传感器上报

BLE GATT Notify/Indicate、定时器、数据格式设计

前置阅读：Hello Notify

学习目标

• 掌握 Peripheral 端用定时器驱动 BLE Notify 周期性发送传感器数据
• 理解 BLE Notify vs Indicate 的选择依据
• 掌握多传感器数据格式设计（结构体 vs TLV）
• 能够在真实传感器上对接 BLE 上报

规格与功能

Peripheral 每 1 秒采集 3 路模拟传感器数据（温度/湿度/光照），通过 BLE Notify 推送。温度超过 80℃ 时用 Indicate 发送告警。

规格项	说明
上报间隔	1 秒
传感器	温度（×100）、湿度（0~100%）、光照（lux）
常规数据	Notify（无需确认）
告警数据	Indicate（需确认）

基本概念

BLE Notify vs Indicate

	Notify	Indicate
确认	无	Central 必须确认
速度	快	慢（等确认往返）
适用	常规数据上报	告警/关键配置变更
下一包发送	随时可发	等确认后才能发下一包

与 SLE 对比：SLE 用双 Property 区分 Notify/Indicate（CCCD 互斥），BLE 用不同的 Characteristic Property 声明（同一 Characteristic 可同时声明 NOTIFY 和 INDICATE，但 CCCD 决定当前使用的模式）。

通信流程

sequenceDiagram
    participant P as Peripheral
    participant C as Central

    Note over P,C: 已连接、CCCD 已使能

    loop 每 1 秒
        P->>P: 定时器触发<br/>采集温度/湿度/光照
        alt 温度 < 80℃
            P->>C: Notify (sensor_data_frame_t)
            Note over C: notify_cb → 打印
        else 温度 ≥ 80℃
            P->>C: Indicate (sensor_data_frame_t, frame_type=ALARM)
            C-->>P: 确认收到
            Note over C: indicate_cb → 打印告警
        end
    end

涉及 API

API	谁调用	用途
gatts_notify()	Peripheral	发送 Notify
gatts_indicate()	Peripheral	发送 Indicate
osal_timer_init/start	Peripheral	定时器驱动上报

案例操作指导

Central 串口每秒打印：[T=0s] temp=25.3C, hum=62%, light=1200lux。温度超 80℃ 时打印 ** ALARM **。

关键配置

• 上报间隔：1 秒
• Characteristic Property：NOTIFY | INDICATE
• 传感器数据帧结构体：frame_type + sensor_count + timestamp + temperature + humidity + light（12 字节）

代码详解

定时器驱动的上报循环

static void sensor_report_timer_cb(unsigned long arg)
{
    (void)arg;
    if (g_conn_id == 0) return;  // 未连接

    sensor_data_frame_t frame = {0};
    frame.temperature = read_temperature();
    frame.humidity    = read_humidity();
    frame.light       = read_light();
    frame.timestamp   = get_timestamp_ms();

    if (frame.temperature > ALARM_THRESHOLD) {
        frame.frame_type = FRAME_TYPE_ALARM;
        gatts_indicate(g_conn_id, g_sensor_char_handle,
                                (uint8_t *)&frame, sizeof(frame));
    } else {
        frame.frame_type = FRAME_TYPE_NORMAL;
        gatts_notify(g_conn_id, g_sensor_char_handle,
                              (uint8_t *)&frame, sizeof(frame));
    }
}

适配真实传感器

示例中 read_temperature() 等为模拟生成函数。适配真实传感器时，只替换这三个函数实现，保持帧结构体和上报逻辑不动。数据值范围需与帧结构体字段一致（温度 ×100、湿度 0~100、光照 0~65535）。

扩展更多传感器

当传感器数量 > 5 个或类型动态变化时，从固定结构体切换到 TLV 格式。参见 OS 内存管理中的 TLV 编解码示例。

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