背景
本文主要工作为获取稳定的RSSI，以为下一步的蓝牙信号稳定性评测，蓝牙测距提供数据。
本文主要分为两部分：
第一部分介绍TI开发板环境的安装，基本使用，如何查找或浏览TI资料的方法，基本操作大多概略，一方面篇幅不至于过于庞大，另一方面授不如授渔
第二部分介绍基于TI提供的一个sample工程进行修改，实现定时获取RSSI信号的功能，附源码
大致采集了几个距离的数据，写了个脚本大致分析一下，蓝牙一致性真的不太好(iqoo手机)
5米处的原始信号和滤波后信号对比图
均值滤波all和卡尔曼滤波效果基本一致，后续可专门写一篇说明一下如何数据分析
不同距离下的蓝牙RSSI静态均值, 标准差和方差
第一部分 TI开发环境基本操作
TI属于比较open的了，资料相对很齐全，还有官方翻译的中文可以看，相对友好，基本上都从官网获取就好，只不过最近一只登录失败，无法获取如SDK这些代码及文档，不知是不是中国邮箱都被禁了，解决方法：搜一搜，外部网站下一个即可。
开发板官方链接：LAUNCHXL-CC26X2R1 评估板 | TI.com.cn
蓝牙开发板外观
基本流程一 下载安装
本部分仅列需要安装的工具：
-
TI CCS集成工具，IDE，集成了浏览器，编译器，烧录器，调试器，调试串口等，还是很方便的
-
开发板对应的SDK，如我下载的当前最新版本：simplelink_cc13xx_cc26xx_sdk_6_40_00_13
安装完毕后重启一下
Tips. 这两个工具都很大，选择合适的位置安装。
实际上这两部，在SDK的文档里也有，但是先有鸡还是先有蛋
SDK内文档--下载安装基本操作
本步骤遇到的问题及解决方法
问题一，下载SDK账号被禁
解决方法：外部搜一个
基本流程二 如何选择合适自己的sample工程及导入
TI的SDK里面提供了很多sample工程，凡尔赛地说，选择多了，也是负担。
文档入口：<install dir>\simplelink_cc13xx_cc26xx_sdk_6_40_00_13\docs\
Tips. html的文档，还可以查找，非常方便，文档写得很细，花了功夫的，可以先大致浏览一下，用到哪部分的时候再精读。
1. 选择合适的工程
以本文需求为例，要读取RSSI，安装后的SDK里面，找到蓝牙sample文档，工程的差别，实际从名字能看出来，具体也可以在文档中找到介绍
如下：
样例工程路径
找到介绍的文档，结合我们的需求，考虑选择简单做从的sample：simple_peripheral，理由如下：
1. 需求中我们用手机查找并连接开发板，此时手机为主，开发板为从
2. 该工程中有调用触发获取RSSI接口的代码，方便参考使用
文档总入口
BLE5协议栈快速使用入口
提供的samples介绍（实际例子比文档里多，应该是没更新上去）
2. 导入样例工程
Project -> import 即可，这里主要想说明一下几点提示：
Tips. 导入后的样例代码，会复制一份到自己的workspace，修改SDK代码是没有作用的，要修改自己workspace里面的代码。
Tips. 看开发板代码时，关注workspace目录下复制过来的部分（APP）和SDK下协议栈源码。
workspace目录：（workspace目录是自己建的，打开ccs的时候，会让选择工作空间目录）
SDK目录
3. 编译调试
先编译，load调试一把，保证基础工程及环境OK，手机可以下载一个nrf connect APK，方便连接调试。
调试：USB口插上板子，CCS IDE里选择工程，点击debug图标 ，load完后需要手动点击运行键运行
Tips. 每次点击debug，会编译一把（增量编译，除第一次外，速度还是很快的），但是如果勾选了后台运行，编译即使失败，也会执行load 操作，会有自己的修改没生效的假象。凡是不合理的事情，总有原因，大胆假设，小心求证即可。
查看：ccs带了串口工具，选择 view -> terminal，波特率115200，启动会有日志
串口配置
4. 修改代码，定时获取蓝牙RSSI
大约修改十几处，新增100行代码即可完成，吐槽一句，TI的样例代码比较无拘束，各种全局变量，让人看了就忍不住要重构。
背景知识及设计思路：蓝牙连接后，链路层主从设备之间，是会通过连接事件进行交互的，从个人的设想上注册该事件的回调即可实现定时获取RSSI；但实际上没找到如何通过注册获取RSSI的例子或接口（后续如果找到了补充该方法），因此通过定时主动调用HCI接口获取RSSI。
另外，我们能获取到的RSSI的频率，并不一定就是我们触发的次数，如果触发过于频繁，可能获取到连续几个一样的RSSI值。这是由于RSSI的底层测量，也是要基于主从设备链路层之间交换报文来实现的，正常至少有连接事件即可测量到，这里和连接的间隔，延时事件配置都有关联，这些参数是由主机侧（我们的场景，主机是手机，nrf connect软件设置了三种模式，可以根据自己需求选择，我们这里选择最高优先级，零延迟，最小最大间隔15ms，即12个1.25ms）
代码中收到主机请求调整连接设置请求后下发到控制器
设计思路：通过增加一个定时任务，遍历连接句柄列表(connList)中所有连接去定时触发调用HCI_ReadRssiCmd异步接口，上报RSSI事件，利用当前simple_peripheral样例工程处理协议栈事件的线程已实现异步获取RSSI的功能，修改一下打印格式即可。
当前simple_peripheral样例工程实现架构：跟踪解析 协议栈事件 -> 解析状态 -> 解析命令码 -> HCI_READ_RSSI 命令码下执行RSSI打印输出
定时器也参照样例中Clock_Struct模块，新建一个定时时钟即可。
时钟模块可参看文档
时钟模块文档
Tips. 不可直接在时钟回调函数中执行HCI命令，可能与处理协议栈事件的线程冲突导致挂死，用事件方式放到一个线程中处理（样例已实现，此处只需新增事件id和实现即可）。
遍历connList进行触发
串口打印
Tips. 关于如何学习蓝牙开发的过程，文档中也有建议
image
Tips. 关于如何使用，文档里非常仔细，一步步手把手了
学习建议
相关网站
附件
基于样例工程修改的代码汇总，文件太大，放一下diff吧
--- simple_peripheral.c 2022-12-20 00:51:10.000000000 +0800
+++ ../simple_peripheral.c 2023-02-19 20:50:30.442816500 +0800
@@ -90,11 +90,10 @@
#include "npi_task.h" // To allow RX event registration
#include "npi_ble.h" // To enable transmission of messages to UART
#include "icall_hci_tl.h" // To allow ICall HCI Transport Layer
#endif // PTM_MODE
-
/*********************************************************************
* MACROS
*/
/*********************************************************************
@@ -119,10 +118,11 @@
#define SP_PASSCODE_EVT 5
#define SP_PERIODIC_EVT 6
#define SP_READ_RPA_EVT 7
#define SP_SEND_PARAM_UPDATE_EVT 8
#define SP_CONN_EVT 9
+#define SP_GET_RSSI_EVT 10
// Internal Events for RTOS application
#define SP_ICALL_EVT ICALL_MSG_EVENT_ID // Event_Id_31
#define SP_QUEUE_EVT UTIL_QUEUE_EVENT_ID // Event_Id_30
@@ -373,11 +373,11 @@
static void SimplePeripheral_processConnEvt(Gap_ConnEventRpt_t *pReport);
#ifdef PTM_MODE
void simple_peripheral_handleNPIRxInterceptEvent(uint8_t *pMsg); // Declaration
static void simple_peripheral_sendToNPI(uint8_t *buf, uint16_t len); // Declaration
#endif // PTM_MODE
-
+static void getRssiCycleTaskInit(void); // add myn
/*********************************************************************
* EXTERN FUNCTIONS
*/
extern void AssertHandler(uint8 assertCause, uint8 assertSubcause);
@@ -524,10 +524,11 @@
// Create one-shot clock for internal periodic events.
Util_constructClock(&clkPeriodic, SimplePeripheral_clockHandler,
SP_PERIODIC_EVT_PERIOD, 0, false, (UArg)&argPeriodic);
+ getRssiCycleTaskInit(); // add by myn
// Set the Device Name characteristic in the GAP GATT Service
// For more information, see the section in the User's Guide:
// http://software-dl.ti.com/lprf/ble5stack-latest/
GGS_SetParameter(GGS_DEVICE_NAME_ATT, GAP_DEVICE_NAME_LEN, attDeviceName);
@@ -616,10 +617,11 @@
SimplePeripheral_initPHYRSSIArray();
// The type of display is configured based on the BOARD_DISPLAY_USE...
// preprocessor definitions
dispHandle = Display_open(Display_Type_ANY, NULL);
+ // dispHandle = Display_open(Display_Type_UART, NULL); // myn 实际我们使用物理uart，配置UART也可以
// Initialize Two-Button Menu module
TBM_SET_TITLE(&spMenuMain, "Simple Peripheral");
tbm_setItemStatus(&spMenuMain, TBM_ITEM_NONE, TBM_ITEM_ALL);
@@ -727,11 +729,10 @@
{
// Always dealloc pMsg unless set otherwise
uint8_t safeToDealloc = TRUE;
BLE_LOG_INT_INT(0, BLE_LOG_MODULE_APP, "APP : Stack msg status=%d, event=0x%x\n", pMsg->status, pMsg->event);
-
switch (pMsg->event)
{
case GAP_MSG_EVENT:
SimplePeripheral_processGapMessage((gapEventHdr_t*) pMsg);
break;
@@ -763,10 +764,11 @@
hciEvt_CommandStatus_t *pMyMsg = (hciEvt_CommandStatus_t *)pMsg;
switch ( pMyMsg->cmdOpcode )
{
case HCI_LE_SET_PHY:
{
+#if 0 // myn
if (pMyMsg->cmdStatus == HCI_ERROR_CODE_UNSUPPORTED_REMOTE_FEATURE)
{
Display_printf(dispHandle, SP_ROW_STATUS_1, 0,
"PHY Change failure, peer does not support this");
}
@@ -774,10 +776,11 @@
{
Display_printf(dispHandle, SP_ROW_STATUS_1, 0,
"PHY Update Status Event: 0x%x",
pMyMsg->cmdStatus);
}
+#endif
SimplePeripheral_updatePHYStat(HCI_LE_SET_PHY, (uint8_t *)pMsg);
break;
}
@@ -794,10 +797,11 @@
(hciEvt_BLEPhyUpdateComplete_t*) pMsg;
// A Phy Update Has Completed or Failed
if (pPUC->BLEEventCode == HCI_BLE_PHY_UPDATE_COMPLETE_EVENT)
{
+#if 0 // myn
if (pPUC->status != SUCCESS)
{
Display_printf(dispHandle, SP_ROW_STATUS_1, 0,
"PHY Change failure");
}
@@ -809,11 +813,11 @@
"PHY Updated to %s",
(pPUC->rxPhy == PHY_UPDATE_COMPLETE_EVENT_1M) ? "1M" :
(pPUC->rxPhy == PHY_UPDATE_COMPLETE_EVENT_2M) ? "2M" :
(pPUC->rxPhy == PHY_UPDATE_COMPLETE_EVENT_CODED) ? "CODED" : "Unexpected PHY Value");
}
-
+#endif
SimplePeripheral_updatePHYStat(HCI_BLE_PHY_UPDATE_COMPLETE_EVENT, (uint8_t *)pMsg);
}
break;
}
@@ -900,10 +904,76 @@
// It's safe to free the incoming message
return (TRUE);
}
+/**
+ * @brief Add by nansen.Mo, foreach every handle to read rssi back
+ *
+*/
+static void TriggerAllValidConnectRssiRead(void)
+{
+ static unsigned int count = 0;
+ count++;
+ for (uint8_t index = 0; index < MAX_NUM_BLE_CONNS; index++) {
+ if (connList[index].connHandle == SP_INVALID_HANDLE) {
+ continue;
+ }
+
+ int ret = HCI_ReadRssiCmd(connList[index].connHandle);
+ // Display_printf(dispHandle, SP_ROW_RPA, 0, "myn %d Read the RSSI for 0, ret = %d", count, ret);
+ }
+}
+/**
+ * @brief Add by myn for clock, task by cycle
+ *
+ * @param arg
+ */
+
+#define GET_RSSI_PERIODIC_EVT_PERIOD 200 // (in ms)
+// #define GET_RSSI_PERIODIC_EVT 1
+
+// Clock instances for internal periodic events.
+static Clock_Struct getRssiClkPeriodic; // myn
+
+spClockEventData_t getRssiEventList =
+{ .event = SP_GET_RSSI_EVT };
+/*
+Step 2 in Triggering Clock objects, after the Clock object’s timer expired,
+ it will execute Application_clockHandler() within a Swi context.
+ As this call cannot be blocked and blocks all Tasks,
+ it is kept short by invoking an Event_post(APP_PERIODIC_EVT) for post processing in the application task.
+*/
+static void GetRssiApplication_clockHandler(UArg arg)
+{
+ spClockEventData_t *pData = (spClockEventData_t *)arg;
+ if (pData->event == SP_GET_RSSI_EVT) {
+ // Start the next period
+ Util_startClock(&getRssiClkPeriodic);
+ SimplePeripheral_enqueueMsg(SP_GET_RSSI_EVT, NULL);
+ }
+}
+
+static void GetRssiClkPeriodicStart(void)
+{
+ static int getRssiClkStarted = 0;
+ if (getRssiClkStarted == 0) {
+ Util_startClock(&getRssiClkPeriodic);
+ getRssiClkStarted = 1;
+ }
+}
+/* Step 1 in Triggering Clock objects constructs the Clock object using the Clock_construct API.
+ When the application desires, it will then start the Clock object via the Clock_start() API.
+ */
+
+static void getRssiCycleTaskInit(void)
+{
+ // Create one-shot clocks for internal periodic events.
+ Util_constructClock(&getRssiClkPeriodic, GetRssiApplication_clockHandler,
+ GET_RSSI_PERIODIC_EVT_PERIOD, 0, false, (UArg)&getRssiEventList);
+}
+
/*********************************************************************
* @fn SimplePeripheral_processAppMsg
*
* @brief Process an incoming callback from a profile.
*
@@ -921,11 +991,11 @@
}
else
{
BLE_LOG_INT_INT(0, BLE_LOG_MODULE_APP, "APP : App msg status=%d, event=0x%x\n", 0, pMsg->event);
}
-
+ // Display_printf(dispHandle, SP_ROW_STATUS_2, 0, "myn pMsg->event: %d", pMsg->event);
switch (pMsg->event)
{
case SP_CHAR_CHANGE_EVT:
SimplePeripheral_processCharValueChangeEvt(*(uint8_t*)(pMsg->pData));
break;
@@ -968,10 +1038,14 @@
case SP_CONN_EVT:
SimplePeripheral_processConnEvt((Gap_ConnEventRpt_t *)(pMsg->pData));
break;
+ case SP_GET_RSSI_EVT:
+ // myn Trigger rssi read for all valid connect
+ TriggerAllValidConnectRssiRead();
+ break;
default:
// Do nothing.
break;
}
@@ -1112,16 +1186,19 @@
SimplePeripheral_addConn(pPkt->connectionHandle);
// Display the address of this connection
Display_printf(dispHandle, SP_ROW_STATUS_1, 0, "Connected to %s",
Util_convertBdAddr2Str(pPkt->devAddr));
-
+ Display_printf(dispHandle, SP_ROW_DEBUG, 0, "\nmyn Connected to %s, handle=0x%x\n",
+ Util_convertBdAddr2Str(pPkt->devAddr), pPkt->connectionHandle);
// Enable connection selection option
tbm_setItemStatus(&spMenuMain, SP_ITEM_SELECT_CONN,SP_ITEM_AUTOCONNECT);
// Start Periodic Clock.
Util_startClock(&clkPeriodic);
+
+ GetRssiClkPeriodicStart();
}
if ((numActive < MAX_NUM_BLE_CONNS) && (autoConnect == AUTOCONNECT_DISABLE))
{
// Start advertising since there is room for more connections
GapAdv_enable(advHandleLegacy, GAP_ADV_ENABLE_OPTIONS_USE_MAX , 0);
@@ -1181,10 +1258,13 @@
// Only accept connection intervals with slave latency of 0
// This is just an example of how the application can send a response
if(pReq->req.connLatency == 0)
{
+ Display_printf(dispHandle, SP_ROW_DEBUG, 0,
+ "myn GAP_UPDATE_LINK_PARAM_REQ_EVENT, 0x%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x\n",
+ pReq->req.intervalMin, pReq->req.intervalMax, pReq->req.connLatency, pReq->req.connTimeout);
rsp.intervalMin = pReq->req.intervalMin;
rsp.intervalMax = pReq->req.intervalMax;
rsp.connLatency = pReq->req.connLatency;
rsp.connTimeout = pReq->req.connTimeout;
rsp.accepted = TRUE;
@@ -1205,11 +1285,11 @@
gapLinkUpdateEvent_t *pPkt = (gapLinkUpdateEvent_t *)pMsg;
// Get the address from the connection handle
linkDBInfo_t linkInfo;
linkDB_GetInfo(pPkt->connectionHandle, &linkInfo);
-
+#if 0 // myn
if(pPkt->status == SUCCESS)
{
// Display the address of the connection update
Display_printf(dispHandle, SP_ROW_STATUS_2, 0, "Link Param Updated: %s",
Util_convertBdAddr2Str(linkInfo.addr));
@@ -1219,11 +1299,11 @@
// Display the address of the connection update failure
Display_printf(dispHandle, SP_ROW_STATUS_2, 0,
"Link Param Update Failed 0x%x: %s", pPkt->opcode,
Util_convertBdAddr2Str(linkInfo.addr));
}
-
+#endif
// Check if there are any queued parameter updates
spConnHandleEntry_t *connHandleEntry = (spConnHandleEntry_t *)List_get(¶mUpdateList);
if (connHandleEntry != NULL)
{
// Attempt to send queued update now
@@ -1757,10 +1837,11 @@
static void SimplePeripheral_processConnEvt(Gap_ConnEventRpt_t *pReport)
{
// Get index from handle
uint8_t connIndex = SimplePeripheral_getConnIndex(pReport->handle);
+ Display_printf(dispHandle, SP_ROW_DEBUG, 0, "myn pReport->handle, connIndex = %d\n", connIndex);
if (connIndex >= MAX_NUM_BLE_CONNS)
{
Display_printf(dispHandle, SP_ROW_STATUS_1, 0, "Connection handle is not in the connList !!!");
return;
}
@@ -2254,16 +2335,26 @@
}
} // end of if ((phyRq != SP_PHY_NONE) && ...
} // end of if (connList[index].phyCngRq == FALSE)
} // end of if (rssi != LL_RSSI_NOT_AVAILABLE)
-
+#if 0 // myn
Display_printf(dispHandle, SP_ROW_RSSI, 0,
"RSSI:%d dBm, AVG RSSI:%d dBm",
(uint32_t)(rssi),
connList[index].rssiAvg);
-
+#else // myn
+ static unsigned int receivedRssiCount = 0;
+ if (rssi != LL_RSSI_NOT_AVAILABLE) {
+ receivedRssiCount++;
+ Display_printf(dispHandle, SP_ROW_RSSI, 0,
+ " nansen.mo RSSI:%d dBm, AVG RSSI:%d dBm, count: %u\n",
+ (uint32_t)(rssi),
+ connList[index].rssiAvg,
+ receivedRssiCount);
+ }
+#endif // myn
} // end of if (status == SUCCESS)
break;
}
case HCI_LE_READ_PHY:
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