低功耗蓝牙传感器网络拓扑结构

传感器网络拓扑结构

网状网络中枢网络枢纽网络内置BLE功能的处理器的灵活性和丰富资源，使传感器能够与单一BLE设备连接。图2是使用PSoC Creator的典型配置。PSoCCreator是一个用于围绕PSoC架构开发应用程序的IDE。图中显示的是模拟和数字传感器接口以及BLE子系统。该配置展示的是用于感测烟雾、光照强度、温度、湿度和压力的典型工业数据监测系统。配置中的每个组件都有一个关联的应用程序编程接口（API），开发人员可根据需要访问这些组件。每个组件还有一个与其相关的数据表对组件的可用配置进行说明。

图 2：PSoC Creator项目 – 包含所有必要组件的顶级设计

BLE组件在其GAP层中被配置为从设备。这使任何BLE设备（如BLE手机）都可以扫描此设备，在BLE从设备包含其名称广播时被BLE手机连接。此外，在其GATT层中，BLE设备被配置为具有自定义配置文件的GATT服务器。下面将讨论BLE低功耗特性在该组件内启用。名为“SensorService”的单一服务具有5种不同的特性,用于采集每个传感器的数据。每个特性都具有通知功能，可以将传感器数据作为通知发送。BLE中的一切都作为“-活动”处理。BLE堆栈提供处理这些事件的“定义”。以下代码片段展示了其中一部分活动的运行。CyBle_Start(AppCallBack);voidAppCallBack(uint32 event, void* eventParam){CYBLE_API_RESULT_TapiResult;switch (event){ case CYBLE_EVT_STACK_ON: /* This event is received when the component is Started *//* Enter into discoverable mode so that remote device can search it. */apiResult = CyBle_GappStartAdvertisement(CYBLE_ADVERTISING_FAST);if(apiResult != CYBLE_ERROR_OK) { /* Error */ } break;case CYBLE_EVT_GAPP_ADVERTISEMENT_START_STOP:if(CYBLE_STATE_DISCONNECTED == CyBle_GetState()) { CySysPmHibernate(); /* Enter Hibernate Mode for Low Current */ }break;case CYBLE_EVT_GAP_DEVICE_CONNECTED:break;case CYBLE_EVT_GAP_DEVICE_DISCONNECTED:/* Put the device into discoverable mode so that a remote can search it. */apiResult = CyBle_GappStartAdvertisement(CYBLE_ADVERTISING_FAST);if(apiResult != CYBLE_ERROR_OK) { /* Error */ }break;/* GATT Events */case CYBLE_EVT_GATT_CONNECT_IND:break;case CYBLE_EVT_GATT_DISCONNECT_IND:break;}}

图 3：BLE组件配置

一旦两个设备实现连接，就能使用连接间隔不同的通知发送数据。应用程序接口“CyBle_ProcessEvents()”应置于while(1)循环中，且必须在每个连接间隔中至少调用一次。我们也可以调用在同一while循环中将数据作为通知发送的函数。以下函数可用于将温度数据的一个字节作为通知发送。这也适用于其他传感器特性。voidSendTempNotification(uint8TempData){CYBLE_API_RESULT_TbleApiResult;CYBLE_GATTS_HANDLE_VALUE_NTF_TTempHandle;TempHandle.value.val = &TempData;TempHandle.value.len = 1;TempHandle.attrHandle = CYBLE_SENSORSERVICE_TEMPERATURE_CHAR_HANDLE;do {bleApiResult = CyBle_GattsNotification(cyBle_connHandle, &TempHandle);CyBle_ProcessEvents();}while((CYBLE_ERROR_OK != bleApiResult) && (CYBLE_STATE_CONNECTED == cyBle_state));}如上文所述，处理器和BLE子系统（BLESS）具有独立的低功率模式。举个例子，如果设备断开连接，我们可以将处理器设置为休眠或停止模式以降低功耗。在广播和连接间隔之间，我们可以利用BLESS深度睡眠模式，甚至连所使用的各个组件（如ADC、I2C等）也可以进入各自的低功率模式并在需要时唤醒。因此，开发人员能够根据整个系统的实际需要，对功率进行非常细致的控制。有关详细的低功率代码片段，请参见低功耗蓝牙应用的低功率设计与电池寿命估算。while(1) 循环如下：while(1)  { /* Process all the generated events. */CyBle_ProcessEvents();/* To achieve low power in the device */LowPowerImplementation();/*********************************************************************** * Wait for connection established with Central device ***********************************************************************/if(CyBle_GetState() == CYBLE_STATE_CONNECTED) { CyBle_ProcessEvents();SendTempNotification(Temperature); }} 目前具有BLE功能的手机可以扫描这一传感器网络设备，并使用各种特性来监视每个传感器的数据。一些处理器制造商还提供手机端的BLE连接软件。例如，赛普拉斯提供了一个名为CySmart的应用程序，该应用程序可以安装在您的安卓或Apple设备上，并协助您监控BLE传输。BLE 信标蓝牙信标的广播信号可以被附近的智能设备捕捉。对于此类应用，只需要将BLE组件配置为广播器的GAP，这样系统就可以发送广播信息。信标的功耗应该较低，也可以得益于集成的处理器/BLE设计。

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