# mesh_switch_node_lpm_demo **Repository Path**: yocop/mesh_switch_node_lpm_demo ## Basic Information - **Project Name**: mesh_switch_node_lpm_demo - **Description**: No description available - **Primary Language**: C - **License**: Not specified - **Default Branch**: master - **Homepage**: None - **GVP Project**: No ## Statistics - **Stars**: 0 - **Forks**: 0 - **Created**: 2021-10-12 - **Last Updated**: 2024-07-11 ## Categories & Tags **Categories**: Uncategorized **Tags**: None ## README ## 蓝牙Mesh低功耗节点应用开发指南 # 1. 蓝牙Mesh低功耗介绍 ​ 该低功耗方案支持TX_ONLY(只发送)、TX_RX（发送接收）、RX_TX（接收发送）三种工作模式， 相比LPN方案需要低功耗节点与Friend节点建立连接，本低功耗的方案无需建立连接，休眠和激活的占空比是固定的，可以较为准确的计算出设备的待机功耗，运行也相对稳定，该方案需配合蓝牙Mesh网关使用。 ​ 本文档主要介绍RX_TX模式，以及如何基于RX_TX模式进行低功耗开关等品类的开发。该示例支持三个Element,可以参考该示例进行多Element应用开发。该模式下设备工作在上下行状态。 该类低功耗设备的主要应用场景是对数据实时性要求较高、对数据丢失敏感且需要接收下行控制消息的品类，如单火开关等，在该模式下设备需以固定的时间间隔唤醒（如1.2s)，可使用以下两种方法对设备进行唤醒： （1）I/O口唤醒设备 需要芯片支持低功耗唤醒功能，在设备唤醒后，需在较短的时间内完成用户指定的动作 （2）定时唤醒设备 设备可按照用户指定的周期（最大不超过1.2s），对设备进行唤醒 该模式下设备唤醒后，需对协议栈进行resume,开启指定周期和大小的rx窗口(60ms)，如单火品类在打开RX窗口后，若接收到相应的控制消息，在执行完相应的开关动作后，将会以一定 的发包间隔进行ACK操作。 # 2. 应用开发 ## 2.1. 应用初始化 应用入口函数app_main()，主要实现如下功能： - 板级初始化 - MESH 低功耗开关 Model定义 - Mesh节点初始化，注册Model事件回调处理函数 代码分析： ``` /* 定义设备名称，使用手机APP扫描时可以看到该名称 */ #define DEVICE_NAME "YoC Mesh Switch" /* 定义设备UUID */ #define DEVICE_UUID {0xcf, 0xa0, 0xea, 0x72, 0x17, 0xd9, 0x11, 0xe8, 0x86, 0xd1, 0x5f, 0x1c, 0xe2, 0x8a, 0xdf, 0x00} node_config_t g_node_param = { /* 设置节点的UUID */ .dev_uuid = DEVICE_UUID, /* 设置节点的Device Name */ .dev_name = DEVICE_NAME, /* 注册Model的事件处理回调函数 */ .user_model_cb = app_models_event_cb, /* 注册Provision的事件处理回调函数 */ .user_prov_cb = app_prov_event_cb, /* Health model回调函数*/ .health_cb = &g_app_health_cb, }; /*Mesh lpm回调处理函数*/ #ifdef CONFIG_BT_MESH_LPM __attribute__((section(".__sram.code"))) static void switches_lpm_cb(mesh_lpm_wakeup_reason_e reason, mesh_lpm_status_e status, void *arg) { /*判定是否为唤醒状态*/ if (status == STATUS_WAKEUP) { if (reason == WAKEUP_BY_IO) { _mesh_lpm_io_status_list_t *list = (_mesh_lpm_io_status_list_t *)arg; for (int i = 0; i < list->size; i++) { if (list->io_status[i].trigger_flag == true) { extern void _key_pres_process(uint8_t port); /*判定是否为I/O唤醒*/ _key_pres_process(list->io_status[i].port); } } } } else { LOGI(TAG,"sleep"); } } #endif /*I/O唤醒最终的处理函数*/ static void handle_input_event(uint8_t press_data) { #ifdef CONFIG_BT_MESH_LPM static uint8_t sleep_toggle_flag = 0; #endif uint8_t port = press_data & 0x0F; uint8_t press_type = (press_data & 0xF0) >> 4; switch (press_type) { /*短按处理*/ case SWITCH_PRESS_ONCE: { LOGI(TAG,"port %d short press", port); uint8_t elem_id = 0; /*判断按下的I/O口*/ if (port == INPUT_EVENT_PIN_1) { elem_id = 0; } else if (port == INPUT_EVENT_PIN_2) { elem_id = 1; } else if (port == INPUT_EVENT_PIN_3) { elem_id = 2; } g_status_data[elem_id].onoff = !g_status_data[elem_id].onoff; /*根据按下的I/O口点亮对应的灯*/ switch_led_set(elem_id, g_status_data[elem_id].onoff); /*上报对应I/O口的开关状态*/ switches_report_start(elem_id,g_status_data[elem_id].onoff); } break; /*长按处理*/ case SWITCH_PRESS_LONG: { LOGD(TAG,"port %d long press", port); #ifdef CONFIG_BT_MESH_LPM /*长按切换低功耗开关状态*/ if (sleep_toggle_flag == 0) { mesh_lpm_disable(); sleep_toggle_flag = 1; LOGD(TAG,"genie_lpm_disable"); } else if (sleep_toggle_flag == 1) { mesh_lpm_enable(FALSE); sleep_toggle_flag = 0; LOGD(TAG,"genie_lpm_enable"); } #endif } break; default: break; } } /*配置Mesh lpm*/ static void switches_lpm_init() { #ifdef CONFIG_BT_MESH_LPM /*配置唤醒I/O口以及I/O唤醒方式*/ mesh_lpm_wakeup_io_config_t io[] = {MESH_WAKEUP_PIN(INPUT_EVENT_PIN_1, INPUT_PIN_POL_PIN_1), MESH_WAKEUP_PIN(INPUT_EVENT_PIN_2, INPUT_PIN_POL_PIN_2), MESH_WAKEUP_PIN(INPUT_EVENT_PIN_3, INPUT_PIN_POL_PIN_3) }; mesh_lpm_conf_t lpm_config; /*Mesh lpm是否允许自动进入，使能后节点会在配网完成后自动进入低功耗*/ lpm_config.is_auto_enable = 1; /*Mesh lpm工作模式，这里配置为RX_TX模式*/ lpm_config.lpm_mode = MESH_LPM_MODE_RX_TX; /*Mesh lpm唤醒模式，这里设置为I/O唤醒、定时器唤醒模式*/ lpm_config.lpm_wakeup_mode = WAKEUP_BY_IO_TIMER_MODE; /*I/O唤醒端口个数*/ lpm_config.lpm_wakeup_io_config.io_list_size = sizeof(io) / sizeof(io[0]); /*I/O唤醒端口配置列表*/ lpm_config.lpm_wakeup_io_config.io_config = &io; /*Mesh lpm延迟进入睡眠时间，这里设置为设备在配网状态下，重启后20S进入低功耗状态，需注意若想重新配置网络的部分参数，需在设备还未进入低功耗状态进行*/ lpm_config.delay_sleep_time = 20 * 1000; //Unit:ms /*Mesh lpm,唤醒回调处理函数*/ lpm_config.mesh_lpm_cb = switches_lpm_cb; /*Mesh lpm初始化*/ mesh_lpm_init(&lpm_config); #endif return; } int app_main(int argc, char *argv[]) { /* 板级初始化，各业务模块初始化 */ board_yoc_init(); ...... /* MESH 应用Model定义,Mesh Node初始化*/ ret = mesh_dev_init(); ...... /*I/O硬件接口初始化、I/O中断消息处理队列初始化*/ body_sensor_init(); #ifdef CONFIG_BT_MESH_LPM /*Mesh lpm初始化*/ switches_lpm_init(); /*判定是否已配网*/ if(bt_mesh_is_provisioned()) { /*开启mesh lpm*/ mesh_lpm_start(); } #endif ...... /* Wait for button signal to publish on/off command to default group */ while (1) { if (queue_recv_data(&queue_mesg) < 0) { continue; } if (QUEUE_MESG_TYPE_INPUT == queue_mesg.type) { /*I/O中断消息处理*/ press_data = queue_mesg.data; handle_input_event(press_data); } } return 0; } ``` ## 2.2. 设备模型定义 MESH解决方案中，模型用于定义设备节点的功能。以MESH Switch Lpm Demo为例，可以定义下列模型： - Configuration Server Model 这个模型用于存储节点的MESH网络配置。 - Health Server Model 该模型主要用于MESH网络诊断。 - Generic Onoff Srv Model 该模型用于设置传感器的开关属性 代码分析： ``` /*Element 0 Sig Model组成*/ static struct bt_mesh_model elem0_root_models[] = { /* 本设备节点的Configuration Server模型定义 */ BT_MESH_MODEL_CFG_SRV_NULL(), /* 本设备节点的Health Server模型定义 */ BT_MESH_MODEL_HEALTH_SRV_NULL(), /* 本设备节点的Generic Onoff Cli Server模型定义 */ MESH_MODEL_GEN_ONOFF_CLI_NULL(), }; /*Element 0 Vendor Model组成*/ static struct bt_mesh_model elem0_vnd_models[] = { MESH_MODEL_VENDOR_SRV_NULL(), }; /*Element 1 Sig Model组成*/ static struct bt_mesh_model elem1_root_models[] = { MESH_MODEL_GEN_ONOFF_SRV_NULL(), }; /*Element 1 Vendor Model组成*/ static struct bt_mesh_model elem1_vnd_models[] = { MESH_MODEL_VENDOR_SRV_NULL(), }; /*Element 2 Sig Model组成*/ static struct bt_mesh_model elem1_root_models[] = { MESH_MODEL_GEN_ONOFF_SRV_NULL(), }; /*Element 2 Vendor Model组成*/ static struct bt_mesh_model elem1_vnd_models[] = { MESH_MODEL_VENDOR_SRV_NULL(), }; /* 本设备节点的Elements定义 */ static struct bt_mesh_elem elements[] = { BT_MESH_ELEM(0, elem0_root_models, elem0_vnd_models, 0), BT_MESH_ELEM(0, elem1_root_models, elem1_vnd_models, 0), BT_MESH_ELEM(0, elem2_root_models, elem2_vnd_models, 0), }; /* 本设备节点的Composition Datas定义，定义CompanyID、Elements */ static const struct bt_mesh_comp mesh_comp = { /* 设置设备节点的CompanyID */ .cid = 0x01A8, /* 设置设备节点的Elements */ .elem = elements, /* 设置设备节点Elements的个数 */ .elem_count = ARRAY_SIZE(elements), }; int mesh_dev_init() { int ret; /* Models初始化 */ ret = ble_mesh_model_init(&mesh_comp); return ret; } ``` ***注意：\*** ***网络中需要存在多个节点时，需要更改代码中设备UUID后编译烧录该镜像，并烧录镜像时设置不同的MAC地址，避免组网出现问题 。\*** # 3. 例程运行 ## 3.1. 编译&烧录 现对Solution中部分配置选项进行说明： - CONFIG_BT_MESH_GATT_PROXY: 1 - PROXY功能 - CONFIG_BT_MESH_PB_GATT: 1 - GATT功能，PROYX和GATT有依赖关系，需同时打开/关闭，打开后功耗将上升，若需支持Gatt配网或者OTA需打开 - CONFIG_PM_SLEEP: 1 - 芯片底层低功耗使能 - CONFIG_BT_MESH_LPM: 1 - MESH协议栈低功耗使能，若使能了该功能，需同时打开CONFIG_PM_SLEEP - MESH_DEBUG_TX: 1 - MESH 发包打印（调试用，打开后功耗上升） - MESH_DEBUG_RX: 1- MESH 收包打印（调试用，打开后功耗上升） - CONFIG_OTA_CLIENT: 1- OTA功能 - CONFIG_OCC_AUTH: 1 - MESH OCC鉴权入网，需要烧录KP文件后同网关配合使用 根据实际需要修改Solution 下的yaml配置文件后，参考《[PHY6220快速上手手册](../../bluetooth/board/quick_start_of_PHY6220.html)》编译和烧录 mesh_body_sensor_demo示例 ## 3.2. 运行 - 连接串口调试工具, 配置为 波特率: 115200, 数据位: 8, 校验位: None, 停止位: 1, 流控: None - 开发板拨码开关拨至GND - 按RESET按键，复位开发板 - 设备将开启Unprovisoin Device Beacon广播，串口上输出'Mesh Temperature Sensor'信息 ```shell [ 0.006]INIT find 8 partitions /*硬复位计数，首次上电没有存储信息，3秒内再次复位开发板计数将加1，重复5次即可清除入网信息*/ [ 0.088]MESH_RESET reset_by_repeat_init, number = 1 [ 0.099]INIT Build:Jul 11 2021,16:09:05 [ 0.105]DEMO Mesh Switch node lpm demo v1.0.0 [ 0.222]MESH_LPM lpm mode: 02 wakeup mode:03 [ 0.235]MESH_LPM sleep:1100 ms, wakeup:60 ms ``` - MESH Lpm低功耗demo需配合网关使用，这里介绍使用网关AT功能对设备进行配网以及配置 - 网关输入如下命令入网设备： ```shell /*打开设备发现*/ -> AT+MESHPROVSHOWDEV=0x01 /*发现该设备*/ <- +MESHDEV:C1:00:00:00:00:03,00,0300000000c111e886d15f1ce28adf00,00,01 /*添加设备*/ ->AT+MESHADDDEV=C1:00:00:00:00:03,00,0300000000c111e886d15f1ce28adf00,00,01 /*设备添加成功*/ <- +MESHNODEADD:0007,03,0300000000c111e886d15f1ce28adf00 <- +MESHAPPKEYADD:0007,0 /*自动配置设备*/ ->AT+MESHAUTOCONFIG=0x0007 /*自动配置成功*/ <- +MESHAUTOCONFIG:0007,0 /*对于需要收包的低功耗节点，使用前需将需设置对应节点首要element unicast_addr为低功耗节点*/ -> AT+MESHPROVSETNODELPM=0x0007,0x01 /*设置低功耗开关各element onoff srv pub地址*/ -> AT+MESHSETPUB=0x0007,0x1000,0xC004,0x03,0x40,0,0x0 /*设置成功*/ <- +MESHPUBSET:0007,0 -> AT+MESHSETPUB=0x0008,0x1000,0xC004,0x03,0x40,0,0x0 /*设置成功*/ <- +MESHPUBSET:0008,0 -> AT+MESHSETPUB=0x0009,0x1000,0xC004,0x03,0x40,0,0x0 /*设置成功*/ <- +MESHPUBSET:0009,0 /*设置成功*/ <- +MESHPUBSET:0008,0 /*打开低功耗开关0*/ <- +MESHPUBSET:0006,0 /*网关订阅该地址* ->AT+MESHSETSUB=0x0001,0x1000,0xC004 /*打开低功耗开关*/ -> AT+MESHONOFF=0x07,0x01,0x01 /*按下开发板INPUT_EVENT_PIN_1按键，模拟一次开关触发信号，网关收到该开关状态信号*/ <- +MESHONOFF:0007,01 ```