gapRole_AdvertDataLen, gapRole_AdvertData ); } notify = TRUE; //通知回调函数链路的状态 } break; if ( notify == TRUE ) { // Notify the application with the new state change if ( pGapRoles_AppCGs && pGapRoles_AppCGs->pfnStateChange ) //判断是否设置了回调函数 { pGapRoles_AppCGs->pfnStateChange( gapRole_state );//调用设置的回调函数，通知gapRole_state当前状态 } } } stat=GAP_UpdateAdvertisingData( gapRole_TaskID,TRUE, gapRole_AdvertDataLen, gapRole_AdvertData );//更新广播数据后，将产生GAP_ADV_DATA_UPDATE_DONE_EVENT事件； gapRole_ProcessGAPMsg static void gapRole_ProcessGAPMsg( gapEventHdr_t *pMsg ) //链路处理连接消息 { 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 );//更新扫描回应数据 } else { // Start advertising VOID osal_set_event( gapRole_TaskID, START_ADVERTISING_EVT ); //启动广播事件 } } if ( pPkt->hdr.status != SUCCESS ) //如果不成功将通知回调函数，否则不通知 { // Set into Error state gapRole_state = GAPROLE_ERROR; notify = TRUE; } } break; gapRole_ProcessGAPMsg static void gapRole_ProcessGAPMsg( gapEventHdr_t *pMsg ) //链路处理连接消息 { 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 );//更新扫描回应数据 } else { // Start advertising VOID osal_set_event( gapRole_TaskID, START_ADVERTISING_EVT ); //启动广播事件 } } if ( pPkt->hdr.status != SUCCESS ) //如果不成功将通知回调函数，否则不通知 { // Set into Error state gapRole_state = GAPROLE_ERROR; notify = TRUE; } } break; 执行广播事件 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; 广播类型为可连接无定向广播 params.initiatorAddrType = gapRole_AdvDirectType; //ADDRTYPE_PUBLIC; 广播方式为通用广播 VOID osal_memcpy( params.initiatorAddr, gapRole_AdvDirectAddr, B_ADDR_LEN ); //发起者地址配置 params.channelMap = gapRole_AdvChanMap; //广播通道配置：广播所有通道37、38、39 params.filterPolicy = gapRole_AdvFilterPolicy;//过滤策略GAP_FILTER_POLICY_ALL;允许扫描，允许连接 if ( GAP_MakeDiscoverable( gapRole_TaskID, ¶ms ) != SUCCESS ) //配置广播参数，并产生一个GAP_MakeDiscoverable 消息事件 { gapRole_state = GAPROLE_ERROR;//如果不成功将通知回调函数-链路错误 // Notify the application with the new state change if ( pGapRoles_AppCGs && pGapRoles_AppCGs->pfnStateChange ) { pGapRoles_AppCGs->pfnStateChange( gapRole_state ); } } } return ( events ^ START_ADVERTISING_EVT ); } 处理GAP_MakeDiscoverable消息事件 static void gapRole_ProcessGAPMsg( gapEventHdr_t *pMsg ) //链路处理连接消息 { uint8 notify = FALSE; // State changed notify the app? (default no) switch ( pMsg->opcode ) { case GAP_MAKE_DISCOVERABLE_DONE_EVENT: //使能可被发现完成事件即开始广播了 case GAP_END_DISCOVERABLE_DONE_EVENT: //结束可被发现完成事件即停止广播了 { gapMakeDiscoverableRspEvent_t *pPkt = (gapMakeDiscoverableRspEvent_t *)pMsg; if ( pPkt->hdr.status == SUCCESS ) { if ( pMsg->opcode == GAP_MAKE_DISCOVERABLE_DONE_EVENT ) { gapRole_state = GAPROLE_ADVERTISING; //设置当前链路状态 } else // GAP_END_DISCOVERABLE_DONE_EVENT//结束可被发现完成事件即停止广播了 { if ( gapRole_AdvertOffTime != 0 ) //如果gapRole_AdvertOffTime等于0，将不再广播，否则启动定时广播件 { if ( ( gapRole_AdvEnabled ) )//如果使能广播 { VOID osal_start_timerEx( gapRole_TaskID, START_ADVERTISING_EVT, gapRole_AdvertOffTime );//启动周期广播事件 } } 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，链路当前状态为等待状态 } } else { gapRole_state = GAPROLE_ERROR; } notify = TRUE;//通知回调函数 } break; if ( notify == TRUE ) { // Notify the application with the new state change if ( pGapRoles_AppCGs && pGapRoles_AppCGs->pfnStateChange ) //判断是否设置了回调函数 { pGapRoles_AppCGs->pfnStateChange( gapRole_state );//调用设置的回调函数，通知gapRole_state当前状态 } } 这时候底层已经使能硬件在广播了，要么广播超时产生一个GAP_END_DISCOVERABLE_DONE_EVENT消息，要么被连接事件 GAP_LINK_ESTABLISHED_EVENT； 广播超时产生一个GAP_END_DISCOVERABLE_DONE_EVENT消息 static void gapRole_ProcessGAPMsg( gapEventHdr_t *pMsg ) //链路处理连接消息 { uint8 notify = FALSE; // State changed notify the app? (default no) switch ( pMsg->opcode ) { case GAP_MAKE_DISCOVERABLE_DONE_EVENT: //使能可被发现完成事件即开始广播了 case GAP_END_DISCOVERABLE_DONE_EVENT: //结束可被发现完成事件即停止广播了 { gapMakeDiscoverableRspEvent_t *pPkt = (gapMakeDiscoverableRspEvent_t *)pMsg; if ( pPkt->hdr.status == SUCCESS ) { if ( pMsg->opcode == GAP_MAKE_DISCOVERABLE_DONE_EVENT ) { gapRole_state = GAPROLE_ADVERTISING; //设置当前链路状态 } else // GAP_END_DISCOVERABLE_DONE_EVENT//结束可被发现完成事件即停止广播了 { if ( gapRole_AdvertOffTime != 0 ) //如果gapRole_AdvertOffTime不等于0，启动定时广播事件，否则将关闭广播 { if ( ( gapRole_AdvEnabled ) )//如果使能广播 { VOID osal_start_timerEx( gapRole_TaskID, START_ADVERTISING_EVT, gapRole_AdvertOffTime );//启动周期广播事件 } } 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; //关闭广播 } // In the Advertising Off period gapRole_state = GAPROLE_WAITING;//如果GAP_END_DISCOVERABLE_DONE_EVENT，链路当前状态为等待状态，或不再广播或等待周期广播 } } else { gapRole_state = GAPROLE_ERROR; } notify = TRUE;//通知回调函数 } break; if ( notify == TRUE ) { // Notify the application with the new state change if ( pGapRoles_AppCGs && pGapRoles_AppCGs->pfnStateChange ) //判断是否设置了回调函数 { pGapRoles_AppCGs->pfnStateChange( gapRole_state );//调用设置的回调函数，通知gapRole_state当前状态 } } 广播时产生一个GAP_LINK_ESTABLISHED_EVENT消息 static void gapRole_ProcessGAPMsg( gapEventHdr_t *pMsg ) //链路处理连接消息 { 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 );//保存主机的地址 gapRole_ConnectionHandle = pPkt->connectionHandle; //保存主机连接句柄 gapRole_state = GAPROLE_CONNECTED; //通知链路状态：连接成功 notify = TRUE; } } }
