[應用] 藍芽遙控器 + 聲控的架構－漢亞科技 Han-Ya

實作目的

本文要實現一個藍芽 BLE client/server 的架構，以 Filogic 130A 開發板做為智慧音箱的 BLE server 端，另外 ESP32 的藍芽遙控器做為 BLE client 端，架構圖如下所示。在先前的文章https://han-ya.blogspot.com/2022/04/smart-speaker-on-filogic-130a-kit.html 已經實現智慧音箱的功能，不只是聲控方式，我們還希望能再增加無線遙控的功能。然而，由於 MT7933 晶片具有藍芽連接的能力，所以採用 BLE 來達到這項目的。本文的最後一段，有影片呈現實現的結果。

架構中，做為 BLE server 的設備，連線之前需要廣播 (advertising)，而 BLE client 設備要進入掃描模式，然後再對 server 提出連線的請求。連線成功後，client 便可以取得 server 端的 GATT 各種屬性。

圖一：BLE client / server 架構圖

ESP32 client

在 Arduino IDE 開發環境中，ESP32 提供不少範例程式，其中打開範例 ESP32 BLE Arduino\BLE_client，這是一個 client 端的應用，它會開啟 scan 模式，掃描周遭的藍芽設備，並將名稱顯示在 COM port 上，如下圖所示，能掃描到藍芽位址，設備名稱，以及服務的UUID。

圖二：BLE client 掃描設備的結果

如果 client 端要連線某一指定的設備，要先知道設備名稱，比如我們這個實驗打算連線的是 Filogic 130A 開發板，它廣播的名稱為 "BLE_SMTCN"，那 client 端的程式只要掃瞄到這個名稱就向設備進行連線。連線成功後，COM port 訊息如下，接下來我們就可以透過 BLE 的服務 UUID 通道傳送資料到 server 端。

圖三：BLE 連線成功

BLE server

在藍芽 server 端是 Filogic 130A 開發板，它本身就具備多個無線連結的功能(WiFi 和 BT)，底下說明如何啟用 BLE server 的功能。首先，初始化並開啟 BLE 的程式碼，如下：

printf("BT INIT MODE\n");

if ( bt_get_init_mode() != BT_BOOT_INIT_MODE_GATTS ) // 開機模式為 GATT

{

if ( bt_save_init_mode((uint8_t)BT_BOOT_INIT_MODE_GATTS) )

bt_reboot_system();

}

printf("BT INIT\n");

init_connection_info(); // 初始化

bt_create_task(); // 開啟藍芽功能

雖然 Filogic 130A 開啟了藍芽，但是這個 BLE server 還沒廣播本身服務 UUID，因此需要調用底下的函數，讓這個設備進入廣播，也就是 pairing (advertising)，等待 BLE client 的連線。

printf("BLE SMTCN INIT\n");

ble_smtcn_init(); // 初始化 pair 數據

ble_smtcn_start_adv(NULL, 0); // 開始 pairing

手機連線 (client 端)

手機上的 APP (BLE Scanner) 也可以做為 BLE client 端的測試工具，當連線到 Filogic 130A 板子後，呈現的畫面如下圖四，我們可以清楚看到 server 端所提供的服務與 UUID，服務的屬性。該板子有提供 "Write" 屬性，代表 client 端可以上傳資料到 server 端，server 端收到資料後，便能做處理達到藍芽遙控器的功能。