WH-BLE103蓝牙芯片组网测试

LIST

开发环境
测试过程
- 前言
- 目标
- 工程与代码
- 结语
官方资料

开发环境

MCU：STM8L151K4T6
蓝牙模块：WH-BLE103(文末附官方资料链接)
编译：IAR_STM8
烧录：STVP
开发平台：vscode
主要扩展：Embedded IDE、C\C++

测试过程

前言

最近想鼓捣鼓捣蓝牙，之前没有接触过蓝牙协议栈，感觉从现成的模块入手会更快一点。
选用的是WH-BLE103，支持透传以及AT指令组网。这里简单科普一下，透传是啥呢？其实就是把蓝牙模块当串口来用，你发过来的数据是什么，我接收到的就是什么。而AT指令，可以快速的设置蓝牙模块的各项参数。
对于WH-BLE103来说，只需要设定配对密码和改变模式就能自行组网。

目标

实现十台设备的组网和信息通讯
实现手机通过中继控制/查询网内节点设备信息(实验中使用LED亮暗表示信息)

工程与代码

工程配置
因为我希望组网是一个动态的过程（可以任意添加或删除设备），因此需要申请动态数组，看了下memory map，我在工程中申请了一个256字节的heap。

"linker": {"linker-config": "lnkstm8l151k4.icf","auto-search-runtime-lib": true,"use-C_SPY-debug-lib": true,"config-defines": ["_CSTACK_SIZE=0x0400","_HEAP_SIZE=0x0100"]}

MCU串口初始化
AT指令可以设置蓝牙的串口通讯参数，本实验沿用了WH-BLE103的出厂参数，具体可看注释。

void bsp_uart_init(void)
{USART_DeInit(USART1);CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_USART1, ENABLE);//remappin//SYSCFG_REMAPPinConfig(REMAP_Pin_USART1TxRxPortC, ENABLE);/*** @param USART1 ,* @param BR: 57600, * @param WL: 8bit, * @param SB: 1 bit, * @param PR: no parity, * @param MODE: RX/TX mode */USART_Init(USART1, (uint32_t)57600, USART_WordLength_8b, USART_StopBits_1, USART_Parity_No, (USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx));USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);ITC_SetSoftwarePriority(USART1_RX_IRQn, ITC_PriorityLevel_2);//priority 2USART_Cmd(USART1, ENABLE);USART1_RX_STA = 0;bsp_tim3_init(1250);//Enter interrupt after 10ms
}

MCU串口数据处理程序
用于处理蓝牙回传数据流和外部（如手机）数据流
USART1_RX_STA的声明入下：

Bit [15]	Bit [14:0]
0: waiting for receive, 1: received a set of data	record the length of data

采用了10ms规则，即两次数据流的接收间隔必须大于10ms

void USART1_IRQHandler(void)
{uint8_t receive_data;if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE) != RESET)        //Check whether the specified UART1 interrupt occurs.{receive_data = USART_ReceiveData8(USART1);if((USART1_RX_STA & (uint16_t)(1<<15)) == 0)                      {if(USART1_RX_STA < USART1_RX_MAX_LEN)               //Determine whether the byte overflows{TIM3_SetCounter(0);//recountif(0 == USART1_RX_STA)TIM3_Cmd(ENABLE);USART1_RX_buf[USART1_RX_STA++] = receive_data;// if(RELAY_DEV == DEVICE_ID)//     USART1_RELAY_buf[USART1_RX_STA++] = receive_data;}elseUSART1_RX_STA |= (uint16_t) 1<<15;//enforce finish receive}USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);            //Clear UART1 pending flag}
}

AT指令发送
基于蓝牙模块手册编写，根据蓝牙回传规则，AT指令发送成功时的返回数据尾为 “OK\r\n”，进入AT模式时返回的数据尾为 “ok\r\n”。

uint8_t AT_Send(uint8_t *atcmd)
{uint16_t tag = 1;uint8_t t;// uint16_t k;USART1_RX_STA = 0;memset(USART1_RX_buf, 0, sizeof(USART1_RX_buf));uint8_t retry = 10;//number of AT command sending attemptswhile (retry--){USART1_SendWord(atcmd);delay_ms_1(10);for (t = 0; t < 10; t++){if(USART1_RX_STA & 0x8000)break;delay_ms_1(5);// k = TIM3_GetCounter();}if ((USART1_RX_STA & 0x8000))//receive the data{tag = USART1_RX_STA & 0x7FFF;//get the length of dataUSART1_RX_STA = 0;//clear the state flagif ((('O' == USART1_RX_buf[tag-4]) &&('K' == USART1_RX_buf[tag-3])) ||(('o' == USART1_RX_buf[tag-4]) &&('k' == USART1_RX_buf[tag-3]))){tag = 0;//enter succeedbreak;}}}//clear the rx bufferUSART1_RX_STA = 0;memset(USART1_RX_buf, 0, sizeof(USART1_RX_buf));if(0 == retry)tag = 1;//enter failedreturn tag;
}

MESH组网命令
有了前面的铺垫，写一个函数来一键组网就轻而易举啦！
这里值得注意的是，进入组网后，蓝牙模块会重启！但至于重启的时间，比较玄学，我也不清楚。这里偷懒了，因为有10台设备，干脆写了10条AT指令，代码比较不优雅。：）

void MESH_cmd(FunctionalState NewState)
{assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));uint8_t i = 0;if (ENABLE == NewState){if (0 == AT_Send("+++a"))//Enter AT Mode{// delay_ms_1(100);
#if (1 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=N1\r\n");//NODE 1 in MESH// delay_ms_1(100);
#endif
#if (2 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=N2\r\n");//NODE 2 in MESH// delay_ms_1(100);
#endif
#if (3 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=N3\r\n");//NODE 3 in MESH// delay_ms_1(100);
#endif
#if (4 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=N4\r\n");//NODE 4 in MESH// delay_ms_1(100);
#endif
#if (5 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=N5\r\n");//NODE 5 in MESH// delay_ms_1(100);
#endif
#if (6 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=N6\r\n");//NODE 6 in MESH// delay_ms_1(100);
#endif
#if (7 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=N7\r\n");//NODE 7 in MESH// delay_ms_1(100);
#endif
#if (8 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=N8\r\n");//NODE 8 in MESH// delay_ms_1(100);
#endif
#if (9 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=N9\r\n");//NODE 9 in MESH// delay_ms_1(100);
#endif
#if (10 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=N10\r\n");//NODE 10 in MESH// delay_ms_1(100);
#endifAT_Send("AT+PASS=111111\r\n");//Set matching password: 111111// delay_ms_1(100);while(0 != AT_Send("AT+MODE=F\r\n"))//Enter AT Mode{if ((i++) >= 5){i = 0;USART1_SendWord("Enter MESH error...\r\n");beep_play(E_BEEP_MODE_ERR);memset(USART1_RX_buf, 0, sizeof(USART1_RX_buf));return;}    }USART1_SendWord("Enter MESH successfully...\r\n");beep_play(E_BEEP_MODE_SUCCESS);memset(USART1_RX_buf, 0, sizeof(USART1_RX_buf));}else{USART1_SendWord("MESH ERROR...\r\n");}    }if (DISABLE == NewState)    {   if (0 == AT_Send("+++a"))//Enter AT Mode{
#if (1 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=D1\r\n");//DEVICE 1 out MESH
#endif
#if (2 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=D2\r\n");//DEVICE 2 out MESH
#endif
#if (3 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=D3\r\n");//DEVICE 3 out MESH
#endif
#if (4 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=D4\r\n");//DEVICE 4 out MESH
#endif
#if (5 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=D5\r\n");//DEVICE 5 out MESH
#endif
#if (6 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=D6\r\n");//DEVICE 6 out MESH
#endif
#if (7 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=D7\r\n");//DEVICE 7 out MESH
#endif
#if (8 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=D8\r\n");//DEVICE 8 out MESH
#endif
#if (9 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=D9\r\n");//DEVICE 9 out MESH
#endif
#if (10 == DEVICE_ID)AT_Send("AT+NAME=D10\r\n");//DEVICE 10 out MESH
#endifAT_Send("AT+MODE=S\r\n");//mode:SlaveAT_Send("AT+UARTTM=2\r\n");//data packing time: 20mswhile(AT_Send("AT+ENTM\r\n"))//Exit AT Mode{if ((i++) >= 5){i = 0;USART1_SendWord("Exit MESH error...\r\n");beep_play(E_BEEP_MODE_ERR);return;}}USART1_SendWord("Exit MESH successfully...\r\n");beep_play(E_BEEP_MODE_SUCCESS);}elseUSART1_SendWord("NON-MESH ERROR...\r\n");}}

手机通过中继控制网络
实际上官方文档中并没有提供蓝牙组网后的中继功能，所以本实验采用的是模式切换的方法。（在组网模式和从设备模式之间反复横跳）
volatile uint8_t ctrl_string[] = "::000000000";//used to control LED group

/**Non-MESH modeNAME: Dx >>>Device x (x=1, 2, 3,...)LED MODE: Flashing LEDG in freq 1000msKEY MODE: Enter MESH Mode through short press(<3s)LINK PROC: Flashing LEDR in freq 100ms(NU)LINK OK: The LEDR(G) flash alternately for 1.5s with beep playLINK ERR: The buzzer beeps for 2s and the LEDR is onMESH modeNAME: Nx >>>Node x (x=1, 2, 3,...)LED MODE: Flashing LEDR in freq 1000msKEY MODE: Exit MESH Mode through long press(>3s)DISLINK PROC: Flashing LEDG in freq 100ms(NU)DISLINK OK: The LEDR(G) flash alternately for 1.5s with beep playDISLINK ERR: The buzzer beeps for 2s and the LEDG is on
**/
#if (RELAY_DEV == DEVICE_ID)if(0 == BLE_STA_flag)//process msg when enter mesh mode{delay_ms_1(100);//initmemset(USART1_RX_buf, 0, sizeof(USART1_RX_buf));USART1_RX_STA = 0;//processuint8_t *temp_string;//intermediate variablestemp_string = (uint8_t *)ctrl_string;USART1_SendWord(temp_string);delay_ms_1(500);MESH_cmd(DISABLE);BLE_status_it();}if((USART1_RX_STA & (uint16_t)(1<<15)) == 0)//No messagereturn;    if(('0' != USART1_RX_buf[1]) && ('1' != USART1_RX_buf[1]))//non-phone message{memset(USART1_RX_buf, 0, sizeof(USART1_RX_buf));USART1_RX_STA = 0;return;}if((USART1_RX_STA & (uint16_t)(1<<15)) == 0x8000)//Get phone message{if (0 != (USART1_RX_STA & 0X0001))//invaild cmd{USART1_SendWord("Invaild message...");memset(USART1_RX_buf, 0, sizeof(USART1_RX_buf));USART1_RX_STA = 0;return;}uint8_t id;//get the iduint8_t sta;//get the statusuint16_t i = 0;while (i < (USART1_RX_STA & 0x7fff)){id = USART1_RX_buf[i];sta = USART1_RX_buf[i+1];id -= 48;//ascii code offset compasationctrl_string[id+1] = sta;i += 2;}memset(USART1_RX_buf, 0, sizeof(USART1_RX_buf));USART1_RX_STA = 0;AT_Send("+++a");AT_Send("AT+DISCONN\r\n");AT_Send("AT+ENTM\r\n");delay_ms_1(100);MESH_cmd(ENABLE);BLE_status_it();}#endif

手机查询节点信息

void node_info_query(void)
{uint8_t *temp_string;//intermediate variables// uint8_t *node_info_string = "N2: 0\r\nN3: 0\r\nN4: 0\r\nN5: 0\r\nN6: 0\r\nN7: 0\r\nN8: 0\r\nN9: 0\r\n";//record the status of nodeuint8_t k = 4, j = 0;temp_string = (uint8_t *)ctrl_string;temp_string += 3;uint8_t i =strlen(temp_string);i *= 7;uint8_t *node_info_string = (uint8_t *)malloc(i+1);//record the status of nodememset(node_info_string, 0, sizeof(node_info_string));for (i = 0; i < (strlen(temp_string) * 7); i+=7){node_info_string[i] = 'N';node_info_string[i+1] = '2' + j;node_info_string[i+2] = ':';node_info_string[i+3] = ' ';node_info_string[i+4] = '0';node_info_string[i+5] = '\r';node_info_string[i+6] = '\n';j++;}node_info_string+=4;*node_info_string = *temp_string;temp_string++;   while (*temp_string){node_info_string+=7;*node_info_string = *temp_string;k+=7;temp_string++;}node_info_string-=k;data_packet_process(node_info_string);free(node_info_string);//release the romnode_info_string = NULL;
}

结语

模块简单易上手，但是也存在许多坑。组网模式下的蓝牙机制资料过少，在处理大字节包时重传机制可能会造成丢包，追尾。蓝牙模式的转换需要预留时间，否则无法正常发包。

官方资料

WH-BLE103软件手册
WH-BLE103 MESH官方案例
STM8L151K4数据手册
EIDE手册

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