实践篇 跑步机和划船机的蓝牙开发

前面的文章里面讲了很多蓝牙基础的协议和硬件方面的知识，现在进入实践篇

今天我介绍一下，我使用磐启微的PAN1070来实现一个室内自行车的应用，最后把源码和硬件放在gitee上面，大家可以回家改造一下自己的傻瓜运动器械。

先介绍一下PAN1070，这是一个蓝牙SOC，主打低功耗来替换Nordic的蓝牙SOC，众所周知哈，国产替代势不可挡。

这个芯片的接收功耗还是比较低的，并且有512KB的FLASH，可以实现非常多的功能，最主要是的磐启微自己提供了很多的实际的案例，在开发的时候，我们可以直接参照案例修改一下就可以应用起来。

同时，PAN1070的最新的SDK是基于开源的NimBLE协议栈开发，和火热的ESP32的蓝牙协议栈一样，这样上手起来也会比较轻松。

首先，我们先把官方的SDK下载到本地，然后在我们的Gitee上创建一个仓库，并将SDK上传上去，作为一个基础版本。

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

官方的SDK从这里下载：https://wiki.panchip.com/download/2799/

官方文档地址：https://docs.panchip.com

也可以从上面网址进入文档介绍后，从最左下角选择对应的版本的SDK，对了官方叫NDK，是指的基于NimBLE协议栈的版本，后续还有ZDK，这个是基于Zephyr的，所以别迷糊了。

整个SDK包括几个内容

SDK包含了我们编程序是需要的源代码和示例代码，HDK更多的是硬件相关的，比如各种开发板等，我们可以先不理会。MCU是一些控制器相关的使用例程，我们可以在用到某些单片机外设的时候再去了解，DOC和Tools都是一些文档和工具。遇到问题时在去看吧。

我们先来看原厂提供的例程有哪些？

在目录SDK→nimble→samples→solutions中有很多现成的解决方案，我们做新的应用的时候，可以在这里找相似的去做修改，有一些也可以直接用，比如透传模块，直接使用appuart,还有多主机多从机连接的案例，可以使用blehiduartmult_roles这个案例。

因为我本期介绍的是实现一个室内自行车的方案，所以我选择了一个比较简单的案例来修改，也就是blevehicleskey 。

这个方案本来功能是实现接近解锁的，内部通过RSSI来判断是否要对电动车或者电动门之类的设备进行解锁。这个有空可以了解下，今天主要看如何在这个例程上修改为室内自行车。

先说一下我的开发习惯

在基础的仓库上，我会新建一个分支，并以实现的功能作为命名，然后直接在官方的例程上做修改，这样基本上不需要自己搭建环境，同时还可以在vs code中看到所有例程的代码，方便来回copy。

每个例程中的代码其实很简单，一个文件件存放工程配置信息，一个文件件存放源代码，用户自己添加的代码都可以放到src中。

我们使用keil打开工程

虽然这里引用了很多文件，大部分都是蓝牙协议栈和freeRTOS相关的底层代码，我们可以先不关心他们，主要先要了解的是上图中的2部分，第一个是SDK的配置文件，他里面是一些配置选型，利用的keil的头文件注释界面来配置各种参数。第二部分就是调用nimble相关的API来实现蓝牙的功能，基本上就是配置广播帧广播，然后配置服务和服务对应的读写接口。

先来看一下配置界面

由于配置信息很多，这里只介绍我用到的，就是这里的log打印系统，这里要根据我们手里的板子的链接来选择一下，我的板子使用的串口log输出引脚是P05，波特率我选择的115200 。

之后，我们编译这个项目，下载运行后，就可以看到串口的logo信息了。

下载不了？是不是烧录算法没有找到，我们需要把SDK目录下的烧录算法拷贝到keil中，keil就可以找到了，SDK烧录算法的路径为：SDK3MCUmcumisc 。

下图是串口打印信息

现在，我们的例程已经跑起来了，我们的DIY才刚刚开始。

一、创建新的分支来开发室内自行车，命名为ftms

在基础工程上新建分支来开发新功能，可以保证各个项目公用一个基础，不必新建立很多工程，直接利用SDK现有的工程即可。通过git管理，还可以保证他们之间互不影响。

ftms是运动健康协议的缩写，这里使用它来作为分支名。

二、修改广播信息，让顽鹿等APP认识我们的蓝牙设备

广播信息的修改在main函数中，函数名称为：bleprph_advertise()，所有的广播参数都是在这里写入到一个缓存中，基本上就是按照数据+长度这样的结构堆积进去的。

这里我们需要把广播帧设置为下图这样：

具体含义可以参考这个文章

//首先增加UUID，也就是FTM的标准UUID，这个是一个宏定义。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, 小端存储)    0x01,               // Flags (0x01, bit0 set to indicate Fitness Machine Available)    0x30, 0x00          // Fitness Machine Type (0x1000, 表示划船机类型，2字节小端)};
fields.svc_data_uuid16 = service_data;fields.svc_data_uuid16_len = sizeof(service_data);

这样广播以后，顽鹿APP中就可以看到我们的设备了。

三、添加一些对应的服务和特性

让上位机APP发现我们的设备只是第一步，第二部是让我们的设备可以和APP通信。那么，我们就需要设定一个接口协议来和上位机通信，这就是蓝牙协议中的标准，我们要配置多个服务，以及服务内部包含的特征。这些特征有的是可读写的，有的是只读的，也有的是可以Notify的，可以理解为蓝牙设备主动给APP发的。

我们下面在代码中看看如何增加这样的属性和特性进去。这个修改要在gatt_svr.c中进行，它是定义了一个数据类型，可以说是结构体套着结构体的一个结构，这样写主要是为了直观，因此我们改代码也就直观了。

static const struct blegattsvcdef gattsvrsvcs[] = {    //服务    {        /* Service: 显示属性的DIS/        .type = BLEGATTSVCTYPEPRIMARY,        .uuid =  BLEUUID16DECLARE(BTUUIDDIS),        .characteristics = (struct blegattchrdef[]) {         {            .uuid =  BLEUUID16DECLARE(BTUUIDDISMODEL),            .accesscb = gattsvrchraccessftminfo,  //只读的只需要回调函数            .flags = BLEGATTCHRFREAD, //只读        },        {            .uuid =  BLEUUID16DECLARE(BTUUIDDISMNS),            .accesscb = gattsvrchraccessftminfo,  //只读的只需要回调函数            .flags = BLEGATTCHRFREAD, //只读        },        {            0, / No more characteristics in this service /        }, }    },    //新的服务    {        / Service: vendor ble uart /        .type = BLEGATTSVCTYPEPRIMARY,        .uuid =  BLEUUID16DECLARE(BTUUIDFTM),        .characteristics = (struct blegattchrdef[]) {             {                / Characteristic: Heart-rate measurement /                .uuid = BLEUUID16DECLARE(BTUUIDFTMINDOORBIKE),                .accesscb = gattsvrchraccessftms,                .valhandle = &hrsftmshandle,  //Notify 对应的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 对应的handle句柄                .flags = BLEGATTCHRFWRITE | BLEGATTCHRF_INDICATE,            },            {                0, / No more characteristics in this service /            },         }    },    //其他服务    {        0, / No more services */    },};

第一个属性是FTMS要求的服务，APP会从这个服务中读取各种属性，比如厂家，序列号，型号以及产品类型等等，他们基本上都是只读的，因此，可以从程序中看到，他的flags属性的设置。

对于只读的特性，我们只需要设置一个回调函数就可以了，比如：.accesscb = gattsvrchraccessftminfo,  //只读的只需要回调函数。

在回调函数中，我们来处理上位机的读取请求，就是把我们本地定义好的字符串返回给协议栈。