2016년 8월 11일 목요일

mbed BLE LED example

이 예제는 폰의 앱에서 BLE를 통해 LED의 on/off를 제어하기 위해 characteristic을 읽고 쓰는 코드이다.

이 코드는 다음의 기능을 다룬다.

* Advertising 및 connection 설정
* 서비스와 characteristic에 UUID 할당
* Input characteristic 만들기 : read/write, boolean. 이 characteristic으로 LED를 제어함
* Service class 구축 및 BLE 스택에 추가하기

Running the application

Requirements

이 샘플 어플리케이션은 스마트폰의 어떤 BLE 스캐너에서도 볼 수 있다. 폰에 스캐너 앱이 없으면 다음의 앱을 설치하면 된다

* nRF Master Control Panel for Android
* LightBlue for iPhone

하드웨어 요구사항은 main readme 를 참고하면 된다.

* 주의: 두개 이상의 mbed board를 가지고 있다면 (nrf51dk 또는 mkit) BLE_LED 와 BLE_LEDBlinker를 동시에 실행시킬 수 있다. 더 상세한 내용은 BLE_LEDBlinker 데모를 참고하면 된다.

Build Instructions


온라인 mbed 컴파일러에서 이 예제를 빌드하고 싶으면, 먼저 오른쪽의 'Import' 버튼을 사용해 예제를 import 해야 한다.

그 다음 빌드한 코드를 실행하려는 플랫폼을 선택해 준다. 플랫폼은 예를 들어 NRF51-DK 같이 BLE를 지원하는 플랫폼이거나 또는 다음의 목록에 있는 것 중 하나여야 한다.

BLE를 지원하는 플랫폼 목록

또는 예를 들어 K64F나 NUCLEO_F401RE같은 보드에 X-NUCLEO-IDB04A1를 추가하고 그 하드웨어에 적합한 BLE 드라이버를 포함하는 지원 라이브러리를 설치해 줘야만 한다.

일단 플랫폼을 선택하고 나면 예제를 컴파일 한 후 바이너리 파일을 보드에 넣어주면 된다.

Checking for success

주의: 아래의 스크린 캡춰는 안드로이드에서 nRF Master Control Panel 버젼 4.0.5를 사용해 얻은 것이다. 버젼이 다르거나 아이폰을 사용하는 경우 버튼의 위치나 화면 레이아웃이 다를 수 있다.

* 어플리케이션을 빌드한 후 바이너리 파일을 보드에 설치
* 스마트폰에서 BLE 스캐너 앱을 실행

* 스캔을 시작

* 디바이스를 찾는다. 'LED'라는 이름을 가지고 있어야 한다.

* 디바이스와 connection을 설정한다.

* 디바이스의 service와 characteristic을 검색한다. *LED service*는 UUID '0xA000'을 가지고 있고 이 서비스는 UUID가 '0xA001'인 *LED state characteristic* 를 포함하고 있다.

* *LED state* characteristic의 write 패널을 연다.

* 이 characteristic은 1 바이트 값을 허용한다.

* '0x01' : LED ON


* '0x00' : LED OFF

LED characteristic 값을 토글하면서 그 값에 따라 LED가 On/Off 되는걸 확인할 수 있다.

예제의 전체 소스코드는 아래 링크에서 BLE_LED 디렉토리를 보면 된다.

https://github.com/ARMmbed/mbed-os-example-ble

핵심 코드는 아래의 두 파일(LEDService.h, main.coo)이다.

이 예제를 템플릿으로 약간만 수정하면 동시에 여러개의 LED 또는 모터를 동시에 쉽게 제어할 수 있을 것이다.

LEDService.h


/* mbed Microcontroller Library
 * Copyright (c) 2006-2013 ARM Limited
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */

#ifndef __BLE_LED_SERVICE_H__
#define __BLE_LED_SERVICE_H__

class LEDService {
public:
    const static uint16_t LED_SERVICE_UUID              = 0xA000;
    const static uint16_t LED_STATE_CHARACTERISTIC_UUID = 0xA001;

    LEDService(BLEDevice &_ble, bool initialValueForLEDCharacteristic) :
        ble(_ble), ledState(LED_STATE_CHARACTERISTIC_UUID, &initialValueForLEDCharacteristic)
    {
        GattCharacteristic *charTable[] = {&ledState};
        GattService         ledService(LED_SERVICE_UUID, charTable, sizeof(charTable) / sizeof(GattCharacteristic *));
        ble.addService(ledService);
    }

    GattAttribute::Handle_t getValueHandle() const
    {
        return ledState.getValueHandle();
    }

private:
    BLEDevice                         &ble;
    ReadWriteGattCharacteristic<bool> ledState;
};

#endif /* #ifndef __BLE_LED_SERVICE_H__ */ 
 
------------------------------------------------------

main.cpp

 
/* mbed Microcontroller Library
 * Copyright (c) 2006-2013 ARM Limited
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */

#include <mbed-events/events.h>
#include <mbed.h>
#include "ble/BLE.h"
#include "LEDService.h"

DigitalOut alivenessLED(LED1, 0);
DigitalOut actuatedLED(LED2, 0);

const static char     DEVICE_NAME[] = "LED";
static const uint16_t uuid16_list[] = {LEDService::LED_SERVICE_UUID};

static EventQueue eventQueue(
    /* event count */ 10 * /* event size */ 32
);

LEDService *ledServicePtr;

void disconnectionCallback(const Gap::DisconnectionCallbackParams_t *params)
{
    (void) params;
    BLE::Instance().gap().startAdvertising();
}

void blinkCallback(void)
{
    alivenessLED = !alivenessLED; /* Do blinky on LED1 to indicate system aliveness. */
}

/**
 * This callback allows the LEDService to receive updates to the ledState Characteristic.
 *
 * @param[in] params
 *     Information about the characterisitc being updated.
 */
void onDataWrittenCallback(const GattWriteCallbackParams *params) {
    if ((params->handle == ledServicePtr->getValueHandle()) && (params->len == 1)) {
        actuatedLED = *(params->data);
    }
}

/**
 * This function is called when the ble initialization process has failled
 */
void onBleInitError(BLE &ble, ble_error_t error)
{
    /* Initialization error handling should go here */
}

/**
 * Callback triggered when the ble initialization process has finished
 */
void bleInitComplete(BLE::InitializationCompleteCallbackContext *params)
{
    BLE&        ble   = params->ble;
    ble_error_t error = params->error;

    if (error != BLE_ERROR_NONE) {
        /* In case of error, forward the error handling to onBleInitError */
        onBleInitError(ble, error);
        return;
    }

    /* Ensure that it is the default instance of BLE */
    if(ble.getInstanceID() != BLE::DEFAULT_INSTANCE) {
        return;
    }

    ble.gap().onDisconnection(disconnectionCallback);
    ble.gattServer().onDataWritten(onDataWrittenCallback);

    bool initialValueForLEDCharacteristic = false;
    ledServicePtr = new LEDService(ble, initialValueForLEDCharacteristic);

    /* setup advertising */
    ble.gap().accumulateAdvertisingPayload(GapAdvertisingData::BREDR_NOT_SUPPORTED | GapAdvertisingData::LE_GENERAL_DISCOVERABLE);
    ble.gap().accumulateAdvertisingPayload(GapAdvertisingData::COMPLETE_LIST_16BIT_SERVICE_IDS, (uint8_t *)uuid16_list, sizeof(uuid16_list));
    ble.gap().accumulateAdvertisingPayload(GapAdvertisingData::COMPLETE_LOCAL_NAME, (uint8_t *)DEVICE_NAME, sizeof(DEVICE_NAME));
    ble.gap().setAdvertisingType(GapAdvertisingParams::ADV_CONNECTABLE_UNDIRECTED);
    ble.gap().setAdvertisingInterval(1000); /* 1000ms. */
    ble.gap().startAdvertising();
}

void scheduleBleEventsProcessing(BLE::OnEventsToProcessCallbackContext* context) {
    BLE &ble = BLE::Instance();
    eventQueue.post(Callback<void()>(&ble, &BLE::processEvents));
}

int main()
{
    eventQueue.post_every(500, blinkCallback);

    BLE &ble = BLE::Instance();
    ble.onEventsToProcess(scheduleBleEventsProcessing);
    ble.init(bleInitComplete);

    while (true) {
        eventQueue.dispatch();
    }

    return 0;
} 
 


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