Nimble - RT-Thread 基于 Apache NimBLE 开源蓝牙 5.0 协议栈的移植实现

介绍

NimBLE 软件包是 RT-Thread 基于 Apache NimBLE 开源蓝牙 5.0 协议栈的移植实现，该协议栈提供完整的 Host 层和 Controller 层支持，目前支持 Nordic nRF51 和 nRF52 系列芯片。

1.1 主要特性

扩展广播(LE Advertising Extensions)
2Mbit/s比特率的物理层
长距离编码(Coded PHY for LE Long Range)
高速不可连接广播(High Duty Cycle Non-Connectable Advertising)
新的跳频算法(Channel Selection Algorithm #2)
隐私1.2(LE Privacy 1.2)
安全管理(SM),支持传统配对(LE Legacy Pairing),安全连接(LE Secure Connections),特定秘钥分发(Transport Specific Key Distribution)
链路层PDU数据长度扩展(LE Data Length Extension)
多角色并发(主机(central)/从机(peripheral), server/client)
同时广播和扫描
低速定向广播(Low Duty Cycle Directed Advertising)
连接参数请求(Connection parameters request procedure)
LE Ping
完整的GATT客户端，服务端，以及子功能
抽象HCI接口层

1.2 Profile和Service支持

警报通知服务(ANS)
即时报警服务(IAS)
链路丢失服务(LLS)
电池服务(BAS)
设备信息服务(DIS)
心率服务(HRS)
自行车速度及步调(CSC)
射频功率(TPS)

1.3 Mesh 特性

广播和GATT承载(Advertising and GATT bearers)
PB-GATT 和 PB-ADV provisioning
模型层(Foundation Models (server role))
支持中继(Relay support)
支持GATT代理(GATT Proxy)

更多关于 NimBLE Stack 的介绍请参考 http://mynewt.apache.org/latest/network。

1.4 目录结构

NimBLE
   ├───apps                   /* Bluetooth 示例应用程序 */
   │   ├───blecent
   │   ├───blecsc
   │   ├───blehci
   │   ├───blehr
   │   ├───blemesh
   │   ├───blemesh_light
   │   ├───blemesh_shell
   │   ├───bleprph
   │   ├───bleuart
   │   ├───btshell
   │   ├───ext_advertiser
   │   └───ibeacon
   ├───docs                   /* 官方文档及 API 说明 */
   ├───ext
   │   └───tinycrypt          /* Tinycrypt 加密库 */
   ├───nimble
   │   ├───controller         /* Controller 实现 */
   │   │   ├───include
   │   │   └───src
   │   ├───drivers            /* Nordic 系列 Phy 驱动 */
   │   │   ├───nrf51
   │   │   └───nrf52
   │   ├───host               /* Host Stack(主机控制器)实现 */
   │   │   ├───include
   │   │   ├───mesh           /* Mesh 组网功能 */
   │   │   ├───pts            /* PTS 测试相关 */
   │   │   ├───services       /* 通用的 Profile */
   │   │   │   ├───ans
   │   │   │   ├───bas
   │   │   │   ├───bleuart
   │   │   │   ├───dis
   │   │   │   ├───gap
   │   │   │   ├───gatt
   │   │   │   ├───ias
   │   │   │   ├───lls
   │   │   │   └───tps
   │   │   ├───src
   │   │   ├───store
   │   │   ├───tools
   │   │   └───util
   │   ├───include
   │   │   └───nimble
   │   ├───src
   │   └───transport          /* HCI 传输抽象层 */
   │       ├───emspi
   │       ├───ram
   │       ├───socket
   │       └───uart
   └───porting                /* OS 抽象层及系统配置 */
       ├───nimble
       │   ├───include
       │   └───src
       └───npl
           └───rtthread       /* RT-Thread OS 接口实现 */
               ├───include
               │   ├───config /* NimBLE 协议栈配置选项 */
               │   ├───console
               │   └───nimble
               └───src

1.5 许可证

NimBLE 软件包遵循 Apache-2.0 许可，详见 LICENSE 文件。

1.6 依赖

RT_Thread 3.0+

2 获取软件包

使用 NimBLE 软件包需要在 RT-Thread 的包管理中选中它，具体路径如下：

RT-Thread online packages
    IoT - internet of things  --->
--- NimBLE:An open-source Bluetooth 5.0 stack porting on RT-Thread
      Bluetooth Role support  --->      
      Host Stack Configuration  --->
      Controller Configuration  --->
      Bluetooth Mesh support  --->
      HCI Transport support  ----
      Device Driver support  ----
      Log level (INFO)  --->
      Bluetooth Samples (Not enable sample)  --->
(1)   Maximum number of concurrent connections
[*]   Device Whitelist Support
(0)   The number of multi-advertising instances
[ ]   Extended Advertising Feature Support
      Version (latest)  --->

Bluetooth Role support ：配置 BLE角色支持(Central/Peripheral/Broadcaster/Observer) ；
Host Stack Configuration ：配置 Host 相关功能；
Controller Configuration ：配置 Controller 相关功能；
Bluetooth Mesh support ： Mesh 特性支持及配置；
HCI Transport support ：配置HCI层传输方式
**Device Driver support ** ：底层 SOC Phy 支持
Log level (INFO) ：配置协议栈日志等级；
Bluetooth Samples ：配置示例应用；
Version ：软件包版本选择；

配置完成后让 RT-Thread 的包管理器自动更新，或者使用 pkgs --update 命令更新包到 BSP 中。

3 使用 NimBLE 软件包

配合独立的 nrf52832-nimble bsp 使用，参考 https://github.com/EvalZero/nrf52832-nimble 。

4 注意事项

NimBLE 当前处于开发阶段，暂时只支持 Nodic nRF52832 MCU，参见 nrf52832-bsp

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低功耗协议栈