基于 Seeed nRF52 mbed-enabled 的蓝牙使用

Seeed Studio XIAO nRF52840和Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense都支持蓝牙连接。本wiki将介绍基本的蓝牙功能，并提供一个24GHz呼吸睡眠检测模块的演示，由“Seeed nrf52 mbed-enabled Boards Library”使用。

开始

硬件装备

1 x Seeed Studio XIAO nRF52840 或者 Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense
1 x 智能手机/PC与蓝牙连接
1 x USB Type-C cable

软件准备

Arduino库概述

tip

如果这是您第一次使用Arduino，我们强烈建议您参考 Getting Started with Arduino.

要使用Seeed Studio XIAO nRF52840的蓝牙功能，我们需要使用官方的Arduino BLE库。

如果您想应用与24GHz睡眠呼吸雷达的演示，您可能还需要下载支持的库。

功能

有关ArduinoBLE代码库的功能和使用介绍，请参阅Arduino website.

有关功能介绍和代码库的使用见24GHz睡眠呼吸雷达BLE，请参阅 Wiki.

安装

方法一 (该方法在上述两个代码库中都可用)

如果你已经下载了zip库，那么打开你的Arduino IDE，点击Sketch > Include Library > Add . zip Library。选择你刚下载的zip文件，如果库安装正确，你将在通知窗口中看到库被添加到你的库中。这意味着库安装成功

方法二 (只能安装ArduinoBLE库)

从Arduino IDE 1.5及以上版本(1.6.x)开始添加库管理器。它可以在Sketch菜单下的Include Library、 Manage Libraries…中找到。

当你打开库管理器时，你会发现一个一键安装的库列表。要为你的产品找到一个库，搜索产品名称或关键字，如k type或digitizer，你想要的库应该会显示出来。点击所需的库，Install按钮就会出现。单击该按钮，库应该会自动安装。安装完成后，关闭库管理器。

应用实例

现在我们已经安装了库，并了解了基本函数，让我们为Seeed Studio XIAO nRF52840运行一些示例，看看它的行为。

Step 1. 启动Arduino应用程序。

Step 2. 选择您的开发板模型并将其添加到Arduino IDE中。在这里，我们使用“Seeed nrf52 mbed-enabled Boards Library”。

有关板库的安装，请参阅本教程完成安装。

1 使用智能手机控制内置LED

在本例中，我们将使用蓝牙连接Seeed Studio XIAO nF52840 (Sense)和智能手机，并从手机发送消息，以打开/关闭Seeed Studio XIAO nRF52840 (Sense)上内置的红色LED。

请将下面的代码粘贴到Arduino IDE中，并将其上传到Seeed Studio XIAO nRF52840。

#include <ArduinoBLE.h>

BLEService ledService("19B10000-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214"); // Bluetooth® Low Energy LED Service

// Bluetooth® Low Energy LED Switch Characteristic - custom 128-bit UUID, read and writable by central
BLEByteCharacteristic switchCharacteristic("19B10001-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214", BLERead | BLEWrite);

const int ledPin = LED_BUILTIN; // pin to use for the LED

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);

  // set LED pin to output mode
  pinMode(ledPin, OUTPUT);

  // begin initialization
  if (!BLE.begin()) {
    Serial.println("starting Bluetooth® Low Energy module failed!");

    while (1);
  }

  // set advertised local name and service UUID:
  BLE.setLocalName("LED");
  BLE.setAdvertisedService(ledService);

  // add the characteristic to the service
  ledService.addCharacteristic(switchCharacteristic);

  // add service
  BLE.addService(ledService);

  // set the initial value for the characeristic:
  switchCharacteristic.writeValue(0);

  // start advertising
  BLE.advertise();

  Serial.println("BLE LED Peripheral");
}

void loop() {
  // listen for Bluetooth® Low Energy peripherals to connect:
  BLEDevice central = BLE.central();

  // if a central is connected to peripheral:
  if (central) {
    Serial.print("Connected to central: ");
    // print the central's MAC address:
    Serial.println(central.address());

    // while the central is still connected to peripheral:
  while (central.connected()) {
        if (switchCharacteristic.written()) {
          if (switchCharacteristic.value()) {   
            Serial.println("LED on");
            digitalWrite(ledPin, LOW); // changed from HIGH to LOW       
          } else {                              
            Serial.println(F("LED off"));
            digitalWrite(ledPin, HIGH); // changed from LOW to HIGH     
          }
        }
      }

    // when the central disconnects, print it out:
    Serial.print(F("Disconnected from central: "));
    Serial.println(central.address());
  }
}

这个例子实现的关键是下面的段落。

  while (central.connected()) {
        if (switchCharacteristic.written()) {
          if (switchCharacteristic.value()) {   
            Serial.println("LED on");
            digitalWrite(ledPin, LOW); // changed from HIGH to LOW       
          } else {                              
            Serial.println(F("LED off"));
            digitalWrite(ledPin, HIGH); // changed from LOW to HIGH     
          }
        }
      }

当看到Studio XIAO nRF52840通过蓝牙设备central.connected()连接并从蓝牙设备 switchcharacteristics .written()接收内容时，此代码的目的是输入判断。如果判断值是非零的 switchcharacteristics .value()，则灯亮，如果判断值为0，则灯亮。

打开串行显示器到9600波特率和led应打开或关闭。输出应该如下图所示。

此时，使用手机app通过蓝牙就可以完成对Seeed Studio XIAO nRF52840灯光的控制，如下所述。

iPhone	Android	Description
		打开软件，搜索一个蓝牙设备叫 LED 然后点击连接。有些设备可能显示为 Arduino.
		进入Seeed Studio XIAO nRF52840蓝牙接口，点击设备即可显示设备详细信息.
		填写要发送到Seeed Studio XIAO nRF52840的数据，发送1开灯，发送0关灯.
		回到蓝牙控制界面，您可以看到该值已更改，Seeed Studio XIAO nRF52840红灯亮(或关).

2 使用小BLE通过BLE获取24GHz睡眠检测模块的数据

在本例中，我们将描述如何获取传感器的值，并使用Seeed Studio XIAO nRF52840通过蓝牙将传感器检测到的数据信息发送到移动设备。

按照下图连接seed Studio XIAO nRF52840板和24GHz呼吸睡眠检测模块。想了解更多信息，请点击这里.

请打开库中的示例代码并上传至Seeed Studio XIAO nRF52840。

//Radar_with_XIAOBLE_example

#include <ArduinoBLE.h>
#include <sleepbreathingradarBLE.h>

SleepBreathingRadarBLE radar;
BLEService radarService("19B10000-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214"); // Bluetooth® Low Energy LED Service

// Bluetooth® Low Energy LED Switch Characteristic - custom 128-bit UUID, read and writable by central
BLEStringCharacteristic switchCharacteristic("19B10001-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214", BLERead | BLENotify, 20);

int last_val = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  radar.SerialInit();
  while (!Serial);

  // begin initialization
  if (!BLE.begin()) {
    Serial.println("starting Seeed Studio XIAO nRF52840 with 60GHz radar sensor demo failed!");
    while (1);
  }

  // set advertised local name and service UUID:
  BLE.setLocalName("Seeed Studio XIAO nRF52840");
  BLE.setAdvertisedService(radarService);

  // add the characteristic to the service
  radarService.addCharacteristic(switchCharacteristic);

  // add service
  BLE.addService(radarService);

  // start advertising
  BLE.advertise();

  Serial.println("Seeed Studio XIAO nRF52840 active, waiting for connections...");
}

void loop() {
  // listen for Bluetooth® Low Energy peripherals to connect:
  BLEDevice central = BLE.central();

  // if a central is connected to peripheral:
  if (central) {
    Serial.print("Connected to central: ");
    // print the central's MAC address:
    Serial.println(central.address());

    // while the central is still connected to peripheral:
    while (central.connected()){
       radar.recvRadarBytes();                       //Receive radar data and start processing
       if (radar.newData == true) {                  //The data is received and transferred to the new list dataMsg[]
          byte dataMsg[radar.dataLen+3] = {0x00};
          dataMsg[0] = 0x53;                         //Add the header frame as the first element of the array
          for (byte n = 0; n < radar.dataLen; n++)dataMsg[n+1] = radar.Msg[n];  //Frame-by-frame transfer
          dataMsg[radar.dataLen+1] = 0x54;
          dataMsg[radar.dataLen+2] = 0x43;
          radar.newData = false;                     //A complete set of data frames is saved
          int new_val = radar.Sleep_inf(dataMsg);    //Use radar built-in algorithm to output human motion status
          if(new_val != last_val){
            radar.OutputAssignment(new_val);
            switchCharacteristic.setValue(radar.str);
            last_val = new_val;
          }
        }
    }

    // when the central disconnects, print it out:
      Serial.print(F("Disconnected from central: "));
      Serial.println(central.address());
    }
}

在这个例子中，向移动设备发送数据的函数是setValue()。如果你想实时显示数据，你需要将BLENotify添加到下面的代码中。最后一个参数20表示可以发送的数据的最大长度。

BLEStringCharacteristic switchCharacteristic("19B10001-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214", BLERead | BLENotify, 20);

打开串行显示器，将波特率调到9600，应该可以显示传感器和它指向的物体之间的距离，单位是毫米和英尺。输出应该如下图所示。

接下来，我们可以通过以下步骤获取蓝牙发送的实时数据。

iPhone	Android	Description
		打开软件，搜索一个蓝牙设备叫 Seeed Studio XIAO nRF52840 然后点击连接。有些设备可能显示为 Arduino.
=		进入Seeed Studio XIAO nRF52840蓝牙接口，点击设备即可显示设备详细信息.
		打开软件的实时更新数据.
		接下来，只要雷达检测到睡眠信息，它就会通过Seeed Studio XIAO nRF52840的蓝牙发送到手机.

3 两个XIAO nRF52840控制LED通过蓝牙通信

在本例中，我们将使用2个XIAO nRF52840，利用它们的蓝牙功能进行通信。其中1个连接到XIAO Expansion board上，通过Expansion board上的按钮发送控制命令。另一个充当从动装置。

在开始之前，请做好以下准备。



Seeed Studio XIAO Expansion board	2 x Seeed XIAO BLE nRF52840 Sense

请选择一个不需要连接任何设备的XIAO nRF52840，直接上传下面的程序。

#include <ArduinoBLE.h>

BLEService ledService("19B10000-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214"); // Bluetooth® Low Energy LED Service

// Bluetooth® Low Energy LED Switch Characteristic - custom 128-bit UUID, read and writable by central
BLEByteCharacteristic switchCharacteristic("19B10001-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214", BLERead | BLEWrite);

const int ledPin = LED_BUILTIN; // pin to use for the LED

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);

  // set LED pin to output mode
  pinMode(ledPin, OUTPUT);

  // begin initialization
  if (!BLE.begin()) {
    Serial.println("starting Bluetooth® Low Energy module failed!");

    while (1);
  }

  // set advertised local name and service UUID:
  BLE.setLocalName("XIAO");
  BLE.setAdvertisedService(ledService);

  // add the characteristic to the service
  ledService.addCharacteristic(switchCharacteristic);

  // add service
  BLE.addService(ledService);

  // set the initial value for the characeristic:
  switchCharacteristic.writeValue(0);

  // start advertising
  BLE.advertise();

  // print address
  Serial.print("Address: ");
  Serial.println(BLE.address());

  Serial.println("XIAO nRF52840 Peripheral");
}

void loop() {
  // listen for Bluetooth® Low Energy peripherals to connect:
  BLEDevice central = BLE.central();

  // if a central is connected to peripheral:
  if (central) {
    Serial.print("Connected to central: ");
    // print the central's MAC address:
    Serial.println(central.address());

    // while the central is still connected to peripheral:
    while (central.connected()) {
      // if the remote device wrote to the characteristic,
      // use the value to control the LED:
      if (switchCharacteristic.written()) {
        if (switchCharacteristic.value()) {   // any value other than 0
          Serial.println("LED on");
          digitalWrite(ledPin, HIGH);         // will turn the LED on
        } else {                              // a 0 value
          Serial.println(F("LED off"));
          digitalWrite(ledPin, LOW);          // will turn the LED off
        }
      }
    }

    // when the central disconnects, print it out:
    Serial.print(F("Disconnected from central: "));
    Serial.println(central.address());
  }
}

这个程序的主要目的是让XIAO成为一个可以被其他蓝牙设备搜索和连接的名为“XIAO”的蓝牙设备。连接后，你可以通过发送0或1来控制肖上的led分别关闭或打开。

把 Seeed Studio XIAO nRF52840放在扩展板上。

为此目的，与扩展板连接的XIAO上传以下程序。

#include <ArduinoBLE.h>
#include <U8x8lib.h>
#include <Wire.h>

// variables for button
const int buttonPin = D1;
int oldButtonState = LOW;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);

  // configure the button pin as input
  pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP);

  // initialize the Bluetooth® Low Energy hardware
  BLE.begin();

  Serial.println("Bluetooth® Low Energy Central - LED control");

  // start scanning for peripherals
  BLE.scanForName("XIAO");
}

void loop() {
  // check if a peripheral has been discovered
  BLEDevice peripheral = BLE.available();
  if (peripheral) {
    // discovered a peripheral, print out address, local name, and advertised service
    Serial.print("Found ");
    Serial.print(peripheral.address());
    Serial.print(" '");
    Serial.print(peripheral.localName());
    Serial.print("' ");
    Serial.print(peripheral.advertisedServiceUuid());
    Serial.println();

    if (peripheral.localName() != "XIAO") {
      return;
    }

    // stop scanning
    BLE.stopScan();

    system_control(peripheral);

    // peripheral disconnected, start scanning again
    BLE.scanForName("XIAO");
  }
  delay(100);
}

void system_control(BLEDevice peripheral) {
  // connect to the peripheral
  Serial.println("Connecting ...");

  if (peripheral.connect()) {
    Serial.println("Connected");
  } else {
    Serial.println("Failed to connect!");
    return;
  }

  // discover peripheral attributes
  Serial.println("Discovering attributes ...");
  if (peripheral.discoverAttributes()) {
    Serial.println("Attributes discovered");
  } else {
    Serial.println("Attribute discovery failed!");
    peripheral.disconnect();
    return;
  }

  // retrieve the LED characteristic
  BLECharacteristic ledCharacteristic = peripheral.characteristic("19b10001-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214");

  if (!ledCharacteristic) {
    Serial.println("Peripheral does not have LED characteristic!");
    peripheral.disconnect();
    return;
  } else if (!ledCharacteristic.canWrite()) {
    Serial.println("Peripheral does not have a writable LED characteristic!");
    peripheral.disconnect();
    return;
  }

  while (peripheral.connected()) {
    // while the peripheral is connected
    // read the button pin
    int buttonState = digitalRead(buttonPin);

    if (oldButtonState != buttonState) {
      // button changed
      oldButtonState = buttonState;

      if (buttonState) {
        Serial.println("button pressed");

        // button is pressed, write 0x01 to turn the LED on
        ledCharacteristic.writeValue((byte)0x01);
      } else {
        Serial.println("button released");

        // button is released, write 0x00 to turn the LED off
        ledCharacteristic.writeValue((byte)0x00);
      }
    }
  }

  Serial.println("Peripheral disconnected");
}

上传程序后，打开串行监视器，程序将开始搜索附近的本地名称为“XIAO”的蓝牙设备并连接(需要等待1至3分钟)。

当串口显示器显示连接成功的消息后，通过级联板D1键控制另一侧肖nRF52840 LED的切换。

当然，如果你没有扩展板，你也可以使用自己的按钮或其他设备。

另外

如果您想尝试更多示例，您可以导航到“File > examples > INCOMPATIBLE > ArduinoBLE”，并查看ArduinoBLE下的所有示例

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