[藍牙] 六、基於nRF51822的藍牙心率計工程消息流Log分析（詳細）
開機初始化Loghtml
Log編號 函數名 所在文件名web
1 000001: main ..\main.c 2 000002: timers_init ..\main.c 3 000003: gpiote_init ..\main.c 4 000004: buttons_init ..\main.c 5 000005: ble_stack_init ..\main.c 6 000006: bond_manager_init ..\main.c 7 000007: gap_params_init ..\main.c 8 000008: advertising_init ..\main.c 9 000009: services_init ..\main.c 10 000010: ble_hrs_init ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 11 000011: heart_rate_measurement_char_add ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 12 000012: hrm_encode ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 13 000013: body_sensor_location_char_add ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 14 000014: ble_bas_init ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_bas.c 15 000015: battery_level_char_add ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_bas.c 16 000016: ble_dis_init ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_dis.c 17 000017: char_add ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_dis.c 18 000018: conn_params_init ..\main.c 19 000019: sec_params_init ..\main.c 20 000020: advertising_start ..\main.c 21 000021: led_start ..\led.c 22 000022: ppi_init ..\led.c 23 000023: timer1_init ..\led.c 24 000024: gpiote_init ..\led.c
下面是main函數對應的初始化函數：架構
※ 上面Log中第九行server_init中會跳轉到hrs,bas,dis中進行相關操做，咱們重點分析——併發
【第一段黃色地帶講解】app
1 uint32_t ble_hrs_init(ble_hrs_t * p_hrs, const ble_hrs_init_t * p_hrs_init) 2 { 3 LOG(__FUNCTION__); 4 uint32_t err_code; 5 ble_uuid_t ble_uuid; 6 7 // Initialize service structure 8 p_hrs->evt_handler = p_hrs_init->evt_handler; 9 p_hrs->is_sensor_contact_supported = p_hrs_init->is_sensor_contact_supported; 10 p_hrs->conn_handle = BLE_CONN_HANDLE_INVALID; 11 p_hrs->is_sensor_contact_detected = false; 12 p_hrs->rr_interval_count = 0;
這一部分主要是初始化p_hrs結構體，p_hrs_init的內容在server_init賦值的，以下：
其中第433行設置hrs的事件句柄，這樣能夠在其中監聽hrs的相關事件，以下：
這個和ble_evt_dispatch傳送BLE協議棧事件給hrs模塊的ble_hrs_on_ble_evt函數稍有不一樣
在on_xxxx中主要處理on_connect、disconnect和write事件
注：其中case的兩個事件類型是自定義的枚舉型
上面437~443是設置hrs的attribute的可讀可寫等屬性的
其中hrs_hrm_attr_md是Initial security level for heart rate service measurement attribute
其中hrs_bsl_attr_md是Initial security level for body sensor location attribute
上面8九、90行的紅色部分的結構體爲：
可見，cccd比無cccd的多了個cccd_write_perm
這裏的cccd爲：客戶端特性配置描述符(Client Characteristic Configuration Descriptor，CCCD)
這個帶cccd的結構體在SDK描述以下：
Security settings structure.
This structure contains the security options needed during initialization of the service. It can be used when the charecteristics contains cccd.
個人理解是attribute中的屬性有兩種：屬性值或描述符。若是想支持通知或指示notify，那麼就得選用cccd的這種~
注：關於BLE的一些名詞[1] profile\service\characteristic\uuid關係[2]
綜上：HRS服務配置了兩個characteristic,他們分別是heart rate measurement characteristic（簡稱HRMC）和body sensor location characteristic。其中HRMC具備notify功能，不具備讀寫功能，即：他的值不能被其餘藍牙設備請求讀寫，只能主動發送給設備（稱爲notify，相似於web中的推送~）
14 // Add service 15 BLE_UUID_BLE_ASSIGN(ble_uuid, BLE_UUID_HEART_RATE_SERVICE);
16
17 err_code = sd_ble_gatts_service_add(BLE_GATTS_SRVC_TYPE_PRIMARY, &ble_uuid, &p_hrs->service_handle);
18 if (err_code != NRF_SUCCESS)
19 {
20 return err_code;
21 }
其中BLE_UUID_BLE_ASSIGN是一個給uuid初始賦值的宏定義：
而sd_ble_gatts_service_add負責：Add a service declaration to the local server ATT table.
談到sd_ble_gatts_service_add，就必須談一下Function packet format：
綜上：上面14~21行代碼就實現了將BLE_UUID_HEART_RATE_SERVICE加入到藍牙協議棧中~
23 // Add heart rate measurement characteristic 24 err_code = heart_rate_measurement_char_add(p_hrs, p_hrs_init); 25 if (err_code != NRF_SUCCESS) 26 { 27 return err_code; 28 }
這裏heart_rate_measurement_char_add是向上面添加的服務中添加characteristic的，非API函數，具體拆分講解以下：
該函數前面都是一些賦值操做，最後調用了一個API函數：
以下，該API實現將一個屬性聲明，一個屬性值聲明和一個可選屬性描述符聲明添加進ATT表。
這個添加的屬性會添加進最近添加的服務中，固然perminssions須要統一等狀況要注意~
該函數的參數狀況以下：
· 第一個service_handle指向該屬性所在的服務
· 第二個p_char_md是屬性的原數據
· 第三個p_attr_char_value是指向attribute結構體所對應的屬性值
· 第四個p_handles是指向指定句柄所存儲的結構體
在調用上面API以前，首先對p_char_md屬性原數據進行配置attribute
接着配置p_attr_char_value進行配置：
其實通過前面的這些配置以後，再調用API函數sd_ble_gatts_characteristic_add就會造成一個下面格式的包：
注：sd_ble_gatts_characteristic_add 功能的包格式[3]
30 if (p_hrs_init->p_body_sensor_location != NULL) 31 { 32 // Add body sensor location characteristic 33 err_code = body_sensor_location_char_add(p_hrs, p_hrs_init); 34 if (err_code != NRF_SUCCESS) 35 { 36 return err_code; 37 } 38 }
最後判斷是否要把body sensor location characteristic加入到hrs服務中~
40 return NRF_SUCCESS; 41 }
鏈接藍牙後的效果ide
1 000025: ble_evt_dispatch ..\main.c 2 000026: ble_hrs_on_ble_evt ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 3 000027: on_connect ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 4 000028: ble_bas_on_ble_evt ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_bas.c 5 000029: on_connect ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_bas.c 6 000030: on_ble_evt ..\main.c 7 000031: led_stop ..\led.c 8 000032: application_timers_start ..\main.c 9 000033: heart_rate_meas_timeout_handler ..\main.c 10 000034: ble_hrs_heart_rate_measurement_send ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 11 000035: hrm_encode ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 12 000036: heart_rate_meas_timeout_handler ..\main.c 13 000037: ble_hrs_heart_rate_measurement_send ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 14 000038: hrm_encode ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 15 000039: battery_level_meas_timeout_handler ..\main.c 16 000040: battery_start ..\battery.c 17 000041: ADC_IRQHandler ..\battery.c 18 000042: ble_bas_battery_level_update ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_bas.c 19 000043: heart_rate_meas_timeout_handler ..\main.c 20 000044: ble_hrs_heart_rate_measurement_send ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 21 000045: hrm_encode ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 22 000046: heart_rate_meas_timeout_handler ..\main.c 23 000047: ble_hrs_heart_rate_measurement_send ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c the same...
如Log第25行手機鏈接上nRF51822以後，BLE協議棧把事件經過ble_evt_dispatch分配到每一個模
函數
1 /**@brief Function for dispatching a BLE stack event to all modules with a BLE stack event handler. 2 * 3 * @details This function is called from the BLE Stack event interrupt handler after a BLE stack 4 * event has been received. 5 * 6 * @param[in] p_ble_evt Bluetooth stack event. 7 */ 8 static void ble_evt_dispatch(ble_evt_t * p_ble_evt) 9 { 10 LOG(__FUNCTION__); 11 ble_bondmngr_on_ble_evt(p_ble_evt); 12 ble_hrs_on_ble_evt(&m_hrs, p_ble_evt);
先進入ble_hrs_on_ble_evt，進而解析事件執行on_connect,以下：eto
13 ble_bas_on_ble_evt(&bas, p_ble_evt); 14 ble_conn_params_on_ble_evt(p_ble_evt); 15 on_ble_evt(p_ble_evt);
在on_ble_evt中當檢測到connected事件，
則關閉標誌廣播進行中的燈的定時器，
start在timer初始化中設置的hrs和bas定時器，也所以在Log中接着會輪流週期性觸發hrs和bas的timeout句柄
16 }
Heart Rate Measurement啓動或終止notify監聽時的Log post
1 002044: ble_evt_dispatch ..\main.c 2 002045: ble_hrs_on_ble_evt ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 3 002046: on_write ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 4 002047: on_hrm_cccd_write ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 5 002048: hrs_event_handler ..\main.c 6 002049: ble_bas_on_ble_evt ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_bas.c 7 002050: on_write ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_bas.c
當上位機（手機端）點擊start notify時，其實有一個交互過程的！字體
如上面的Log：ui
一、首先BLE協議棧把該事件經過dispatch分派給模塊ble_hrs_on_ble_evt
二、ble_hrs_on_ble_evt 對事件解析發現是BLE_GATTS_EVT_WRITE，並調用on_write
三、從on_write又進入on_hrm_cccd_write，在其中判斷併發送相應的evt_handler事件消息
四、該消息會發送到其接受函數hrs_event_handler中，並根據狀況設置notify
Heart Rate Measurement啓動監聽中的Log
1 000895: heart_rate_meas_timeout_handler ..\main.c 2 000896: ble_hrs_heart_rate_measurement_send ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 3 000897: hrm_encode ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 4 000898: ble_evt_dispatch ..\main.c 5 000899: ble_hrs_on_ble_evt ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 6 000900: ble_bas_on_ble_evt ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_bas.c 7 000901: on_ble_evt ..\main.c 8 000902: heart_rate_meas_timeout_handler ..\main.c 9 000903: ble_hrs_heart_rate_measurement_send ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 10 000904: hrm_encode ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 11 000905: battery_level_meas_timeout_handler ..\main.c 12 000906: battery_start ..\battery.c 13 000907: ADC_IRQHandler ..\battery.c 14 000908: ble_bas_battery_level_update ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_bas.c 15 000909: ble_evt_dispatch ..\main.c 16 000910: ble_hrs_on_ble_evt ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 17 000911: ble_bas_on_ble_evt ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_bas.c 18 000912: on_ble_evt ..\main.c
和鏈接藍牙後的Log的12-18行對比，因爲這裏開啓了notify，因此出現了些許不同的地方：
即：紅色字體的部分！
根據Log猜想（暫時沒有器材，沒法調試，到早上試，再給出最終結果~）：
一、多是由於上位機使能了notification，執行了紅線那句話
二、以前因爲沒有執行這句話使ble_hrs_heart_rate_measurement_send和ble_bas_battery_level_update中的sd_ble_gatts_hvx函數沒有被執行，而一旦紅線那句話執行後sd_ble_gatts_hvx將被週期性地執行：
三、而每次sd_ble_gatts_hvx函數都會觸發ble協議棧產生相應的消息，經過ble_evt_dispatch派送到各個模塊，最終被on_ble_evt解析到BLE_GAP_EVT_SEC_PARAMS_REQUEST消息並執行相關操做，把消息發送出去：
藍牙斷開時的Log
1 008913: ble_evt_dispatch ..\main.c 2 008914: ble_hrs_on_ble_evt ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 3 008915: on_disconnect ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_hrs.c 4 008916: ble_bas_on_ble_evt ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_bas.c 5 008917: on_disconnect ..\..\..\..\..\Source\ble\ble_services\ble_bas.c 6 008918: on_ble_evt ..\main.c 7 008919: system_off_mode_enter ..\main.c
斷開藍牙比較簡單，消息從協議棧經dispatch分發到hrs、bas和on_ble_evt分別作相應處理！
注：
[1]、關於BLE的一些名詞：
每一個attribute屬性被UUID（通用惟一標識符）惟一標識 ，UUID是標準128-bit格式的ID用來惟一標識信息。attributes 被 ATT 格式化characteristics和services形式進行傳送。
· 特徵（Characteristics）— 一個characteristics包含一個單獨的value值和0 –n個用來描述characteristic 值（value）的descriptors。一個characteristics能夠被認爲是一種類型的，相似於一個類。
· 描述符(descriptor) —descriptor是被定義的attributes，用來描述一個characteristic的值。例如，一個descriptor能夠指定一我的類可讀的描述中，在可接受的範圍裏characteristic值，或者是測量單位，用來明確characteristic的值。
· 服務（service） —service是characteristic的集合。例如，你能夠有一個所謂的「Heart RateMonitor」service，其中包括characteristic，如「heart rate measurement 」。你能夠在 bluetooth.org找到關於一系列基於GATT的profile和service。
他們關係爲：藍牙設備能夠包括多個Profile，一個Profile中有多個Service，一個Service中有多個Characteristic，一個Characteristic中包括一個value和多個Descriptor。
[2]、profile\service\characteristic\uuid關係：
一、profile
profile能夠理解爲一種規範，一個標準的通訊協議，它存在於從機中。藍牙組織規定了一些標準的profile，例如 HID OVER GATT ，防丟器 ，心率計等。每一個profile中會包含多個service，每一個service表明從機的一種能力。
二、service
service能夠理解爲一個服務，在ble從機中，經過有多個服務，例如電量信息服務、系統信息服務等，每一個service中又包含多個characteristic特徵值。每一個具體的characteristic特徵值纔是ble通訊的主題。好比當前的電量是80%，因此會經過電量的characteristic特徵值存在從機的profile裏，這樣主機就能夠經過這個characteristic來讀取80%這個數據
三、characteristic
characteristic特徵值，ble主從機的通訊均是經過characteristic來實現，能夠理解爲一個標籤，經過這個標籤能夠獲取或者寫入想要的內容。
四、UUID
UUID，統一識別碼，咱們剛纔提到的service和characteristic，都須要一個惟一的uuid來標識
每一個從機都會有一個叫作profile的東西存在，不論是上面的自定義的simpleprofile，仍是標準的防丟器profile，他們都是由一些列service組成，而後每一個service又包含了多個characteristic，主機和從機之間的通訊，均是經過characteristic來實現。
實際產品中，每一個藍牙4.0的設備都是經過服務和特徵來展現本身的，服務和特徵都是用UUID來惟一標識的。一個設備必然包含一個或多個服務，每一個服務下面又包含若干個特徵。特徵是與外界交互的最小單位。藍牙設備硬件廠商一般都會提供他們的設備裏面各個服務(service)和特徵(characteristics)的功能，好比哪些是用來交互(讀寫)，哪些可獲取模塊信息(只讀)等。好比說，一臺藍牙4.0設備，用特徵A來描述本身的出廠信息，用特徵B來與收發數據等。
[3]、sd_ble_gatts_characteristic_add 功能的包格式：
一、Frame format encoding of the sd_ble_gatts_characteristic_add packet.
二、Operation Code = 0xA2 (162) for sd_ble_gatts_characteristic_add, see BLE_GATTS_SVCS.
三、The parameters provided as input to sd_ble_gatts_characteristic_add are encoded in the following order
| - 1 byte: | Operation Code, Value = 0xA2 (162) |
|
| - 2 bytes: | Service Handle |
|
| - 1 byte: | Metadata Present | |
| 0x00 Field not present | ||
| 0x01 Field present and follows immediately in the packet | ||
| - 11..539 bytes: | ble_gatts_char_md_t | Conditional: Characteristic Metadata |
| - 1 byte: | Characteristic Attribute Present | |
| 0x00 Field not present | ||
| 0x01 Field present and follows immediately in the packet | ||
| - 9..527 bytes: | ble_gatts_attr_t | Conditional: Characteristic Attribute |
| - 1 byte: | Handles Present | |
| 0x00 Field not present | ||
| 0x01 Field present on Application Chip |
其包格式圖像表示爲：（其中characteristic metadata和char attributes展開太多，請參看SDK)
注：
本篇講了nrf51822藍牙ble工程的消息流
至此整個藍牙心率計工程分析得差很少了
本工程連接：http://pan.baidu.com/s/1dEalb6h
More：
[藍牙] 一、藍牙核心技術瞭解（藍牙協議、架構、硬件和軟件筆記）
[藍牙] 二、藍牙BLE協議及架構淺析&&基於廣播超時待機說廣播事件
[藍牙] 四、Heart Rate Service module
@beautifulzzzz 2015-12-17 continue~
相關文章
- 1. [藍牙] 6、基於nRF51822的藍牙心率計工程消息流Log分析（詳細）
- 2. 藍牙傳輸速率詳細分析【針對藍牙4.2】
- 3. Android藍牙開發—經典藍牙詳細開發流程
- 4. 【差別分析】藍牙4.0 vs 藍牙4.1 vs 藍牙4.2 vs 藍牙5.0
- 5. 【差異分析】藍牙4.0 vs 藍牙4.1 vs 藍牙4.2 vs 藍牙5.0
- 6. 藍牙工做流程
- 7. 藍牙基本概念以及Android中藍牙enable/discover流程分析
- 8. 藍牙4.0 vs 藍牙4.1 vs 藍牙4.2 vs 藍牙5.0
- 9. Android 藍牙開發（3）——藍牙的詳細介紹
- 10. 藍牙（一）藍牙設置詳解
- 更多相關文章...
- • 屏幕分辨率 統計 - 瀏覽器信息
- • Git 工作流程 - Git 教程
- • ☆基於Java Instrument的Agent實現
- • 使用Rxjava計算圓周率
相關標籤/搜索
每日一句
-
每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。
最新文章
歡迎關注本站公眾號,獲取更多信息
相關文章
- 1. [藍牙] 6、基於nRF51822的藍牙心率計工程消息流Log分析（詳細）
- 2. 藍牙傳輸速率詳細分析【針對藍牙4.2】
- 3. Android藍牙開發—經典藍牙詳細開發流程
- 4. 【差別分析】藍牙4.0 vs 藍牙4.1 vs 藍牙4.2 vs 藍牙5.0
- 5. 【差異分析】藍牙4.0 vs 藍牙4.1 vs 藍牙4.2 vs 藍牙5.0
- 6. 藍牙工做流程
- 7. 藍牙基本概念以及Android中藍牙enable/discover流程分析
- 8. 藍牙4.0 vs 藍牙4.1 vs 藍牙4.2 vs 藍牙5.0
- 9. Android 藍牙開發（3）——藍牙的詳細介紹
- 10. 藍牙（一）藍牙設置詳解