全球任何地方均可控制超低功耗CC2650無線微控制器

通過使用結(jié)合全雙工實(shí)時(shí)通信的Bluetooth Smart

由XSockets.NET的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官（CEO）Uffe Bjorklund?所創(chuàng)。自2009年以來他一直致力于圍繞實(shí)時(shí)通信的開發(fā)工作。

來自德州儀器（TI）的SimpleLink?多標(biāo)準(zhǔn)CC2650無線MCU是一種令人驚奇的硬件，該硬件作為中央單元的外設(shè)，可通過藍(lán)牙低能耗設(shè)備進(jìn)行通信?；?a>CC2650的SimpleLink SensorTag擁有很多服務(wù)，能在全球任何地方訪問套件，真的很棒。

任務(wù)

在本文中，我們將看看如何能擴(kuò)展與CC2650無線MCU的通信（通過在藍(lán)牙低能耗中央設(shè)備后面添加全雙工通信層），以便我們能在全球任何地方對(duì)CC2650進(jìn)行讀取和寫入操作。因?yàn)檫@可能讓人感覺有點(diǎn)兒抽象，所以提供了下圖，或許有助于讓我們將要做的事情形象化。

有許多連接到外圍Bluetooth Smart設(shè)備的方法，但在本文中，我們將用Raspberry Pi 2作為藍(lán)牙低能耗（BLE）中央設(shè)備。

該圖表明：CC2650無線MCU通過藍(lán)牙低能耗設(shè)備與RaspberryPi進(jìn)行通信。接著該P(yáng)i與XSockets（在這個(gè)實(shí)例中用的是NodeJS）建立TCP/IP連接，以便能采用全雙工模式發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。然后XSockets將能從任何TCP/IP連接處發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，這樣我們就可以在任何地方對(duì)CC2650進(jìn)行讀取和寫入操作了。在上圖中，客戶端的幾個(gè)代表是經(jīng)過挑選的，但實(shí)際上客戶端可以是具有TCP/IP的任何東西。

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和實(shí)時(shí)通信

在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）世界中，實(shí)時(shí)通信幾乎是必不可少的。最流行的IoT協(xié)議采用全雙工通信，而且有很好的理由。IoT通常涉及以高頻率發(fā)送數(shù)據(jù)或在有事發(fā)生時(shí)接收數(shù)據(jù)。借助請(qǐng)求響應(yīng)驅(qū)動(dòng)架構(gòu)解決這一問題往往并非良策。而采用半雙工技術(shù)，您要冒這樣的風(fēng)險(xiǎn)：得到的解決方案很不正式卻開銷巨大；收到的信息是在不需要時(shí)發(fā)來的。

為實(shí)時(shí)通信建立Raspberry Pi

由于我們用來與Raspberry Pi的SensorTag進(jìn)行通信的庫是基于NodeJS的，因此我們也將使用NodeJS進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。

安裝NodeJS

在Raspberry Pi上安裝NodeJS非常容易。

sudo wget http://node-arm.herokuapp.com/node_latest_armhf.deb

sudo dpkg -i node_latest_armhf.deb

然后，您可通過運(yùn)行（這可能會(huì)輸出v0.12.0或更高版本）來驗(yàn)證該版本

節(jié)點(diǎn)v

解決方案

本文的任務(wù)是展示如何在全球任何地方采用全雙工模式對(duì)CC2650進(jìn)行讀取/寫入操作。為了能做到這一點(diǎn)，我們需要三種部件。

1. Raspberry Pi上的傳感器客戶端，該器件可與藍(lán)牙低能耗設(shè)備進(jìn)行通信，并且還能以全雙工方式連接到我們的實(shí)時(shí)服務(wù)器。
2. 實(shí)時(shí)服務(wù)器，該器件能向監(jiān)控傳感器的客戶端發(fā)送信息，還能在監(jiān)控客戶端想要將數(shù)據(jù)寫入到傳感器時(shí)向傳感器客戶端發(fā)送信息。
3. 監(jiān)控客戶端（可以是多種類型的），該器件可顯示傳感器數(shù)據(jù)，并通過實(shí)時(shí)服務(wù)器向傳感器客戶端發(fā)送指令。

這三個(gè)實(shí)施方案將在下面提及。

傳感器客戶端

Raspberry Pi上的傳感器客戶端（NodeJS）很容易建立。

設(shè)置

創(chuàng)建一個(gè)名為CC2650的文件夾并導(dǎo)航到它。

安裝SensorTag庫

npm install sensortag

安裝xsockets.net庫

npm install xsockets.net

代碼

用于客戶端的完整代碼（?70行）可在github庫中找到，但重要的部分在這里介紹。只需將app.js文件放在您安裝上述程序包的文件夾中即可。

連接到服務(wù)器，注意此處的IP和端口只用于開發(fā)。當(dāng)部署到Azure時(shí)，該IP和端口將被替換為公共端點(diǎn)。

//連接到XSockets

var conn = new xsockets.TcpClient('192.168.1.3', 4502, ['sensor'])；

//獲取傳感器控制器

//該控制器用來接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)

var sensorcontroller = conn.controller('sensor')；

當(dāng)sensortag上的溫度變化時(shí)

tagInstance.on('irTemperatureChange', function (ot, at) {

//call server method 'irTempChange' and pass new value
sensorcontroller.send('irtempchange', { obj: ot, amb: at })；
})；

當(dāng)監(jiān)控客戶端啟用紅外溫度服務(wù)時(shí)

sensorcontroller.on('enableirtemp', self.enableIrTemperature）；

當(dāng)世界某個(gè)地方的監(jiān)控客戶端禁用紅外溫度服務(wù)時(shí)

sensorcontroller.on('disableirtemp', self.disableIrTemperature)；

實(shí)時(shí)服務(wù)器

由于XSockets.NET是有形態(tài)的，因此您可連接任何東西，它允許您跨協(xié)議等進(jìn)行對(duì)話。建立服務(wù)器端通信將非常輕松。

傳感器控制器

這是傳感器客戶端將向其發(fā)送數(shù)據(jù)的控制器。這個(gè)概念簡(jiǎn)單卻有效。當(dāng)傳感器客戶端向該傳感器控制器發(fā)送信息時(shí)，該信息被發(fā)送到具有監(jiān)視器控制器實(shí)例的所有客戶端。這樣，所有正負(fù)責(zé)監(jiān)控的客戶端均會(huì)獲得有關(guān)通知。

• 可連接/斷開的傳感器
• 可讓紅外溫度服務(wù)啟用/禁用的傳感器
• 改變了傳感器上的溫度。

監(jiān)視器控制器

監(jiān)視器控制器比傳感器控制器更簡(jiǎn)單。這只有三種方法。

• 第一種方法，能獲得關(guān)于所有在線（OnOpened）傳感器的信息。
• 第二種方法，用于在傳感器上禁用紅外溫度服務(wù)的通知。
• 第三種方法，用于在傳感器上啟用紅外溫度服務(wù)。

通過輸入我們從傳感器客戶端那里知道的連接ID，服務(wù)器可把正確的傳感器作為目標(biāo)來禁用/啟用。

監(jiān)控客戶端

由于您可將任何東西連接到實(shí)時(shí)服務(wù)器（XSockets），因此您幾乎可從任何東西所在的方位控制該傳感器。但您的想象力會(huì)設(shè)定限制！在這個(gè)范例中，筆者將只用一個(gè)基本網(wǎng)頁和JavaScript來從該傳感器讀/寫數(shù)據(jù)。

代碼

用于客戶端的完整代碼可在github庫中找到，但重要的部分在這里介紹。

連接到服務(wù)器，注意此處的IP和端口只用于開發(fā)。

//連接到XSockets

var conn = new XSockets.WebSocket('ws://192.168.1.3:4502', ['monitor'])；
//獲取傳感器控制器
//該控制器用來接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)
var monitor = conn.controller('monitor')；

當(dāng)服務(wù)器發(fā)送有關(guān)溫度變化的通知時(shí)

monitor.on('irTempChange', function(d) {

console.log('irtempchange', d)；
vm.update(d)；
})；

當(dāng)從該網(wǎng)頁啟用紅外溫度服務(wù)時(shí)

monitor.invoke('enableIrTemp', vm.id())；

當(dāng)從該網(wǎng)頁禁用紅外溫度服務(wù)時(shí)

monitor.invoke（'disableIrTemp', vm.id())；

當(dāng)世界某個(gè)地方的監(jiān)控客戶端禁用紅外溫度服務(wù)時(shí)

monitor.on('irTempDisabled', function(id) {

vm.disable( id)；

}）；

當(dāng)世界某個(gè)地方的監(jiān)控客戶端啟用紅外溫度服務(wù)時(shí)

monitor.on('irTempEnabled', function(id) {

vm.enable(id);
})；

啟動(dòng)和運(yùn)行

下面有一張圖，展示的結(jié)果來自筆者的開發(fā)機(jī)器。我們看到，傳感器標(biāo)簽通過BLE設(shè)備連接到使用NodeJS與XSockets進(jìn)行通信的Raspberry Pi。然后XSockets可向所有客戶端（在這個(gè)實(shí)例中僅僅是一個(gè)網(wǎng)頁）發(fā)送數(shù)據(jù)。此外，我們還可直接從該網(wǎng)頁（或任何其它客戶端）啟用/禁用傳感器服務(wù)。

總結(jié)

打造該解決方案時(shí)，最大的挑戰(zhàn)（對(duì)筆者來說）是在Raspberry Pi上設(shè)置BLE，但其原因可能是筆者在Linux和BLE方面技能有限。借助Raspberry Pi 2進(jìn)行工作真是棒極了，德州儀器（TI）的SensorTag非常穩(wěn)定且易于使用。此外，筆者還想給Azure一些贊譽(yù)，因?yàn)樵贏zure上部署 XSockets 簡(jiǎn)直不費(fèi)吹灰之力。

接下來做什么？

就服務(wù)而言，本文僅談?wù)摿藖碜?a>CC2650的紅外溫度服務(wù)。接下來我們將繼續(xù)完善該解決方案，并添加對(duì)更多服務(wù)的支持以及對(duì)多種SensorTag的支持，這樣世界各地的人們就能注冊(cè)自己的標(biāo)簽以便在Azure上展示。

GitHub庫

?完整的解決方案可在GitHub獲得

資源?

• 除Noble以外的sensortag庫：https://github.com/sandeepmistry/node-sensortag
• Noble：https://github.com/sandeepmistry/noble
• Raspberry PI資源：http://www.raspberrypi.org/downloads/
• Raspberry PI — 新手設(shè)置：http://www.raspberrypi.org/help/noobs-setup/
• 面向XSockets.NET的nodejs客戶端：https://github.com/XSockets/XSockets.Clients/tree/master/src/XSockets.Clients/XSockets4NodeJS
• 藍(lán)牙開發(fā)者門戶網(wǎng)站（Bluetooth Developer Portal）所載關(guān)于通用屬性配置文件（GATT）的信息：https://developer.bluetooth.org/TechnologyOverview/Pages/GATT.aspx
• 適用于Visual Studio的NodeJS工具：https://nodejstools.codeplex.com/
• 德州儀器（TI）CC2650：www.ti.com/sensortag
• Michael Saunby：http://mike.saunby.net/2013/04/raspberry-pi-and-ti-cc2541-sensortag.html

如欲閱讀全文，敬請(qǐng)在此處訪問XSocket博客。

原文鏈接：http://e2e.ti.com/blogs_/b/connecting_wirelessly/archive/2015/06/11/controlling-ultra-low-power-cc2650-wireless-mcu-from-anywhere-in-the-world