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[应用笔记] 蓝牙模组如何在水表应用实现1拖7数据采集

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发表于 2024-2-4 11:37:58 | 显示全部楼层 |阅读模式
  背景

  在集中式水表抄表应用中,一种合理的通讯方案是采用BLE本地1拖7采集,再通过NB远传,具体是1个水井中装有8只水表,其中7只水表装E95透传从机模块,剩下1只水表装E92主从一体模块+NB模块,7只从机水表将数据汇总到这1只主机水表,主机水表再通过NB上传至基站+后台。

  具体从机水表1天传n次数据给主机,通信由从机发起,从机1次上报的数据量是35bytes左右,主机回复的数据量也是35bytes左右,主从机间是双向通信。1个回合中,从机可能会有多次数据上报。

  主机上电开始扫描周围从机,当扫到全部7个从机后,主从1V1连接上,主机发送抄表指令,从机进行第1次数据上报,主机收到后下发第1个回复包,从机收到后发起第2次上报......,直到从机数据全部上报完毕。 再去连第2个从机,依次类推。待主跟7个从机全部通信一轮完毕后,主机断开连接。

  注:客户选择主机跟7个从机保持长连接,即7个连接同时存在,原因是客户后台可能随时会有数据下发,所以从机要随时待命。

  如果客户没有后台数据随时下发这个需求,可以采用主机跟1号从机1V1连接、通信完,断开连接,再去连接2号从机,依次类推。这种方式的好处是主机只维护1个连接,数据处理能力会更强。

  经沟通,客户的痛点是:
  •主机要尽快扫描到从机广播。
  •7个从机必须全部扫描到。

  描述

  一、1主7从通信流程细化

  主机:上电初始化,主要包含设置连接参数、扫描参数——开启扫描(必须要扫描到全部7个从机)——停止扫描——对1号从机发起连接——使能notify——发送抄表命令——收数据,直到数据全部上报完毕——对2号从机发起连接——依次类推,跟全部7个从机连接上,并通信完毕——主动断开连接。

  从机:上电初始化,主要包含设置广播参数——进入广播态——收到主机抄表命令后上报数据,直到数据全部上报完毕——保持连接状态——主机断开连接后,保持广播态。

  二、参数设置

  主、从机相关参数设置,如下所示:

  1、E95从机

  出于降低功耗考虑,广播间隔选择2s。

  2、E92主机

  •设置扫描参数
  0x01,0xFC,0x34,0x2F,0x00, 0x64,0x00, 0x5A, 0x01, 0x01, 0x07, 0x80, 0x32 ,0x64,0x00,0x28,0x00 ,0x00, 0x01 //设置扫描参数

  0x64,0x00=100*625us=62500us=62.5ms ,扫描间隔。 //因为从机广播间隔是2s,比较大,为了尽快扫描到从机,主机扫描间隔设置的小一些,比如说采用默认值62.5ms。
  0x5A=90%,scan duty占空比。 //也是为了尽快扫描到从机,占空比设置的大一些,比如90%,即一个扫描间隔里,扫描窗口开90%,剩下10%时间处理其他事件。
  0x01=主动扫描。 //推荐设置成主动扫描,可获取扫描响应。
  0x01=1M phy。
  0x07=扫描37、38、39信道。
  0x80=-128dbm,rssi阈值。
  0x32=每次扫描可缓存最大设备数,50个。
  0x64,0x00=100*100ms=10000ms=10s, 一次扫描持续的最长时间10s。 //因为广播间隔是2s,建议采用默认值10s,10÷2=5,即给主机留了5个广播包时间,来扫描到从机。
  0x28,0x00 =40ms. //改参数指定空闲时间。
  0x00=不允许重复上报。
  0x01=连续扫描。

  •设置连接参数
  0x01,0xFC,0x36,0x0F,0x00, 0xA0,0x00, 0x32, 0x01 ,0x18,0x01 ,0x64,0x00, 0x64,0x00,0x00,0x00 ,0xB0,0x04 //设置连接参数

  0x00 A0 =160*625us=100 000us= 100ms //推荐使用默认值100ms,此处扫描间隔,跟ID=0x34指令中的扫描间隔含义是一样的,区别是使用场景不同,比如说主机保持1V7连接,突然与1个从机的连接断开了,那么主机就直接用0x36指令发起连接。
  0x32 = 50%,扫描占空比。 //此处的扫描占空比不能设置的太大,一般采用默认值50%,因为设置的太大,那么一个扫描间隔中,主机几乎都处于扫描态,那么它就没空处理连接事件了,可能会导致连接断开。
  0x01 =PHY 1M.
  0x18,0x01 =280*100ms=28000ms= 28s ,连接失败检测超时 //指MCU给主机发送0x36指令后,一旦≥28s连接还未建立成功,那么主机会吐出连接建立失败的log。
  0x64,0x00 = 100ms,最小连接间隔。 //连接间隔可以根据自己应用层数据量来决定,注意如果客户想设置成某个值,那么建议主、从机的最小、最大连接间隔都设置成这个值。
  0x64,0x00 = 100ms ,最大连接间隔。 //同上。
  0x00,0x00 =0s,从机潜伏次数。
  0xB0,0x04 =1200*10ms=12000ms=12s,初始连接丢失监测超时时间。 //如果客户采用长连接,为了保证连接的稳定性,必须设置成≥12s(经验值)。

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