蓝牙开发零门槛之五：多角色多状态并发

INGChips 为客户提供易用的 SDK，帮助客户便捷、高效地开发蓝牙产品。

本文演示通过 INGChips SDK 如何快捷地完成以下任务：

多角色并发
量产

BLE 链路层存在 4 种工作状态（当然还有一种“非工作”的待机状态）：

广播状态
扫描状态
发起状态
连接状态，连接的两端分为主（master）和从（slave）两种角色

BLE 还定义了四种 GAP 角色：

Broadcaster：发送广播
Scanner：接收广播
Central：向外围设备（Peripheral）发起连接
Peripheral：接受中心设备（Central）发起的连接

这四种 GAP 角色通过链路层不同的工作状态实现。比如扮演 Central 角色的设备首先使用扫描状态查找外围设备，再通过发起状态发起连接，然后进入连接状态。在连接状态下， Central 角色的设备从链路层角度看又扮演了 master 角色。

INGChips 918xx 及 SDK 全面支持各种角色各种状态并发。下面简要介绍 SDK 中内置的 smart_meter 示例的开发过程。smart_meter 作为中心设备，可以连接最多四个外围设备（四个 thermo_ota 温度计）；作为外围设备，可与手机连接并将收集到的温度数据传输到手机。此外，smart_meter 通过 UART 口接受上位机的控制，可以设置各温度计的地址、控制程序的启动等。

smart_meter 与手机的连接使用了一个自定义的 GATT 服务，通过这个服务在手机和蓝牙设备之间建立了一个基于字符串的输入、输出通道。smart_meter 使用输出通道传输温度数据。有关这个自定义服务的使用方法可参考 peripheral_console 示例。这个例子演示了如何利用这个服务实现简单的“空中”调试。

1. 使用项目向导创建一个 Peripheral 应用

使用向导工具设置广播数据和 GATT Profile。在 GATT Profile 里添加自定义的 GATT 服务。

2. 定义从设备（即温度计）

温度计设备用设备地址和 id 作为标识。每个设备占用一条独立的链路（conn_handle）。

typedef struct slave_info
{
    uint8_t     id;
    bd_addr_t   addr;
    uint16_t    conn_handle;
    gatt_client_service_t                   service_thermo;
    gatt_client_characteristic_t            temp_char;
    gatt_client_characteristic_descriptor_t temp_desc;
    gatt_client_notification_t              temp_notify;
} slave_info_t;

3. 扫描并连接到温度计

调用两个 GAP 函数开始扫描，一旦扫描到待连接的温度计，就停止扫描并调用 gap_ext_create_connection 发起连接。连接建立成功后，检查是否还有待连接的温度计，如果有，再次开始扫描。

4. 发现服务

这部分功能需要调用一系列 gatt_client 模块的 API。这部分 API 的整体逻辑跟 Android、iOS 蓝牙 API 基本类似。

5. 数据传输

订阅温度数据，将温度转换成字符串，通过 UART 上传给上位机。如果已经连接到了中心设备（ING BLE app），则将数据通过自定义的 GATT 服务传输到中心设备。

6. 加入容错性

如果检查到与某温度计的连接断开，则再次开始扫描。
如果与中心设备的连接断开，则再次开始广播。

7. 准备蓝牙温度计

我们需要使用四个温度计，蓝牙地址互不相同。如何方便地写入不同的地址呢？在 Downloader 里写脚本！

Downloader 内置脚本引擎，开始下载每个 bin 文件时会调用用户编写的脚本。通过脚本我们可以任意修改 bin 的内容。

将蓝牙地址写在一个 bin 文件内，然后添加到 Download 内（假设是第 6 个 bin 文件），下面的脚本会按照下载次数修改蓝牙地址的第一个字节：

procedure OnStartBin(const BatchCounter, BinIndex: Integer;
                     var Data: TBytes; var Abort: Boolean);
begin
  if BinIndex <> 6 then Exit;
  Data[0] := BatchCounter;
end;

8. 测试

在上位机输入 start 命令启动 smart_meter，用手机连接到名为 ING Smart Meter 的设备，就可以看到四个温度计上报的温度了。随机重启几个温度计，可以看到 smart_meter 能够自动重新建立连接。