藍牙模塊如何使用--有人物聯(lián)網(wǎng)

1、藍牙模塊如何使用 目錄USR-BLE100說明書.錯誤!未定義書簽。1.快速入門 (31.1.模塊測試硬件環(huán)境 (31.2.數(shù)據(jù)傳輸測試 (32.產(chǎn)品概述 (52.1.產(chǎn)品簡介 (52.2.產(chǎn)品特點 (52.3.模塊基本參數(shù) (52.4.硬件描述 (62.5.應用領域 (82.6.尺寸描述 (83.產(chǎn)品功能 (93.1.工作模式 (103.1.1.主設備模式 (103.1.2.從設備模式 (103.1.3.廣播模式 (103.1.4.Mesh組網(wǎng)模式 (113.2.打包機制 (113.3.iBeacon協(xié)議 (113.4.電池電量測量 (123.5.低功耗模式 (123.6.數(shù)據(jù)傳輸加密 (1

2、23.7.指示燈狀態(tài) (134.設置方法 (144.1.AT指令配置 (144.1.1.串口AT指令 (144.1.2.透傳AT指令 (144.2.AT指令集 (155.聯(lián)系方式.錯誤!未定義書簽。6.免責聲明.錯誤!未定義書簽。7.更新歷史.錯誤!未定義書簽。1.快速入門USR-BLE100模塊是超低功耗藍牙4.1模塊,用于點對點數(shù)據(jù)透明傳輸,用戶無需關心傳輸?shù)膮f(xié)議,只需要進行簡單的設置就可以進行通訊。本模塊主從一體,既可以一主一從進行數(shù)據(jù)透傳,用戶還可以根據(jù)標準的BLE協(xié)議進行開發(fā)手機APP。并且本模塊可以一對多進行廣播,并且內置iBeacon協(xié)議,用戶只需簡單設置就可以作為一個iBeac

3、on設備。本章是針對USR-BLE100產(chǎn)品的快速入門介紹,建議用戶系統(tǒng)的閱讀本章并按照指示操作一遍,將會對模塊產(chǎn)品有一個系統(tǒng)的認識,用戶也可以根據(jù)需要選擇你感興趣的章節(jié)閱讀。針對特定的細節(jié)和說明,請參考后續(xù)章節(jié)。也可以將問題提交到我們的客戶支持中心:1.1.模塊測試硬件環(huán)境1.2.數(shù)據(jù)傳輸測試模塊從機模式類似于市場上的智能手環(huán)等設備,我們模塊支持標準的BLE通信協(xié)議,用戶可以自主開發(fā)軟件,通過手機等主機設備與模塊相連接,進行通訊。所以測試之前需要有支持藍牙低功耗的設備(安卓系統(tǒng)4.3及以上并且設備帶BLE功能,IOS系統(tǒng)7.0及以上,設備iphone4s及以上。測試環(huán)境:安卓5.0測試軟件:

4、USR低功耗藍牙調試助手使用串口調試助手打開連接模塊的串口號,模塊默認出廠波特率為57600,工作模式為從機模式?？梢允褂肁T指令修改參數(shù),將在下面章節(jié)中介紹。模塊上電之后LINK燈閃爍,時間大約為1秒閃爍一次,使用手機軟件進行搜索(放大鏡按鈕可以搜索到名為USR-BLE100的設備,如圖所示。 點擊該設備可以與設備建立連接,此時LINK燈變?yōu)槌Ａ?軟件界面如圖所示。 我們點擊第一個Service 進去,然后選擇最下面DEBUG 選項點擊進入,我們首先點擊下面的 NOTIFY ,點擊之后變?yōu)镾TOP NOTIFY ,說明進入監(jiān)聽狀態(tài),此時我們可以通過串口接收數(shù)據(jù),要想發(fā)送數(shù)據(jù),點擊左面的向上的

5、符號,里面有WRITE 一項,我們可以點開后輸入發(fā)送的數(shù)據(jù),點擊SEND 后,串口那邊將會收到你發(fā)送的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸如下圖所示:<說明>:經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)IOS 對BLE 的支持要比安卓的更好一些,無論是搜索速度和連接速度。這是由于操作系統(tǒng)和硬件原因導致。透傳Service電量檢測Service2.產(chǎn)品概述2.1.產(chǎn)品簡介USR-BLE100模塊是一款支持藍牙4.1低功耗的模塊,該模塊主從一體,用戶既可以使用一主一從的方式進行數(shù)據(jù)透傳,通過該模塊可以使傳統(tǒng)的低端串口設備或者MCU控制的設備進行無線的數(shù)據(jù)傳輸。同時用戶還可以根據(jù)標準的BLE協(xié)議進行開發(fā)App,可以方便的與我們的模塊進行數(shù)

6、據(jù)通信。并且模塊支持Mesh組網(wǎng)模式,可以實現(xiàn)簡單的自組網(wǎng)絡。同時模塊支持一對多的數(shù)據(jù)廣播,并且內置iBeacon協(xié)議,簡單的配置就可以作為一個iBeacon設備使用。是一款多功能,簡單,低功耗的物聯(lián)網(wǎng)傳輸模塊。2.2.產(chǎn)品特點支持標準的藍牙BLE協(xié)議 1.3uA低功耗廣播模式,150nA休眠模式,多種喚醒方式主從一體,快速切換多種配置方式,串口AT指令,透傳AT指令支持1對多廣播模式,內置iBeacon協(xié)議支持Mesh組網(wǎng),實現(xiàn)藍牙自組網(wǎng)絡支持UART接口 1.9V5.5V單電源供電支持電量檢測功能超遠的傳輸距離,模塊對傳可達120米2.3.模塊基本參數(shù)表1USR-BLE100模塊基本參數(shù)項

7、目指標無線標準802.15.1頻率范圍 2.402GHz-2.480GHz發(fā)射功率-18dBm至+3dBm用戶可以配置功率接收靈敏度-89dBm天線選項外置:I-PEX連接器內置:板載天線硬件參數(shù)數(shù)據(jù)接口UART:2400bps-115200bps 工作電壓 1.9V5.5V工作電流60nA12mA工作溫度-40-85存儲溫度-40-125尺寸18.2×26.7×3軟件參數(shù)設備類型主設備/從設備安全機制128位AES 引擎數(shù)據(jù)加密PC1加密工作模式主設備模式,從設備模式,廣播模式設置命令AT+命令結構用戶配置串口AT 命令,透傳AT 指令客戶應用軟件支持客戶定制應用軟件2.

8、4.硬件描述PIN 網(wǎng)絡名稱功能1GND 模塊電源地2RF 模塊天線接口3NC 4Reset 模塊復位引腳5GPIO1模塊GPIO1引腳6GPIO2模塊GPIO2引腳7GPIO3模塊GPIO3引腳8NC 9I2C_SDA 模塊I2C 數(shù)據(jù)引腳10I2C_SCL 模塊I2C 時鐘引腳11GND 模塊電源地12GND 模塊電源地13VCC 模塊電源VCC 14VCC 模塊電源VCCPIN 1PIN 16PIN 29PIN 44USR-BLE10015GPIO8模塊GPIO816NC17GND模塊電源地18PWM1模塊PWM輸出引腳119UART0_TX模塊UART0TX引腳20UART0_RX模塊

9、UART0RX引腳21Reload模塊恢復出廠設置引腳22AD模塊AD采集引腳23LED模塊唯一指示燈引腳24UART0_CTS模塊UART0CTS引腳25UART0_RTS模塊UART0RTS引腳26SWDATA模塊燒錄數(shù)據(jù)引腳27SWCLK模塊燒錄時鐘引腳28GND模塊電源地29GND模塊電源地30UART1_TX模塊UART1TX引腳31UART1_RX模塊UART1RX引腳32PWM2模塊PWM輸出引腳233SPI_SS1模塊SPI功能引腳34SPI_SCLK模塊SPI功能引腳35SPI_MISO模塊SPI功能引腳36SPI_MOSI模塊SPI功能引腳37SPI_SS0模塊SPI功能引

10、腳38Wake_Up模塊睡眠模式喚醒引腳39UART1_CTS模塊UART1CTS引腳40UART1_RTS模塊UART1RTS引腳41NC42NC43NC44GND模塊電源地<說明>:模塊最小系統(tǒng)建議使用的引腳為VCC,GND,UART0_TX,UART0_RX,LED,Reset,Reload,Wake_Up。具體使用說明請參考硬件設計手冊。2.5.應用領域可穿戴智能設備工業(yè)數(shù)據(jù)采集智能儀表運動智能設備醫(yī)療智能設備智能移動終端室內定位信息識別iBeaconHomekit2.6.尺寸描述 3.產(chǎn)品功能本章介紹一下USR-BLE100所具有的功能,下圖是模塊的功能的整體框圖,可以幫

11、助您對產(chǎn)品有一個總體的認識。 圖1USR-BLE100功能框圖3.1.工作模式USR-BLE100共有四種工作模式:主設備模式從設備模式廣播模式Mesh組網(wǎng)模式<說明>:模塊默認出廠模式為從設備模式,可以使用手機等主設備直接進行搜索。3.1.1.主設備模式USR-BLE100支持主設備模式,可以與一個從設備進行連接。在此模式下可以對周圍設備進行搜索并選擇需要連接的從設備進行連接。同時可以設置默認連接從設備的MAC地址,這樣模塊上電之后就可以查找此模塊并進行連接。<說明>:用戶想要進行一對一的透明數(shù)據(jù)傳輸,就需要使用我們的主設備連接我們的從設備,并不支持連接其他公司的從設

12、備,因為內置的透傳協(xié)議并不兼容。但是我們的從設備支持標準的BLE協(xié)議,用戶可以自己開發(fā),具體信息下面從設備模式會進行講解。3.1.2.從設備模式USR-BLE100支持從設備模式,在此模式下完全符合BLE4.1協(xié)議同時完全兼容4.0協(xié)議,用戶可以根據(jù)協(xié)議自己開發(fā)APP。此模式下包含一個串口收發(fā)的Service,用戶可以通過UUID找到它,里面有兩個通道,分別是讀和寫。用戶可以操作這兩個通道進行數(shù)據(jù)的傳輸。如果用戶使用USR-BLE100的主設備與該從設備相連接,那么就無需關注里面的協(xié)議,兩個設備的串口直接就可以進行數(shù)據(jù)的透明傳輸,為用戶建立一個簡單的無線傳輸通道。<說明>:關于如何

13、使用BLE協(xié)議進行通訊將在軟件設計手冊進行講解。3.1.3.廣播模式USR-BLE100支持廣播模式,在這種模式下模塊可以一對多進行廣播。用戶可以通過AT指令設置模塊廣播的數(shù)據(jù),模塊可以在低功耗的模式下持續(xù)的進行廣播,應用于極低功耗,小數(shù)據(jù)量,單向傳輸?shù)膽脠龊?比如無線抄表,室內定位等功能。<說明>:模塊自帶iBeacon協(xié)議,用戶只需要配一個紐扣電池然后通過AT指令設置下參數(shù)就能變?yōu)橐粋€iBeacon設備,下面有專門的章節(jié)進行講解。3.1.4.Mesh組網(wǎng)模式USR-BLE100支持Mesh組網(wǎng)模式,可以簡單的將多個模塊加入到網(wǎng)絡中來,利用星型網(wǎng)絡和中繼技術,每個網(wǎng)絡可以連接超

14、過65000個節(jié)點,網(wǎng)絡和網(wǎng)絡還可以互連,最終可將無數(shù)藍牙模塊通過手機、平板電腦或PC進行互聯(lián)或直接操控。并且不需要網(wǎng)關,即使某一個設備出現(xiàn)故障也會跳過并選擇最近的設備進行傳輸。整個聯(lián)網(wǎng)過程只需要設備上電并設置通訊密碼就可以自動組網(wǎng),真正實現(xiàn)簡單互聯(lián)。<說明>:但是這種模式會受到一定限制,首先是因為模塊傳輸過程中需要不斷切換模式,導致傳輸數(shù)據(jù)的量每次限制到20字節(jié),并且傳輸速度會有幾秒的延遲,這種場景類似于UDP的方式,并不能保證數(shù)據(jù)一定會被送達目的模塊,詳細的使用說明請參考軟件設計手冊3.2.打包機制低功耗藍牙模塊本身定位于小數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)傳輸。針對不同的串口波特率,BLE連接間隔

15、以及不同的發(fā)包間隔,模塊將有不同的數(shù)據(jù)吞吐能力。但是無論如何都不會超過理論的4K byte/s,測試表明轉發(fā)速率在2K byte/s 以下,漏包幾率比較低,安全起見無論高速還是低速,都建議在上層做校驗重傳處理。USR-BLE100的串口一次最多可以接收512字節(jié)的數(shù)據(jù)包,模塊會根據(jù)數(shù)據(jù)包的大小自動分包發(fā)送,按照標準每個無線包的最大載荷為20個字節(jié)。移動設備的發(fā)往模塊的數(shù)據(jù)包,必須自行分包(1-20字節(jié)/包發(fā)送,模塊收到無線包后,會依次轉發(fā)到模塊的串口。模塊內部有兩種發(fā)包機制,一種是按照標準的20個字節(jié)/包,另一種是100個字節(jié)/包,后者只能應用于使用我們的模塊已經(jīng)一主一從的數(shù)據(jù)透傳。如果使用A

16、PP與從機進行通訊請選擇20個字節(jié)/包,在這里有專門的AT指令進行設置。<說明>:當串口包采用大于100byte小于512byte的大包時。串口數(shù)據(jù)可以一次被接收,但需要預留模塊通過藍牙發(fā)送數(shù)據(jù)的時間,否則會出現(xiàn)追尾的現(xiàn)象。具體說明請參考軟件設計手冊內容。3.3.iBeacon協(xié)議USR-BLE使用BLE廣播技術向周圍發(fā)送自己特有的ID,接收到該ID的應用軟件會根據(jù)該ID采取一些行動。比如,在店鋪里設置iBeacon通信模塊的話,便可讓iPhone和iPad上運行一資訊告知服務器,或者由服務器向顧客發(fā)送折扣券及進店積分。此外,還可以在家電發(fā)生故障或停止工作時使用iBeacon向應用

17、軟件發(fā)送資訊。微信現(xiàn)在也支持iBeacon功能,在后臺注冊設備的ID,當使用搖一搖功能時,接收到符合注冊ID的設備時會推送相關的信息。同時現(xiàn)在非常流行的藍牙鑰匙掛件,就是通過App和手機的陀螺儀來定位模塊的位置,用于室內的定位。<說明>:此協(xié)議是蘋果公司于2013年推出的,但是現(xiàn)在安卓設備也已經(jīng)兼容此協(xié)議,使得iBeacon的應用范圍更加的廣闊。3.4.電池電量測量USR-BLE100使用內置的ADC進行電壓的采集,并通過專門的Service進行傳輸?？紤]到使用藍牙的用戶多數(shù)情況下會使用電池供電,為了實時獲取電池的電量特意增加測量功能,用戶只需要對電池進行分壓,在電池最大電量的時候

18、分壓一個1.024V的電壓給模塊的電量采集引腳。模塊實時監(jiān)測此電壓的變化,并通過專用的通道的進行上報。<說明>:詳細操作請參考軟件設計手冊3.5.低功耗模式USR-BLE100帶有多種的低功耗模式,可以為電池供電的用戶提供更長的使用時間。第一種低功耗模式是自動睡眠模式,此模式用戶使用AT指令進行設置進入睡眠的時間,當無連接,串口無數(shù)據(jù)的情況下等待時間超過設置的時間,模塊自動進入睡眠模式,此模式下模塊藍牙正常廣播,可以進行連接,串口數(shù)據(jù)可以隨時喚醒模塊。第二種低功耗模式是深度睡眠模式,此模式需要使用AT指令進入,進入之后藍牙依然可以廣播,可以進行連接,兩種喚醒方式,分別是建立連接和喚

19、醒引腳喚醒。此模式下功耗可以達到1.5uA左右,是大多數(shù)從機工作的模式。第三種是低功耗模式是休眠模式,此模式依然使用AT命令進入,此模式下任何外設都不會工作,功耗可以達到150nA左右,喚醒方式通過喚醒引腳進行喚醒。<說明>:此處的低功耗只是對于從機模式來說,主機并沒有低功耗一說,主機不工作時完全可以讓其停止運行,需要時在啟動并開啟搜索進行建立連接。3.6.數(shù)據(jù)傳輸加密USR-BLE100為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?數(shù)據(jù)傳輸過程中可以選擇使用明文傳輸和加密傳輸?？梢允褂肁T 指令開啟加密傳輸,加密開啟后串口數(shù)據(jù)會被輸入的密碼串進行PC1加密,接收數(shù)據(jù)的模塊只有擁有同樣的密碼才能正確的進

20、行數(shù)據(jù)的解密,確保了數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全性。<說明>:模塊內置加解密功能,如果使用我們的模塊進行一主一從加密數(shù)據(jù)傳輸,只需要密碼一致就可以,數(shù)據(jù)在一端加密另一端會被解密。如果用戶開發(fā)自己的App進行加密傳輸,需要App帶有加解密的功能才可以保證數(shù)據(jù)的傳輸。具體加解密的信息參考軟件設計手冊。3.7.指示燈狀態(tài)USR-BLE100模塊有一個指示燈,在模塊不同的狀態(tài)有不同的顯示情況,具體顯示情況如下圖所示:模塊狀態(tài)指示燈狀態(tài)主機搜索1秒閃爍3次從機廣播1秒閃爍1次連接建立常亮低功耗模式熄滅數(shù)據(jù)傳輸閃爍4.設置方法4.1.AT指令配置4.1.1.串口AT指令USR-BLE100模塊具有多種工作模式,啟動時模塊自動進入設置的模式,用戶可以通過串口命令把模塊切換到命令行(AT指令模式。從其他模式切換到命令模式分為兩個步驟:1.在串口上輸入“+”,模塊在收到“+”后會返回一個確認碼“a”;2.收到“a”后,在串口上輸入確認碼“a”,模塊收到后會回復“+ok”確認,進入命令模式;用戶也可以直接輸入“+a”等待模塊返回“+ok”后進入命令模式。當進入命令后可以按照我們的AT格式發(fā)送相應的指令即可。4