😶 ⬅️ 😋 TI BLEスタックでBluetoothプロファイルを作成する 📽️ 👩🏾‍💼 🛠️

記事の最初の部分では、開発ツールを調整し、コードがどのように機能するか、どのように、どのようにデバッグするかを理解しようとしましたが、コードを1行も記述しませんでした。 2番目の部分でこれを修正します。 CC2541用の独自のBLEプロファイルを作成しましょう。

1.問題の声明

次の機能をサポートするデバイスのプロファイルが必要だとします：
-2つのPWMチャネルの値の設定と読み取り（0〜255）、
-2つのボタンを押した状態を取得し、
-これらのボタンのいずれかのステータスの読み取り。

実際、4つのプロファイル特性が必要です。2つはPWMチャネルの状態を、2つは通知ボタンの状態を担当します。

2. UUIDサービスと機能

前の部分で述べたように、単なる人間はサービスの16ビットアドレスを使用できません。これを行うには、少なくとも関連メンバーのBluetooth SIGである必要があります。通常、128ビットのUUIDサービスが割り当てられています。このサービスを使用して、サービスのUUIDを生成します。

5つのUUIDが必要になります-機能用に4つ、サービス用に1つ。 UUIDを順番に並べるには、「時間/ノードベース」アルゴリズムを選択します。生成後、次のUUIDのセットのようなものが得られます。

これで、プロファイルコードの記述を開始する準備がすべて整いました。 HabrProfileプロファイルを呼び出して、SimpleBLEPerepherialプロジェクトに追加します。

3.ヘッダーファイルを作成する

\ Projects \ Profilesスタックフォルダーで、HabrProfileフォルダーを作成し、その中にhabrprofile.hおよびhabrprofile.cファイルを作成します。
次に、PROFILESフォルダーのSimpleBLEPerepherialプロジェクトにファイルを追加します。
ヘッダーファイルには以下が含まれている必要があります。
-によって取得されたUUIDプロファイルと特性
-プロファイル属性の命名（メインプログラムからアクセスしやすくするため）
-外部プログラムからの特性とプロファイルを操作するための関数の宣言
-関数型コールバックプロファイル呼び出しの決定

habrprofile.hファイルの内容

#define HABR_UUID(uuid) 0x66, 0x9a, 0x0c, 0x20, 0x00, 0x08, 0xa9, 0xb4, 0xe4, 0x11, 0xd7, 0x85, uuid, 0x50 , 0x2e, 0x51 #define HH_BUTTON1_STATE_ATTR 0 #define HH_BUTTON2_STATE_ATTR 1 #define HH_CHANNEL1_PWM_ATTR 2 #define HH_CHANNEL2_PWM_ATTR 3 #define HH_SERVICE_UUID 0x10 #define HH_BUTTON1_STATE_UUID 0x11 #define HH_BUTTON2_STATE_UUID 0x12 #define HH_CHANNEL1_PWM_UUID 0x13 #define HH_CHANNEL2_PWM_UUID 0x14 #define HH_SERVICE 0x00000001 typedef void (*habrControlCB_t)( uint8 paramID ) ; typedef struct { habrControlCB_t pfnHabrCB; // Called when some att changed } HarbCBs_t; extern bStatus_t Habr_AddService(); extern bStatus_t Habr_RegisterAppCBs( HarbCBs_t *appCallbacks ); extern bStatus_t Habr_SetParameter( uint8 param, uint8 len, void *value ); extern bStatus_t Habr_GetParameter( uint8 param, void *value );

最初に遭遇するのは、16のUUIDのうち15バイトが一致することです。したがって、Bluetoothのバイトオーダーがビッグエンディアンであり、受信したUUIDレコードではリトルエンディアンであるという事実を考慮すると、これらを共通の定義に結合することは合理的です。したがって、定義のバイトレコードは逆になります。
AddServiceおよびRegisterAppCBs関数は、スタックにプロファイルを登録し、プログラムコールバック関数をプロファイルにバインドするために使用されます。
プロファイル特性の値を制御するには、関数SetParameterおよびGetParameterが必要です。
さらに、プロトコルによって変数を設定および読み取るイベントのハンドラーを作成する必要がありますが、それについては後で詳しく説明します。まず、実行可能ファイルでプロファイルテーブルをマークしましょう。

4.サービス表

したがって、4つの特性があり、そのうち2つは、特性の値の変化についてユーザーアプリケーションに通知できます。記事の最初の部分で述べたように、1つの変数を読み取りまたは書き込み用に初期化するには、デバイステーブルに3つのレコードが必要です。通知された変数4には、つまり、14レコードが必要なすべてのプロファイル変数に、プロファイルを宣言するレコードを追加して、15レコードを取得します。

最も重要なことは、デバイステーブルを正しく設定することです。
最初に行うことは、プロファイルと特性のUUIDを次の形式の変数に形成することです。

 CONST uint8 HhServUUID[ATT_UUID_SIZE] = { HABR_UUID(HH_SERVICE_UUID) };

次に、特定の特性のパラメーターを担当する変数/定数を定義します。

 static uint8 hhButton1CharProps = GATT_PROP_NOTIFY; //     static uint8 hhButton1Value = 0x00; //    static gattCharCfg_t hhButton1Config[GATT_MAX_NUM_CONN]; //  -    NOTIFY static uint8 hhButton1UserDesc[]="Button 1 variable\0"; //

そして、次の形式でデバイス特性のgattテーブル（タイプgattAttribute_tの配列）に特性を入力します。

 { gattAttrType_t type; //   handle    UUID . uint8 permissions; //    . uint16 handle; //    -  0. uint8* const pValue; //  ( 512 ). }

これにより、少し混乱が生じます。一方では、特性へのアクセス権を定義する変数があります（前のリスト-GATT_PROP_NOTIFY）。一方、属性へのアクセス権を担当するエントリがあります。この例では、この違いを明確にします。私たちのプロファイルでは、両方のボタンからの通知があり、そのうちの1つ（2番目）のステータスを読み取ることができます。
次に、特性の最初の設定-GATT_PROP_NOTIFYに対して、読み取りまたは書き込みの許可がありません。
特性の2番目の設定-GATT_PROP_NOTIFY | GATT_PROP_READ、さらに、読み取り許可はデバイスのGATTテーブルで宣言する必要があります（そうでない場合、読み取り要求を伴うコールバックは呼び出されません）-GATT_PERMIT_READ。

詳細-属性の完全な表：

プロファイル属性、インクルージョン、変数宣言の表

 #include "bcomdef.h" #include "OSAL.h" #include "linkdb.h" #include "att.h" #include "gatt.h" #include "gatt_uuid.h" #include "gattservapp.h" #include "habrprofile.h" #include "OSAL_Clock.h" #define SERVAPP_NUM_ATTR_SUPPORTED 15 #define UUID_SIZE 16 CONST uint8 hhServUUID[ATT_UUID_SIZE] = { HABR_UUID(HH_SERVICE_UUID) }; CONST uint8 hhButton1UUID[ATT_UUID_SIZE] = { HABR_UUID(HH_BUTTON1_STATE_UUID) }; CONST uint8 hhButton2UUID[ATT_UUID_SIZE] = { HABR_UUID(HH_BUTTON2_STATE_UUID) }; CONST uint8 hhPWM1UUID[ATT_UUID_SIZE] = { HABR_UUID(HH_CHANNEL1_PWM_UUID) }; CONST uint8 hhPWM2UUID[ATT_UUID_SIZE] = { HABR_UUID(HH_CHANNEL2_PWM_UUID) }; static HarbCBs_t *habrahabrAppCBs_t = NULL; //attribute definitions static CONST gattAttrType_t hhService = {ATT_UUID_SIZE, hhServUUID}; static uint8 hhButton1CharProps = GATT_PROP_NOTIFY; static uint8 hhButton1Value = 0x00; static gattCharCfg_t hhButton1Config[GATT_MAX_NUM_CONN]; static uint8 hhButton1UserDesc[]="Button 1 variable\0"; static uint8 hhButton2CharProps = GATT_PROP_NOTIFY|GATT_PROP_READ; static uint8 hhButton2Value = 0x00; static gattCharCfg_t hhButton2Config[GATT_MAX_NUM_CONN]; static uint8 hhButton2UserDesc[]="Button 2 variable\0"; static uint8 hhPWM1CharProps = GATT_PROP_READ | GATT_PROP_WRITE; static uint8 hhPWM1Value = 0x00; static uint8 hhPWM1UserDesc[] = "PWM 1 variable\0"; static uint8 hhPWM2CharProps = GATT_PROP_READ | GATT_PROP_WRITE; static uint8 hhPWM2Value = 0x00; static uint8 hhPWM2UserDesc[] = "PWM 2 variable\0"; //attribute table static gattAttribute_t HabrProfileAttrTable[15]={ //Service { { ATT_BT_UUID_SIZE, primaryServiceUUID }, GATT_PERMIT_READ, 0, (uint8 *)&hhServUUID }, //Button1 { { ATT_BT_UUID_SIZE, characterUUID }, GATT_PERMIT_READ, 0, &hhButton1CharProps }, { {UUID_SIZE, hhButton1UUID }, 0, 0, (uint8 *)&hhButton1Value }, { {ATT_BT_UUID_SIZE , clientCharCfgUUID}, GATT_PERMIT_READ | GATT_PERMIT_WRITE, 0, (uint8 *)hhButton1Config }, { { ATT_BT_UUID_SIZE, charUserDescUUID }, GATT_PERMIT_READ, 0, hhButton1UserDesc } , //Button2 { { ATT_BT_UUID_SIZE, characterUUID }, GATT_PERMIT_READ, 0, &hhButton2CharProps }, { {UUID_SIZE, hhButton2UUID }, GATT_PERMIT_READ, 0, (uint8 *)&hhButton2Value }, { {ATT_BT_UUID_SIZE , clientCharCfgUUID}, GATT_PERMIT_READ | GATT_PERMIT_WRITE, 0, (uint8 *)hhButton2Config }, { { ATT_BT_UUID_SIZE, charUserDescUUID }, GATT_PERMIT_READ, 0, hhButton2UserDesc } , //PWM channel 1 { { ATT_BT_UUID_SIZE, characterUUID }, GATT_PERMIT_READ, 0, &hhPWM1CharProps }, { {UUID_SIZE, hhPWM1UUID }, GATT_PERMIT_READ | GATT_PERMIT_WRITE, 0, (uint8*)&hhPWM1Value }, { { ATT_BT_UUID_SIZE, charUserDescUUID }, GATT_PERMIT_READ, 0, hhPWM1UserDesc } , //PWM channel 2 { { ATT_BT_UUID_SIZE, characterUUID }, GATT_PERMIT_READ, 0, &hhPWM2CharProps }, { {UUID_SIZE, hhPWM2UUID }, GATT_PERMIT_READ | GATT_PERMIT_WRITE, 0, (uint8*)&hhPWM2Value }, { { ATT_BT_UUID_SIZE, charUserDescUUID }, GATT_PERMIT_READ, 0, hhPWM2UserDesc } };

5.カスタム関数

次のステップでは、メインプログラムから呼び出される関数を説明します。
-プロファイル登録、
-コールバック関数の割り当て、
-変数の読み取り、
-変数の記録。

プロファイルをスタックに登録するには、まずプロファイルコールバック関数（外部イベントが発生したときに呼び出される関数そのもの）、特性の読み取りまたは書き込み要求、および接続状態が変化したときに呼び出される関数を宣言する必要があります。

 static uint8 hh_ReadAttrCB( uint16 connHandle, gattAttribute_t *pAttr, uint8 *pValue, uint8 *pLen, uint16 offset, uint8 maxLen ); static bStatus_t hh_WriteAttrCB( uint16 connHandle, gattAttribute_t *pAttr, uint8 *pValue, uint8 len, uint16 offset ); static void hh_HandleConnStatusCB( uint16 connHandle, uint8 changeType ); CONST gattServiceCBs_t HH_CBs = { hh_ReadAttrCB, // Read callback function pointer hh_WriteAttrCB, // Write callback function pointer NULL };

さて、これでスタックにプロファイルを登録し、プロファイル特性テーブルの正確性を確認できます。スタックにプロファイルを登録する機能は、GATTServApp_RegisterServiceを直接呼び出すことに加えて、接続ステータスを変更し、構成変数を初期化するときにコールバック関数を登録することを意味します（通知する必要がある特性に対して）：

 bStatus_t Habr_AddService() { uint8 status = SUCCESS; GATTServApp_InitCharCfg( INVALID_CONNHANDLE, hhButton1Config ); GATTServApp_InitCharCfg( INVALID_CONNHANDLE, hhButton2Config ); VOID linkDB_Register( hh_HandleConnStatusCB ); status = GATTServApp_RegisterService(HabrProfileAttrTable, GATT_NUM_ATTRS(HabrProfileAttrTable), &HH_CBs ); return ( status ); }

属性テーブルを確認してください。これを行うには、SimpleBLEPeripheral_Init関数のSimpleBLEPerepherial.cで、Habr_AddServiceを呼び出し、包含ヘッダーを事前に追加します（コンパイラーのヘッダーにパスを追加することを忘れないでください-行 "$ PROJ_DIR $ \ .. \ .. \ Profiles \ HabrProfile"）。デバッグボードを縫い、BLEデバイスモニターを介して接続し、結果の属性テーブルを確認します。

UUID、プロファイルの構成を確認することが重要です。すべて順調であれば、先に進みます。

機能説明は省略します

ユーザーアプリケーションから変数を読み書きするための関数

 bStatus_t Habr_RegisterAppCBs( HarbCBs_t *appCallbacks ){ if ( appCallbacks ) { habrahabrAppCBs_t = appCallbacks; return ( SUCCESS ); } else { return ( bleAlreadyInRequestedMode ); } } bStatus_t Habr_SetParameter( uint8 param, uint8 len, void *value ){ bStatus_t ret = SUCCESS; switch ( param ) { case HH_BUTTON1_STATE_ATTR: if(len == sizeof(uint8)) { hhButton1Value = *((uint8*)value); GATTServApp_ProcessCharCfg (hhButton1Config, (uint8 *)&hhButton1Value, FALSE, HabrProfileAttrTable ,GATT_NUM_ATTRS(HabrProfileAttrTable), INVALID_TASK_ID); } else{ ret = bleInvalidRange; } break; case HH_BUTTON2_STATE_ATTR: if(len == sizeof(uint8)) { hhButton2Value = *((uint8*)value); GATTServApp_ProcessCharCfg (hhButton2Config, (uint8 *)&hhButton2Value, FALSE, HabrProfileAttrTable ,GATT_NUM_ATTRS(HabrProfileAttrTable), INVALID_TASK_ID); } else{ ret = bleInvalidRange; } break; case HH_CHANNEL1_PWM_ATTR: if(len == sizeof(uint8)) { hhPWM1Value = *((uint8*)value); } else{ ret = bleInvalidRange; } break; case HH_CHANNEL2_PWM_ATTR: if(len == sizeof(uint8)) { hhPWM2Value = *((uint8*)value); } else{ ret = bleInvalidRange; } break; default: ret = INVALIDPARAMETER; break; } return(ret); }

コールバック登録機能を停止しても意味がありません。変数の値の書き込みと読み取りの機能を詳しく見てみましょう。まず、プロファイルに値を書き込む機能を見てみましょう。ここでは、GATTServApp_ProcessCharCfgを呼び出す必要があるという事実に注意する価値があります。この関数は通知自体を提供します。

小さなことは、スタックイベントを処理するための関数を追加することです。
6. BLEスタックのコールバック関数

上記のスタックイベントの処理は、属性値を読み取るためのコールバック要求、属性レコードを読み取るためのコールバック要求、接続ステータスコールバックの3つの関数によって処理されます。
特性を読み取りに与えるプロファイルを教えることは非常に簡単です（特にこの場合、すべての特性が同じuint8型の値である場合）-このためには、正しい特性を処理していることを確認する必要があります。スタックは、関数からの応答で、ステータス、pLen（したがって、pLenの正確な値を設定することが常に重要です）、pValueの3つの値を受け取ります。 3つの値はすべて渡され、受信側で取得できます。

サービス機能を読む

 static uint8 hh_ReadAttrCB( uint16 connHandle, gattAttribute_t *pAttr, uint8 *pValue, uint8 *pLen, uint16 offset, uint8 maxLen ) { bStatus_t status = SUCCESS; if ( offset > 0 ) { return ( ATT_ERR_ATTR_NOT_LONG ); } if ( pAttr->type.len == ATT_UUID_SIZE ) { // 128-bit UUID uint8 uuid[ATT_UUID_SIZE]; osal_memcpy(uuid, pAttr->type.uuid, ATT_UUID_SIZE); if(osal_memcmp(uuid,hhPWM2UUID,ATT_UUID_SIZE)|| osal_memcmp(uuid,hhPWM1UUID,ATT_UUID_SIZE)|| osal_memcmp(uuid,hhButton2UUID,ATT_UUID_SIZE)|| osal_memcmp(uuid,hhButton1UUID,ATT_UUID_SIZE)) { *pLen = 1; pValue[0] = *pAttr->pValue; } } else { // 16-bit UUID *pLen = 0; status = ATT_ERR_INVALID_HANDLE; } return ( status ); } }

同時に、特性の読み取り値を確認します-すべてが正しく機能しますか（ところで、最初のボタンの変数の読み取りエラーが予想されます）。

変数は同様の方法でプロファイルに書き込まれますが、読み取り関数で変数をグループ化しました-プロファイルによって呼び出されるコールバックがどの特定の特性が変更されたかを理解するため、ここではお勧めできません。これは、変数notifyを定義することにより実現されます。インストールされている場合、この関数では、notifyパラメーターを使用してユーザーアプリケーションの関数を呼び出します。
さらに、PWM値の記録の処理に加えて、この関数は、通知された特性の構成属性の値が記録されている場合、通知を有効にします（オフにします）。これは、GATTServApp_ProcessCCCWriteReq（）関数を呼び出すことで達成されます;

サービス特性を記録する

 static bStatus_t hh_WriteAttrCB( uint16 connHandle, gattAttribute_t *pAttr, uint8 *pValue, uint8 len, uint16 offset ){ bStatus_t status = SUCCESS; uint8 notify = 0xFF; if ( pAttr->type.len == ATT_UUID_SIZE ) { const uint8 uuid[ATT_UUID_SIZE] = { HABR_UUID(pAttr->type.uuid[12]) }; if(osal_memcmp(uuid,hhPWM1UUID,ATT_UUID_SIZE)) { if ( offset == 0 ) { if ( len != 1 ){ status = ATT_ERR_INVALID_VALUE_SIZE; } } else { status = ATT_ERR_ATTR_NOT_LONG; } if ( status == SUCCESS ) { uint8 *pCurValue = (uint8 *)pAttr->pValue; *pCurValue = pValue[0]; notify = HH_CHANNEL1_PWM_ATTR; } } else if(osal_memcmp(uuid,hhPWM2UUID,ATT_UUID_SIZE)){ if ( offset == 0 ) { if ( len != 1 ){ status = ATT_ERR_INVALID_VALUE_SIZE; } } else { status = ATT_ERR_ATTR_NOT_LONG; } if ( status == SUCCESS ) { uint8 *pCurValue = (uint8 *)pAttr->pValue; *pCurValue = pValue[0]; notify = HH_CHANNEL2_PWM_ATTR; } } } else if (pAttr->type.len== ATT_BT_UUID_SIZE) { uint16 uuid= BUILD_UINT16(pAttr->type.uuid[0],pAttr->type.uuid[1]); switch(uuid){ case GATT_CLIENT_CHAR_CFG_UUID: status=GATTServApp_ProcessCCCWriteReq(connHandle, pAttr, pValue, len, offset, GATT_CLIENT_CFG_NOTIFY); break; default: status = ATT_ERR_ATTR_NOT_FOUND; } } else{ status = ATT_ERR_INVALID_HANDLE; } // If an attribute changed then callback function to notify application of change if ( (notify != 0xFF) && habrahabrAppCBs_t && habrahabrAppCBs_t->pfnHabrCB ) habrahabrAppCBs_t->pfnHabrCB(notify); return ( status ); }

プロファイルはほとんど準備ができています。最後に追加する必要があるのは、接続が失われたときに変数の通知を無効にする関数です。

接続が失われたときに通知をオフにする機能

 static void hh_HandleConnStatusCB( uint16 connHandle, uint8 changeType ){ if ( connHandle != LOOPBACK_CONNHANDLE ) { if ( ( changeType == LINKDB_STATUS_UPDATE_REMOVED ) || ( ( changeType == LINKDB_STATUS_UPDATE_STATEFLAGS ) && ( !linkDB_Up( connHandle ) ) ) ) { GATTServApp_InitCharCfg ( connHandle, hhButton1Config); GATTServApp_InitCharCfg ( connHandle, hhButton2Config); } } }

プロフィールの準備ができました！次に、正しく機能することを確認します。

7.ユーザーアプリケーションとの通信

周辺から離れて、次のシナリオを作成します。
PWM1チャンネルの値を設定するとき、同じ値がButton1変数を介して渡されます。同様に、PWM2とButton2を割り当てます。
これを行うには、SimpleBLEPerepherialファイルで次が必要です。
-プロファイルコールバックの宣言、
-プロフィールに登録し、
-アルゴリズムを実装します。

始めましょう。実際のコールバックと、コールバックの実行のために登録される構造体を宣言します。一見、このようなレコードは複雑すぎるように思えるかもしれませんが、複数のコールバックを使用してプロファイルを作成する必要がある場合（たとえば、変数の読み取りに関する通知を追加する場合）、このアプローチはそれ自体を正当化します。とにかく、スタックのすべてのコールバックはこの方法で構築されます。

 static void habrProfileCB (uint8 paramID); static HarbCBs_t HabrProfCBStruct = { habrProfileCB // Characteristic value change callback };

SimpleBLEPeripheral_Init関数の本体で、この構造をプロファイルに登録します。

 Habr_AddService(); Habr_RegisterAppCBs(&HabrProfCBStruct);

hh_WriteAttrCB関数では、記録された特性に関する情報のコールバックへの転送を既に実装しています。唯一のことは、この情報を処理することです。

 static void habrProfileCB (uint8 paramID){ uint8 u8buffer; switch(paramID){ case HH_CHANNEL1_PWM_ATTR: Habr_GetParameter(HH_CHANNEL1_PWM_ATTR, &u8buffer); Habr_SetParameter(HH_BUTTON1_STATE_ATTR, sizeof(uint8), &u8buffer); break; case HH_CHANNEL2_PWM_ATTR: Habr_GetParameter(HH_CHANNEL2_PWM_ATTR, &u8buffer); Habr_SetParameter(HH_BUTTON2_STATE_ATTR, sizeof(uint8), &u8buffer); break; default: break; } }

最後に、すべてが機能することを確認します。それは本当に機能します-コンソールを確認できます：

コントローラの周辺機器との統合、読者は自分でそれを行うように招待されています。
ご清聴ありがとうございました！

TI BLEスタックでBluetoothプロファイルを作成する

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