【技術專欄】泰凌微電子雙模 BT/BLE SDK 對講機應用講解

隨著智能家居的普及，智能手機、TWS（True Wireless Stereo）真無線耳機已成為很多人的必備配件。然而在針對性的應用場景中，還有一部分產(chǎn)品則是基于自身獨特的優(yōu)勢，獲得一定的市場地位，例如對講機。對講機是一種即時的無線通訊設備，相較于智能手機擁有者不受信號影響、更便捷的集群通訊、更持久的續(xù)航等優(yōu)勢，在娛樂、餐飲、社區(qū)服務，戶外游玩等場景中廣泛應用。

本文主要講述泰凌微電子雙模BT/BLE SDK（以下簡稱雙模SDK）對講機應用實例。BT/BLE雙模SDK是以藍牙5.2為基礎的一套通用雙模藍牙方案，該方案基于泰凌微電子TLSR9系列SoC實現(xiàn)，支持兩路BT Classic鏈接（兩路ACL和一路SCO）和一路BLE(從端)鏈接，SDK集中支持藍牙音頻和藍牙語音功能，提供便捷的開發(fā)方式。支持BT/BLE雙模在線，能讓對講機同時用BT連接藍牙耳機、BLE連接手機APP，達到對講機更加便捷使用，提高用戶的對講效率，提升用戶體驗感。

工作原理如下：

對講機應用到雙模SDK的功能主要有三部分：BT通話功能、BLE（Slave）功能、低功耗功能管理。以下分別展開講述。

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BT通話功能

BT通話功能即應用BT-HFP協(xié)議。HFP全稱Hands-free Profile，定義了兩種角色：AG和HF。AG（Audio Gateway）這是一種作為音頻網(wǎng)關的設備。充當音頻網(wǎng)關的典型設備是蜂窩電話。HF（Hands-Free Unit）這是用作音頻網(wǎng)關遠程音頻輸入和輸出的設備機械裝置它還提供了一些遠程控制手段。音頻的連接AG和HF側(cè)都可以發(fā)起，連接過程中的消息交互及流程大體相同，而對講機在應用中充當AG的角色，且一般都是主動發(fā)起音頻連接，雙模SDK在上層已經(jīng)提供相應的接口，可以方便快捷的使用。HFP連接的具體流程如下圖：

從流程圖上可以看出，HFP協(xié)議連接成功最終需要對講機和藍牙耳機完成AT命令交互。根據(jù)協(xié)議文檔HFP_v1.7.1pdf，AT命令依次交互的順序為：BRSF->BAC(AG、HF都支持Codec協(xié)商) -> CIND=? -> CIND? -> CMER -> CHLD=? (AG、HF都支持三方通話) -> .....。對講機調(diào)用了雙模SDK提供的電話發(fā)起，電話掛斷以及調(diào)節(jié)藍牙耳機的Speak、Mic增益的接口，實現(xiàn)對講機的BT通話功能。下圖為HPF連接到實現(xiàn)通話功能的流程（由于這份log中前面已經(jīng)連接成功，所以截圖中沒有相關的LMP log）。

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BLE功能

BLE全稱Bluetooth Low Energy，即藍牙低功耗，較經(jīng)典藍牙最大的特點就是低功耗，多應用于對實時性要求較高，但對數(shù)據(jù)傳輸速率要求較低的場景。藍牙BLE協(xié)議棧包含兩部分：主機（HOST）和控制器（Controller），如下圖所示。

主機部分

• GAP：General Access Profile的縮寫，主要描述了兩個藍牙設備建立通信時必要的基本操作，包括設備發(fā)現(xiàn)、鏈路的建立和配置以及安全性配置

• GATT：General Attributes profile的縮寫，通用屬性配置文件使用屬性協(xié)議。該框架定義了服務的程序和格式以及他們的特性。所定義的過程包括發(fā)現(xiàn)、讀取、編寫、通知和指示特性，以及配置屬性廣播

• SM：Security Manager的縮寫，為藍牙配對和連接提供安全保證

• ATT：Attributes的縮寫，該協(xié)議將數(shù)據(jù)以“Attribute（屬性）”的形式抽象出來，并提供一些方法，供遠端設備（Remote Device）讀取、修改這些屬性的值（Attribute value）

• L2CAP：Logical Link Control and Adaption Protocol縮寫，負責管理邏輯層提供的邏輯鏈路

控制器部分

• HCI：Host Controller interface的縮寫，即主機和控制器之間的交互接口。

• LL：Link Layer的縮寫，用于控制設備的射頻狀態(tài)。

• PHY：Physical的縮寫，負責數(shù)據(jù)的物理傳輸。

ATT提供了一種無線應用協(xié)議，GATT基于ATT協(xié)議，相當于ATT的framewrok層，而所有的BLE Profile又基于GATT。同時ATT/GATT定義在Host中，即協(xié)議棧里面， 而Pprofiles則定義在應用層，這樣的結(jié)構決定了ATT/GATT要實現(xiàn)基本而Common的功能實現(xiàn)，而Profiles來完善各具特色的具體應用功能。

GATT是所有LE頂層協(xié)議的基礎。它定義了怎么把一堆ATT屬性分組成為有意義的服務。而GATT Profile可由多個Service組成，每個Service由多個Characteristic組成。每個Characteristic由屬性（Properties）、Value和0至多個對此Characteristic的描述（Descriptor）所組成。手機連接對講機成功之后的讀寫操作，實際上就是對characteristic的讀寫。另外Service（多個）、Characteristic（多個）和Descriptor（多個）使用的UUID來作為各自的ID。

對講機在應用雙模SDK中，只需要通過修改tlkmmi_lemgrAtt.c文件中的My_Attributes結(jié)構體數(shù)組，添加對應的ATT（Attributes），并且使用用戶自定義的Service UUID，設置讀寫權限。手機連接對講機后，用戶APP可以通過UUID 識別用戶自定義的Service，完成所需的功能，例如Write數(shù)據(jù)、Read數(shù)據(jù)以及OTA等。如下圖：

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低功耗功能管理

TLSR9是一款低功耗，高集成的無線連接SoC芯片。對講機正是利用其特性，有效管理功耗，使得自身可以超長時間待機，方便用戶使用。對講機進入低功耗模式后，芯片自身的電流可以降至uA級別。雙模SDK提供了相應的PM（Power Mannger）接口，方便客戶調(diào)用。

泰凌微電子雙模BT/BLE SDK在對講機產(chǎn)品上的使用，讓對講機的功能更加多樣化，滿足用戶更多的需求。在其他產(chǎn)品上，雙模SDK的應用前景也很廣闊。

BT/BLE雙模SDK可通過以下鏈接獲?。?/strong>

http://wiki.telink-semi.cn/wiki/chip-series/TLSR951x-Series/

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