CC26xx BLE 添加indication属性的特征值

Yan Zhang                                                                                                                    

                                                                                                                                                                     摘要 

CC26xx 是TI 提供的高性能2.4GHz射频SOC芯片。最新一代CC2652可以支持BLE,ZigBee,Thread,TI15.4以及私有协议。能以multi-protocol模式同时运行BLE+ZigBee ,BLE+TI15.4,或者BLE+2.4G 私有协议,任意两种组合。

TI提供CC26xx的SDK,SDK里面包含了各种协议支持,其中就包含BLE。BLE协议里,TI提供了很多例程。其中simple peripheral例程是最为广泛使用的一个,里面提供了BLE最基本的各种read, write,notify属性的特征值,唯独没有indication属性的特征值。Indication 属性和notify属性类似,但又不一样,它是需要BLE Client设备收到数据后回复确认的一种机制。

本文基于CC2652的SDK V3.30版本的simple peripheral 例程实现indication。本文提供的方式适用于所有CC26xx系列的芯片。

                                                                                  目录

1. BLE 特征值的indication属性........................................................................................................... 2

2. CC2652 indication的实现................................................................................................................ 2

2.1    特征值2的定义............................................................................................................................. 2

2.1.1     特征值2 属性修改.................................................................................................................... 2

2.1.2     特征值2 的配置属性添加......................................................................................................... 3

2.2    特征值2的CCC值操作................................................................................................................. 4

2.3    特征值2的indication数据发送...................................................................................................... 4

2.3.1     调用GATTServApp_ProcessCharCfg()................................................................................... 4

2.3.2     调用GATT_Indication()............................................................................................................ 5

2.4    应用层代码添加........................................................................................................................... 6

3. Indication 测试................................................................................................................................ 7

4. 参考文献........................................................................................................................................... 9

                                                                                图表

图1. BLE indication............................................................................................................................ 2

图2. 特征值2的属性.............................................................................................................................. 8

图3. 使能特征值2的indication............................................................................................................. 9

图4. Indication发送和确认................................................................................................................... 9

 

1       BLE 特征值的indication属性

BLE特征值的indication是由server端主动向client端发送数据的一种方式,和notification方式类似,但indication不一样的地方是需要client端收到数据后回复confirm包给server端。这些行为都是在GATT层完成,并可以通知client应用层对方成功接收数据。由于有自动确认机制,indication在很多应用层级的协议制定中有比较广泛应用。

图1.  BLE indication

2       CC2652 indication的实现

本文基于CC2652的SDK V3.30版本的simple peripheral 例程实现indication,在simple GATT service中的特征值2上添加indication机制,特征值2将同时支持read和indication的属性。

2.1      特征值2的定义

2.1.1    特征值2 属性修改

在simple_gatt_profile.c中,给Characteristic 的属性添加indication 属性:

同时,在特征值定义表格中,特征值2的读写属性里,把GATT_PERMIT_READ这一定义去掉,完全交由前面定义的simpleProfileChar2Props来决定,不然该特征值还是会被认为只有read属性:

2.1.2    特征值2 的配置属性添加

就像带有notification属性的特征值一样,作为带有indication属性的特征值,也必须有一个CCC(Client Characteristic Configuration)紧随该特征值的value定义,将它添加在特征值2的value定义后面:

同时,我们需要在特征值定义表格中把这个CCC的定义attribute也添加进去,位置是在特征值2的value定义之后,该attribute的读写属性为可读+可写。

注意,由于在表格里添加了一个attribute,表格数组的尺寸定义也要加1,由17变为18:

在service初始化函数中,把特征值2的CCC值也进行初始化,位置在SimpleProfile_AddService() 函数:

特征值的定义部分完成。

2.2      特征值2的CCC值操作

Indication或者notification的CCC值是由client(通常是central设备,极个别profile可以是peripheral设备)来用来使能server端的indication或者notification。这个操作本质上是client对CCC值的一个写操作,而写操作的处理在simpleProfile_WriteAttrCB()函数里,区分和例程里特征值4的notification的CCC值,添加代码如下,替换原来的:

注意GATT_CLIENT_CFG_INDICATE和GATT_CLIENT_CFG_NOTIFY的区别,分别对应indication和notification。这里的添加,就会修改simpleProfileChar2Config值,并且使能或者关闭特征值2的indication功能。

另外注意simpleProfileChar2Config本质是一个指针,指向gattCharCfg_t结构体:

每一个CCC的value,对应一个connection handle,也就是对应一个BLE的连接。从其在SimpleProfile_AddService()函数里的初始化也可以看出,simpleProfileChar2Config被分配了MAX_NUM_BLE_CONNS个gattCharCfg_t尺寸的空间,这就为每个BLE连接都单独预留了indication的CCC的配置,每一个连上本设备的central设备都能单独开关特征值2的indication。

2.3      特征值2的indication数据发送

在CC26xx的SDK中,发送indication或者notification有两种方式,一种是调用封装的函数GATTServApp_ProcessCharCfg(),另一种是直接调用GATT的API函数GATT_Indication()和GATT_Notification()。

2.3.1    调用GATTServApp_ProcessCharCfg()

在SimpleProfile_SetParameter()中,应用层会调用该函数来做特征值操作,把对应的特征值2的部分修改如下:

这里把len的长度加1的目的是为了得到应用层的task ID。这就是indication和notification的区别之一,蓝牙协议规定indication发送后是需要对方回复confirm确认的,这个确认必须要有一个对应的实体也就是task去接收并且处理(也可以不处理,只是当作一个indication成功的通知,接收这个动作是必须的)。所以indication发送的时候必须要提前制定确认消息的接收task ID。这里就会通过SimpleProfile_SetParameter() 被应用层调用来指定发送的indication的值和接收确认消息的task ID,一般就由应用层task本身接收。

2.3.2    调用GATT_Indication()

另一种方法直接调用GATT层API GATT_Indication(),实现代码如下。由于CC26xx支持一从多主模式,所以有可能同时存在多条BLE链路,因此代码的实现也考虑到这一点,所有当前存在的BLE链路都要进行判断,根据CCC值的开关状态决定是否需要向对应的主机发送该特征值的indication。

上面这段代码同时也实现了如何在service的表格里查找某特征值对应的attribute handle,可以借鉴用到其他地方。

2.4      应用层代码添加

添加用于indication的值,该值会每发送一次就累加一次:

在SimplePeripheral_performPeriodicTask()中定时发送特征值2的indication,和特征值4的notification一起发送:

针对特征值2操作的参数是两个字节长度,第一个字节是要发送的值,第二个字节就是indication发送后central回复确认的时候进行接收的task ID,这里用的就是应用层task本身的ID。

注意,TI-RTOS的每个task有个entity ID,这个其实就是task ID:

在应用层中添加indication发送后,收到central的确认消息的操作。在函数SimplePeripheral_processGATTMsg() 中添加ATT_HANDLE_VALUE_CFM的操作:

这里只简单打印一下结果,打印的值为这一次发送成功的indication的值,具体可以根据实际情况进行修改,比如需要收到confirm之后发送下一个indication数据等。

3       Indication 测试

  1. 编译下载代码到CC2652 LaunchPad上。
  2. 打开手机上BLE的APP,比如LightBlue,查找Simple Peripheral,找到后连接。可以看到特征值2已经带indication属性。

图2.  特征值2的属性

3. 点进特征值2界面,点击Listetn for notification。这里“notification”只是界面显示,其实是indication。因为特征值2的属性显示已经是indication。

图3.  使能特征值2的indication

4. 手机收到CC2652发送过来的indication,并且在CC2652连接PC的串口终端上能看到手机回复收到indication之后的确认包。

  

图4.  Indication发送和确认           

4       参考文献 

  1.   CC2652 SOC资源.
  2.   simplelink_cc13x2_26x2_sdk_3_30_00_03, simple_peripheral Project.
  3.   SIG Bluetooth Core Specification 5.1.
  4.   TI SimpleLink Academy.