蓝澍黁 - 检测温度，利用蓝牙控制LED灯

内容介绍

硬件介绍

EFR32BG22板卡（后文简称BG22）是由Silicon Labs开发的一款IOT产品平台，BG22板卡在一众蓝牙板卡中很有优势。

首先，板载的核心蓝牙芯片，EFR32BG22芯片，5.2蓝牙版本，非常新带有76.8Mhz主频，512K闪存、32K RAM 的ARM Cortex-M33架构芯片。

M33架构在性能、功耗、安全与生产力间达到了极佳的平衡，作为首款采用 TrustZone 安全技术和数字信号处理技术的 ARMv8－M 全功能实现处理器，该核心的大部分指令可以在2个阶段完成，仅部分复杂指令需3阶段，并且支持作为协处理器工作。

其次，板卡上集成了双声道麦克风、6轴传感器、紫外线模块、霍尔磁感应模块、温度测量模块，基本集总了传感器应用下最为常见的感应模块，值得一提的是，这些MEMS-IC（微机械芯片）基本都是Silicon Labs自家的产品，想必该板独立工作的各方面兼容性能是能够保证的。

第三点，板载调试器，USB Micro-B型连接器可以直连调试、烧录。

第四点，提供大量的例程，低功耗工作，各传感器的电源都可控，可以采用3V CR2032电池供电。

开箱上电

Digikey购买的芯片到手是一个小盒子，打开里面是静电防护袋中的小开发板，板子很精致，全板正面最突出为1.27间距的2*5公排针座，连接调试器，背面是cr2032的电池座，直接焊接固定在PCB上。

板上除3个大电容外均为0201的封装，板子的集成度非常之高，不下于手机PCB，PCB布线可能是6或8层板。

板上的芯片封装都很小，绝大部分是QFN封装。

电源可以通过两种方式提供，microB连接5V电源（比如电脑USB），或者板载的电池座。

两种方式都尝试过，电池座用了DIY的优联键盘用废的cr2032电池，电压已经降到2.8V，在该电池供电下，芯片也可以正常工作，APP连接显示电量为40%。

板卡用途分析

工程应用中经常会测试一些环境温度，是否密封，震动强度等信息，单独实现这些功能非常麻烦，要集成不少东西并且设计专门界面，往往还要占用一些信号传输的线路。

但采用BG22板卡，将其作为模块嵌入到电路板上，只需要额外提供一个电源，就可以通过外部的client低功耗的获取环境信息，并且不占用多余的线路，蓝牙的射频信号功率不大，也不会对电路造成太大的干扰。

软件上手

Simplicity Studio是官方的IDE，里面自建了很多例程，IDE的缺点是有BUG，启动慢。我就碰到过启动不出现软件例程界面的现象。

安装完IDE ，连接官方的BG22，会自动安装驱动识别，并提示升级固件版本，自动更新完固件后，就可以正式使用了。

因为在单片机方面的编程功底不行，在简单编译测试了自带固件后，没有深入使用。

设计思路

1. BLE(Bluetooth low energy)协议

这部分学习基于硬禾学堂公众号的《蓝牙BLE详解》文章

BLE协议是低能耗、短距离、低成本、可互操作的无线技术，利用许多只能手段最大限度降低功耗。

BLE技术适用于无线传感器，每半秒传输一次数据的应用场景。

BLE技术的架构如图所示，其中物理层的radio就是2.4G的射频接口，是实际的元件层面的东西。

在最上层是基于GATT与GAP的应用层，一般来说，对于蓝牙BLE应用，从机广播地址，主机扫描地址并建立连接。

GAP **层****（Generic access profile）。GAP 是对 LL 层 payload（有效数据包）如何进行解析的两种方式中的一种，而且是最简单的那一种。GAP 简单的对 LL payload 进行一些规范和定义，因此 GAP 能实现的功能极其有限。GAP 目前主要用来进行广播，扫描和发起连接等。

GATT（Generic attribute profile ）。GATT 用来规范 attribute 中的数据内容，并运用group（分组）的概念对 attribute 进行分类管理。没有 GATT，BLE 协议栈也能跑，但互联互通就会出问题，也正是因为有了 GATT 和各种各样的应用 profile，BLE 摆脱了 ZigBee 等无线协议的兼容性困境，成了出货量最大的 2.4G 无线通信产品。

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2. 通过树莓派hack BG22的蓝牙界面

由于BLE低功耗设备基于GATT进行的通信，并且采用的是未加密的数据，而BG22自带的固件恰好是可以通过手机APP建立连接的从机，因此，尝试采用树莓派的gattool工具来对BG22的蓝牙进行hack访问。

拿出了荒废已久的树莓派3，重新烧写了最新的ubuntu系统，开启VNC服务，升级系统，安装Python3，安装bluetooth环境。

sudo apt install pi-bluetooth

sudo apt isntall bluetooth bluez blueman

FpoNdxsL0Shk2WoBbwcOCKd588Ag

查看BG22的蓝牙地址

sudo hcitool lescan

84:2E:14:31:C3:F2

连接BG22并进入交互模式

sudo gatttool -b 84:2E:14:31:C3:F2 -I

查看设备提供的传感器服务

primary

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经过查询相关手册，确定0x0025是温度传感器对应的句柄，进行测试，可以看到随着手指按在传感器上，温度在上升。数据是16进制获取的，要替换下前后顺序就是实际得到的温度值。