协议栈

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从Android 4.2开始，Google便在Android源码中推出了它和博通公司一起开发的BlueDroid以替代BlueZ。BlueZ的创始者，高通公司也将在基于其芯片的Android参考设计中去除BlueZ，支持BlueDroid。
相比BlueZ，BlueDroid最值得称道的地方就是其框架结构变得更为简洁和清晰。
BlueDroid虽然对BlueZ大有取而代之的趋势，但现在它对蓝牙应用规范的支持还不够完善。例如BlueDroid仅支持AVRCP 1.0，而非最新的AVRCP 1.5。
协议栈

BlueZ-Official Linux Bluetooth protocol stack
Android 4.2之前，Google一直使用的是Linux官方蓝牙协议栈BlueZ。BlueZ实际上是由高通公司在2001年5月基于GPL协议发布的一个开源项目，做为Linux 2.4.6内核的官方蓝牙协议栈。随着Android设备的流行，BlueZ也得到了极大的完善和扩展。例如Android 4.1中BlueZ的版本升级为4.93，它支持蓝牙核心规范4.0，并实现了绝大部分的Profiles。
低功耗协议栈

 介绍

NimBLE 软件包是 RT-Thread 基于 Apache NimBLE 开源蓝牙 5.0 协议栈的移植实现，该协议栈提供完整的 Host 层和 Controller 层支持，目前支持 Nordic nRF51 和 nRF52 系列芯片。

1.1 主要特性

  • 扩展广播(LE Advertising Extensions)
  • 2Mbit/s比特率的物理层
  • 长距离编码(Coded PHY for LE Long Range)
  • 高速不可连接广播(High Duty Cycle Non-Connectable Advertising)
  • 新的跳频算法(Channel Selection Algorithm #2)
  • 隐私1.2(LE Privacy 1.2)
  • 安全管理(SM),支持传统配对(LE Legacy Pairing),安全连接(LE Secure Connections),特定秘钥分发(Transport Specific Key Distribution)
  • 链路层PDU数据长度扩展(LE Data Length Extension)
  • 多角色并发(主机(central)/从机(peripheral), server/client)
  • 同时广播和扫描
  • 低速定向广播(Low Duty Cycle Directed Advertising)
  • 连接参数请求(Connection parameters request procedure)
  • LE Ping
  • 完整的GATT客户端，服务端，以及子功能
  • 抽象HCI接口层

1.2 Profile和Service支持

  • 警报通知服务(ANS)
  • 即时报警服务(IAS)
  • 链路丢失服务(LLS)
  • 电池服务(BAS)
  • 设备信息服务(DIS)
  • 心率服务(HRS)
  • 自行车速度及步调(CSC)
  • 射频功率(TPS)

1.3 Mesh 特性

  • 广播和GATT承载(Advertising and GATT bearers)
  • PB-GATT 和 PB-ADV provisioning
  • 模型层(Foundation Models (server role))
  • 支持中继(Relay support)
  • 支持GATT代理(GATT Proxy)

更多关于 NimBLE Stack 的介绍请参考 http://mynewt.apache.org/latest/network。

1.4 目录结构

NimBLE
   ├───apps                   /* Bluetooth 示例应用程序 */
   │   ├───blecent
   │   ├───blecsc
   │   ├───blehci
   │   ├───blehr
   │   ├───blemesh
   │   ├───blemesh_light
   │   ├───blemesh_shell
   │   ├───bleprph
   │   ├───bleuart
   │   ├───btshell
   │   ├───ext_advertiser
   │   └───ibeacon
   ├───docs                   /* 官方文档及 API 说明 */
   ├───ext
   │   └───tinycrypt          /* Tinycrypt 加密库 */
   ├───nimble
   │   ├───controller         /* Controller 实现 */
   │   │   ├───include
   │   │   └───src
   │   ├───drivers            /* Nordic 系列 Phy 驱动 */
   │   │   ├───nrf51
   │   │   └───nrf52
   │   ├───host               /* Host Stack(主机控制器)实现 */
   │   │   ├───include
   │   │   ├───mesh           /* Mesh 组网功能 */
   │   │   ├───pts            /* PTS 测试相关 */
   │   │   ├───services       /* 通用的 Profile */
   │   │   │   ├───ans
   │   │   │   ├───bas
   │   │   │   ├───bleuart
   │   │   │   ├───dis
   │   │   │   ├───gap
   │   │   │   ├───gatt
   │   │   │   ├───ias
   │   │   │   ├───lls
   │   │   │   └───tps
   │   │   ├───src
   │   │   ├───store
   │   │   ├───tools
   │   │   └───util
   │   ├───include
   │   │   └───nimble
   │   ├───src
   │   └───transport          /* HCI 传输抽象层 */
   │       ├───emspi
   │       ├───ram
   │       ├───socket
   │       └───uart
   └───porting                /* OS 抽象层及系统配置 */
       ├───nimble
       │   ├───include
       │   └───src
       └───npl
           └───rtthread       /* RT-Thread OS 接口实现 */
               ├───include
               │   ├───config /* NimBLE 协议栈配置选项 */
               │   ├───console
               │   └───nimble
               └───src

1.5 许可证

NimBLE 软件包遵循 Apache-2.0 许可，详见 LICENSE 文件。

1.6 依赖

  • RT_Thread 3.0+

2 获取软件包

使用 NimBLE 软件包需要在 RT-Thread 的包管理中选中它，具体路径如下：

RT-Thread online packages
    IoT - internet of things  --->
--- NimBLE:An open-source Bluetooth 5.0 stack porting on RT-Thread
      Bluetooth Role support  --->      
      Host Stack Configuration  --->
      Controller Configuration  --->
      Bluetooth Mesh support  --->
      HCI Transport support  ----
      Device Driver support  ----
      Log level (INFO)  --->
      Bluetooth Samples (Not enable sample)  --->
(1)   Maximum number of concurrent connections
[*]   Device Whitelist Support
(0)   The number of multi-advertising instances
[ ]   Extended Advertising Feature Support
      Version (latest)  --->

Bluetooth Role support ： 配置 BLE角色支持(Central/Peripheral/Broadcaster/Observer) ；
Host Stack Configuration ： 配置 Host 相关功能；
Controller Configuration ： 配置 Controller 相关功能；
Bluetooth Mesh support ： Mesh 特性支持及配置；
HCI Transport support ： 配置HCI层传输方式
**Device Driver support ** ： 底层 SOC Phy 支持
Log level (INFO) ： 配置协议栈日志等级；
Bluetooth Samples ： 配置示例应用；
Version ： 软件包版本选择；

配置完成后让 RT-Thread 的包管理器自动更新，或者使用 pkgs --update 命令更新包到 BSP 中。

3 使用 NimBLE 软件包

配合独立的 nrf52832-nimble bsp 使用，参考 https://github.com/EvalZero/nrf52832-nimble 。

4 注意事项

  • NimBLE 当前处于开发阶段，暂时只支持 Nodic nRF52832 MCU，参见 nrf52832-bsp

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