英创信息技术标准socket编程应用于英创主板的蓝牙接口

蓝牙（bluetooth）技术是一种低功耗短距离的无线通信技术，被广泛应用于10米以内的嵌入式设备通信当中。其最高传输速度根据蓝牙协议的版本不同，有1Mbps（BR、LE）、2-3Mbps（EDR）、24Mbps（HS）之分。在工业现场，蓝牙技术可以代替串行线缆，实现无线通信。在智能手机普及的今天，通过蓝牙与手机建立连接，手机作为上位机发送指令给下位机，可以实现低成本的UI控制方案。

BlueZ是当前比较成熟的蓝牙协议栈，作为Linux系统的官方协议栈，集成在Linux内核之中。英创公司在ESM928x的Linux系统中，又移植了BlueZ用户空间协议栈和相关工具，使得ESM928x Linux平台能够支持蓝牙技术，通过socket编程实现蓝牙无线连接，代替串行线缆进行通信。

图1　ESM928xW系列主板+底板

用户使用蓝牙串口功能主要分为两个步骤：蓝牙功能配置和socket应用程序编写。

1、蓝牙功能配置

1、加载ap2610蓝牙模块上电驱动

insmod /lib/modules/4.1.14/ap6210_bt_bcm20710.ko

2、加载蓝牙固件，设定波特率、蓝牙地址、使能hci等

brcm_patchram_plus --patchram /lib/firmware/ap6210/bcm20702a.hcd --baudrate 3000000 --enable_hci --bd_addr aa:00:55:44:33:22 --no2bytes --tosleep 5000 /dev/ttyS5 1> /dev/null&

3、启动dbus后台服务

dbus-daemon --system --nofork --nopidfile &

4、以兼容模式启动bluetooth后台服务

/libexec/bluetooth/bluetoothd  -C  &

5、启动hci0，并设置name和可见属性

hciconfig hci0 up

hciconfig hci0 name esm9287

hciconfig hci0 piscan

hciconfig hci0 reset

以上5个步骤已经写成一个shell脚本set_bluetooth.sh，用户也可以直接运行该脚本完成以上设置。至此，完成了对蓝牙的设置，可以通过hciconfig hci0 -a来查看蓝牙信息，如图2。这时，其他蓝牙设备就可以搜索到esm9287，图3所示是android手机搜索到esm9287蓝牙设备，点击即可完成配对。

图2　使用hciconfig查看蓝牙信息

图3　搜索esm9287并配对

2、Socket应用编程

蓝牙协议栈中的RFCOMM协议实现了对串口RS232的仿真，最多能提供两个蓝牙设备之间60路的连接。应用程序中，可以使用socket进行服务端和客户端的编程，其过程与TCP/IP的socket通信没有太大区别。

a）环境配置

开发bluez协议栈的蓝牙应用需要用到libbluetooth.so和相关头文件，需要添加到eclipse对应的蓝牙项目中。libbluetooth.so是编译bluez协议栈生产的动态链接库，提供了头文件bluetooth.h、hci_lib.h、sdp_lib.h中的函数实体，实现蓝牙地址与常用数据类型的转换、hci设备和sdp服务的一系列操作函数。

1、在项目中新建文件夹include/bluetooth，其中放入蓝牙协议相关头文件；新建文件夹lib，其中放动态链接库libbluetooth.so。

图4　新建include和lib文件夹

2、进入项目Properties设置，添加项目下的include文件夹为GCC C++ Compiler和GCC C Complier编译器的头文件路径（下图是GCC C++ Compiler的设置，GCC C Compiler设置步骤相同）。

图5　添加头文件搜索路径

3、为Sourcery G++ Lite C++ Linker链接器添加libbluetooth.so库文件及搜索路径，如下图。

图6　添加编译库及搜索路径

b）服务端程序

1、申请蓝牙RFCOMM socket

s = socket(AF_BLUETOOTH, SOCK_STREAM, BTPROTO_RFCOMM);

2、绑定本地适配器，BDADDR_ANY默认为第一个可用蓝牙适配器

loc_addr.rc_family = AF_BLUETOOTH;

loc_addr.rc_bdaddr = *BDADDR_ANY;

loc_addr.rc_channel = (uint8_t) 1;

bind(s, (structsockaddr *)&loc_addr,sizeof(loc_addr));

3、设置socket监听模式，这里只允许建立一个连接

listen(s, 1);

4、等待连接

client = accept(s, (structsockaddr *)&rem_addr, &opt);

5、select模式读取socket数据流

while(1)

{

FD_ZERO(&working_set);

max_sd = client;

FD_SET(client, &working_set);

timeout.tv_sec  = 3 * 60;

timeout.tv_usec = 0;

// Call select() and wait 5 minutes for it to complete.

printf("Waiting on select() %ld sec...\n", timeout.tv_sec);

intrc_select = select(max_sd + 1, &working_set, NULL, NULL, &timeout);

// Check to see if the select call failed.

if(rc_select < 0)

{

perror("  select() failed");

break;

}

elseif(rc_select > 0)

{

if(FD_ISSET(max_sd,&working_set))

{

// read data from the client

bytes_read = read(client, buf,sizeof(buf));

if( bytes_read > 0 ) {

printf("received: [%s]\n", buf);

}

else

{

break;

}

write(client,ack,sizeof(ack));

}

}

// Else if rc_select == 0 then the 5 minute time out expired.

else

{

printf("  select() timed out.\n");

break;

}

}

6、关闭套接字

close(client);

close(s);

c）客户端

1、申请蓝牙RFCOMM socket

s = socket(AF_BLUETOOTH, SOCK_STREAM, BTPROTO_RFCOMM);

2、设置蓝牙连接服务器的地址

structsockaddr_rc addr = { 0 };

// set the connection parameters (who to connect to)

addr.rc_family = AF_BLUETOOTH;

addr.rc_channel = (uint8_t) 1;

str2ba( dest, &addr.rc_bdaddr );

3、连接蓝牙服务器

// connect to server

status = connect(s, (structsockaddr *)&addr,sizeof(addr));

4、读写socket数据流

for(i = 0; i < 3; i++)

{

// send a message

write(s, message[i], strlen(message[i])+1);

printf("write \"%s\" to %s\n", message[i],dest);

bytes_read = read(s, buf,sizeof(buf));

if( bytes_read > 0 ) {

printf("received: [%s]\n", buf);

}

}

其中，message[i]为发送内容的地址。

5、关闭socket

close(s);

在一张板子上运行蓝牙rfcomm服务程序，在另一张板子上运行蓝牙rfcomm客户端程序，如图6、图7所示：

图7　服务端程序

图8　客户端程序

通过socket编程，蓝牙应用程序可以像tcp/ip的网络编程一样，建立连接，实现无线通信。如果有用户对蓝牙的串口socket编程感兴趣，可以联系我们。我们将提供驱动文件、蓝牙库文件及相应的示例程序。