BLE

概述

BLE支持的特性：
- 蓝牙HOST特性
  
  GAP支持的角色：Peripheral与Central，Observer与Broadcaster
  
  GATT支持的角色：Server与Client
  
  支持配对包括蓝牙4.2中的安全连接特性
  
  支持永久存储蓝牙特定的设置和数据
- 蓝牙mesh特性
  
  支持Relay, Friend Node, Low-Power Node (LPN) and GATT Proxy角色
  
  支持两种Provisioning bearers(PB-ADV & PB-GATT)
BLE协议栈的架构：
- 总共有3个主要层，共同构成了一个完整的蓝牙低能耗协议栈
  
  Host：这一层位于应用程序之下,由多个(非实时)网络和传输协议组成，使应用程序能够以标准和互操作的方式与对等设备通信。
  
  Controller：控制器实现了链路层(LE LL)，这是一种低层次的实时协议，它与无线电硬件一起提供了空中通信的标准互操作。LL处理包的接收和传输，保证数据的传递，并处理所有LL控制程序。
  
  Radio Hardware：实现所需的模拟和数字基带功能块，允许链路层固件在频谱的2.4GHz波段发送和接收。
主控Host：
- 蓝牙Host层实现了所有高级协议和配置文件，最重要的是它为应用程序提供了高级API
  
  HCI:Host与controller接口
  
  L2CAP:逻辑链路控制和适应协议
  
  GATT:通用属性配置层（Generic Attribute Profile）
  
  GAP:通用访问配置层（Generic Access Profile）
  
  SMP:安全管理器配置层（Security Manager Specification）
应用Application
- 应用层是用户开发实际蓝牙应用的地方，包含必要的协议栈参数设置，以及各种功能函数的调用。我们分别从蓝牙从机和蓝牙主机两种设备来分析。
  
  蓝牙从机
  
  相关硬件和基础服务初始化
  
  设置广播参数：广播数据，广播间隔，扫描回应等参数或者数据
  
  设置Profile：添加从机服务、特征值，还有设置回调函数用于接收主机数据等
  
  设置配对参数（可选）
  
  启动广播，开始运行
  
  等待相关事件，及事件处理，例如收到主机发来的数据，被链接等等
  
  蓝牙主机
  
  相关硬件和基础服务初始化
  
  设置扫描参数
  
  设置连接参数
  
  设置配对参数（可选）
  
  启动协议栈，开始运行
  
  等待相关事件，及事件处理，例如扫描事件，从机的Notify事件等等。

CLI 命令

ble_init

命令功能：ble通用初始化，在所有ble cli操作前，需要先输入该命令
参数：无
示例：输入命令 ble_init

ble_auth

命令功能：注册SMP接口函数
参数：无
示例：输入命令 ble_auth

ble_unpair

命令功能：清除配对key
第一个参数表示设备地址类型 - 0：设备表示public地址类型 - 1：表示设备地址为random类型 - 2：表示设备地址为可解析的地址或者Public地址 - 3：表示设备地址为可解析的地址或者random地址
第二个参数代表设备地址，高字节在前低字节在后，如果为0，代表清除所有设备的key
示例：输入命令 ble_unpair 0 0

ble_start_adv

命令功能表示：开启广播
第一个参数表示广播类型 - 0：adv_ind 可连接可被扫描; - 1：adv_scan_ind 不可被连接可被扫描; - 2：adv_nonconn_ind 不可被连接不可被扫描; - 3：adv_direct_ind 可被指定的设备连接不可被扫描
第二个参数表示广播模式 - 0：General discoverable; - 1：non discoverable; - 2：limit discoverable;
第三个参数表示广播间隙最小值,其计算方式为 0.625ms * N,范围应在20 ms to 10.24 s之间
第四个参数表示广播间隙最大值,其计算方式为 0.625ms * N,范围应在20 ms to 10.24 s之间
示例：输入命令 ble_start_adv 0 0 0x80 0x80

ble_stop_adv

命令功能：停止ADV广播

参数：无

示例：输入命令 ble_stop_adv

ble_start_scan

命令功能：表示扫描广播设备
第一个参数表示扫描类型 - 0：表示scan passive type只监听广播数据 - 1：表示scan active,不仅监听当满足条件还会发scan_req包
第二个参数表示过滤设备广播包 - 0：表示不启用重复过滤 - 1：表示启用重复过滤 - 2：仅仅接收白名单列表发起的广播和scan response包，除了指定连接地址不是自己的adv_direct_ind广播包 - 4：使用扩展过滤策略，过滤设备
第三个参数表示扫描间隙,其计算方式为 0.625ms * N,范围在2.5 ms to 10.24 s之间,其应该大于等于扫描窗口
第四个参数表示扫描窗口,其计算方式为 0.625ms * N,范围在2.5 ms to 10.24 s之间,其应该小于等于扫描间隙
示例：输入命令 ble_start_scan 0 0 0x80 0x40

ble_stop_scan

命令功能：停止扫描
参数：无
示例：系统进入SCAN后，输入命令 ble_stop_scan

ble_conn_update

命令功能：表示更新连接参数
第一个参数表示连接间隙的最小值,其计算方式为 N * 1.25 ms,其范围在7.5 ms to 4 s
第二个参数表示连接间隙的最大值,其计算方式为 N * 1.25 ms,其范围在7.5 ms to 4 s
第三个参数表示从设备时延多少个连接事件范围是0~499,比如：该值设置为1，表明延时一个事件的时间进行数据交互，作用是降低交互频率更省电
第四个参数表示连接超时时间，计算方式 N * 10 ms,范围是100 ms to 32 s
示例：连接成功后，输入命令 ble_conn_update 0x28 0x28 0x0 0xf4

ble_security

命令功能：设置SMP的加密等级
第一个参数表示加密等级，总共有5个等级 - 0：仅用于BR/EDR，比如SDP服务; - 1：表示不需要加密不需要认证的过程; - 2：表示需要加密不需要认证的过程 - 3：表示需要加密和认证，比如双方需要输入PIN码 - 4：表示需要加密和认证，通过128bit的key - 示例：连接成功后，输入命令 ble_security 2

ble_get_device_name

命令功能：获取本地设备名称
参数：无
示例：输入命令 ble_get_device_name

ble_set_device_name

命令功能：设置本地设备名称
参数：需要设置的设备名字
参数：无
示例：输入命令 ble_set_device_name bl602

ble_read_local_address

命令功能：读取本地设备地址
参数：无
示例：输入命令 ble_read_local_address

ble_set_adv_channel

命令功能：设置ADV通道

参数：需要设定的ADV通道数，其值范围为1-7，参数大小为1byte，bit0代表通道37，bit1代表通道38，bit2代表通道39

示例：输入命令 ble_set_adv_channel 4

ble_connect

命令功能：连接指定地址的设备
第一个参数表示设备地址类型 - 0：设备表示public地址类型 - 1：表示设备地址为random类型 - 2：表示设备地址为可解析的地址或者Public地址 - 3：表示设备地址为可解析的地址或者random地址
第二个参数代表设备地址，高字节在前低字节在后
示例：输入命令 ble_connect 0 18B905DE96E0

ble_disconnect

命令功能：断开指定地址的设备的连接
第一个参数表示设备地址类型 - 0：设备表示public地址类型 - 1：表示设备地址为random类型 - 2：表示设备地址为可解析的地址或者Public地址 - 3：表示设备地址为可解析的地址或者random地址
第二个参数代表设备地址，高字节在前低字节在后
示例：连接成功后，输入命令 ble_disconnect 0 18B905DE96E0

ble_select_conn

命令功能：多个连接中，将某一个连接对象设置为当前连接对象
第一个参数表示设备地址类型 - 0：设备表示public地址类型 - 1：表示设备地址为random类型 - 2：表示设备地址为可解析的地址或者Public地址 - 3：表示设备地址为可解析的地址或者random地址
第二个参数代表设备地址，高字节在前低字节在后
示例：多个设备连接成功后，输入命令 ble_select_conn 1 5F10546C8D83，将选定的连接对象设置为当前连接对象，后续的ble_read等操作将会作用在该连接上

ble_auth_cancel

命令功能：取消加密认证过程
参数：无
示例：当在SMP过程中，输入命令 ble_auth_cancel

ble_auth_passkey_confirm

命令功能：接收到passkey后回复远端，并且对端设备在配对过程中也有显示该passkey；例如：配对过程本地打印 Confirm passkey for 48:95:E6:73:1C:1A (random): 745491；可发送该函数进行回复
参数：无
示例：当在SMP过程中，对应security level为3，需要输入命令 ble_auth_passkey_confirm

ble_auth_pairing_confirm

命令功能：接收到远端配对请求，用此函数回复远端配对请求，例如：配对过程本地打印 Confirm pairing for 00:1B:DC:F2:20:E9 (public)；可发送该函数进行回复
参数：无
示例：当在SMP过程中，对应的security level为2，输入命令 ble_auth_pairing_confirm，

ble_auth_passkey

命令功能：请求输入passkey
参数：passkey值，其范围为0-999999
示例：当用ble_security 3命令进行配对，且SMP配对方法为PASSKEY_INPUT（代码中实现方法：用ble_auth注册smp接口函数时，在数据结构bt_conn_auth_cb中将函数passkey_entry填充，passkey_display与passkey_confirm不填充，其它接口函数默认即可），串口将打印出Enter passkey for XX:XX:XX:XX:XX:XX (public)，此时输入命令 ble_auth_passkey 111111 完成配对

ble_exchange_mtu

命令功能：交换mtu大小
参数：无
示例：连接成功后，输入命令 ble_exchange_mtu

ble_discover

命令功能：查询指定的服务或特性
第一个参数表示需要查询的类型 - 0：primary - 1：secondary - 2：include - 3：Characteristic - 4：Descriptor
第二个参数表示2BYTES的uuid
第三个参数表示起始句柄，占2BYTES
第四个参数表示结束句柄，占2BYTES
示例：连接成功后，输入命令 ble_discover 0 0x1800 0x1 0xffff

ble_read

命令功能：读取指定句柄的数据
第一个参数表示句柄
第二个参数表示偏移量
示例：连接成功后，输入命令 ble_read 0x5 0

ble_write

命令功能：指定句柄写入相应的数据
第一个参数表示句柄，占2bytes
第二个参数表示偏移量，占2bytes
第三个参数表示数据长度，占2bytes,最大不超过512
第四个参数表示需要写入的数据
示例：连接成功后，写入2个字节的数据，命令为 ble_write 0xf 0 2 0102,其中01为一个byte，02为一个byte

ble_write_without_rsp

命令功能：指定句柄写入相应的数据并且不需要回复
第一参数表示是否启动sign write命令 - 0：不使能sign write命令 - 1：使能sign write命令
第二个参数表示句柄，占2bytes，
第三个参数表示数据的长度，占2bytes，最大不超过512
第四个参数表示写入的数据

示例：连接成功后，写入2个字节的数据，命令为 ble_write_without_rsp 0 0xf 2 0102，其中01为一个byte，02为一个byte

ble_unsubscribe

命令功能：取消订阅CCC
参数：无
示例：输入命令 ble_unsubscribe

ble_set_data_len

命令功能：设置pdu数据长度
第一个参数表示有效荷载传输的最大值,范围为0x001B - 0x00FB
第二个参数表示有效荷载传输的最大时间,范围值为0x0148 - 0x4290
示例：当连接成功后，发送命令 ble_set_data_len 0xfb 0x0848

ble_conn_info

命令功能：获取所有的连接信息
参数：无
示例：当连接成功后，发送命令 ble_conn_info ，获取已连接的设备

ble_disable

命令功能：注销BLE
参数：无
示例：当无scan/adv/connect事件，发送命令 ble_disable

ble_set_tx_pwr

命令功能：设置发送功率
第一个参数表示设置功率值
示例：发送命令 ble_set_tx_pwr 0xa

Functions

ble stack 采用 zephyr ble stack，因此 API 请参考 zephyr bluetooth api 。

BLE

概述

CLI 命令

ble_init

ble_auth

ble_unpair

ble_start_adv

ble_stop_adv

ble_start_scan

ble_stop_scan

ble_conn_update

ble_security

ble_get_device_name

ble_set_device_name

ble_read_local_address

ble_set_adv_channel

ble_connect

ble_disconnect

ble_select_conn

ble_auth_cancel

ble_auth_passkey_confirm

ble_auth_pairing_confirm

ble_auth_passkey

ble_exchange_mtu

ble_discover

ble_read

ble_write

ble_write_without_rsp

ble_subscribe

ble_unsubscribe

ble_set_data_len

ble_conn_info

ble_disable

ble_set_tx_pwr

Functions