深入浅出解读BBC Micro：bit-web Bluetooth上手实践（3）-融创电子社区

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alberthink
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[原创] 深入浅出解读BBC Micro：bit-web Bluetooth上手实践（3）

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楼主 | 发布于 2019-08-27 | 只看楼主

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上回说到，通过Chrome提供的web蓝牙api，我们可以扫描可连接的BLE设备并发起建立连接，连接建立成功后，通过蓝牙服务和属性发现函数，我们将逐步扫描BLE设备上的全部服务和属性，并对我们感兴趣的属性作标记。下面是三个我所关心的BBC microbit蓝牙服务中提供的属性：加速度传感器数据、LED阵列状态和控制、产品型号名称。

if (characterisc.uuid == ACCELEROMETER_DATA) { 

accelerometer_data = characterisc; 

has_accelerometer_data = true; 

} 

if (characterisc.uuid == LED_MATRIX_STATE) { 

led_matrix_state = characterisc; 

has_led_matrix_state = true; 

} 

if (characterisc.uuid == MODEL_NUMBER_STRING) { 

model_number_string = characterisc; 

has_model_name_string = true; 

}

当服务和属性发现函数完成全部发现过程后，将发现完成标志置位并回到connect函数体，此时的web蓝牙服务已经待命，等候网页使用者的指令了。

我们再看一下microbit和网页的状态：

Microbit再建立连接后显示字母“C”，而web页面的状态栏connected和services discovery completed栏目下均显示为true。在device discovery and connections下方的连接按钮也显示为disconnect，也就是按下该按钮就断开连接。

我们看看蓝牙服务的第一个读写服务：读取产品型号-read model number，该按钮点击后页面onclick触发函数readModelNumber（）如下。

function readModelNumber() { 

console.log("readModelNumber"); 

//state validation 

if (!connected) { 

alert("Error: Discover and connect to a device before using this function"); 

return; 

} 

if (!services_discovered) { 

alert("Error: Service discovery has not yet completed"); 

return; 

} 

if (!has_device_information_service) { 

alert("Error: The connected device does not contain the device information service"); 

return; 

} 

model_number_string.readValue() 

.then(value => { 

data = new Uint8Array(value.buffer); 

model_number_string = new TextDecoder("utf-8").decode(data); 

console.log(model_number_string); 

document.getElementById("model_number").innerHTML = model_number_string; 

}) 

.catch(error => { 

console.log('Error: ' + error); 

alert('Error: ' + error); 

return; 

}) 

}

在确认过状态参数有效后，model_number_string.readValue()返回promise，通过console和页面将产品型号读取出来。model_number_string是在服务属性发现环节确认过BLE蓝牙设备提供了MODEL_NUMBER_STRING属性后，该属性对应的句柄。

类似的，对于microbit的LED阵列的状态控制，在按下randomize LEDs按钮后，onclick时间触发randomLEDs（）函数。

function randomLEDs() { 
console.log("randomLEDs");
//state validation 
if (!connected) { 
alert("Error: Discover and connect to a device befofe using this function"); 
return; 
} 
if (!services_discovered) { 
alert("Error: Service discovery has not yet completed"); 
return; 
} 
if (!has_led_service) { 
alert("Error: The connected device does not contatin the LED service"); 
return; 
} 
if (!has_led_matrix_state) { 
alert("Error: The connected device does not contain the LED matrix state characteristic"); 
return; 
} 
var led_array = [0, 0, 0, 0, 0]; 
led_array[0] = Math.floor(Math.random() * 32); 
led_array[1] = Math.floor(Math.random() * 32); 
led_array[2] = Math.floor(Math.random() * 32); 
led_array[3] = Math.floor(Math.random() * 32); 
led_array[4] = Math.floor(Math.random() * 32); 
var led_matrix_data = new Uint8Array(led_array); 
led_matrix_state.writeValue(led_matrix_data.buffer) 
.then(_ => { 
console.log('LED matrix state changed'); 
}) 
.catch(error => { 
console.log('Error: ' + error); 
alert('Error: ' + error); 
return; 
}); 
}

该函数确认蓝牙连接和服务属性状态后，产生了5个32以内的随机数（每个随机数对应一行LED）。同样通过发现服务属性是获得的led_matrix_state句柄，调用writeValue将数据写入LED状态属性。从而在BLE设备端得到LED蓝牙状态的相应改变。

怎么样，是不是很简单？BBC microbit的web蓝牙demo就这样完成了读和写操作。有兴趣的朋友可以尝试将型号名称改换，或者把随机产生的LED数改成你希望的样子（比如一个笑脸😀或者什么其他的图案）。

那么对于无线传感器最合适的消息通知notification，我们又是如何实现的呢？其实流程上和读写的操作类似，都是先通过web界面上的按钮触发的相关函数（toggleAccelerometerNotification）使能（或关闭）消息通知，同时在系统中注册（或注销）对应句柄下的event，该event相关的onAccelerometerData函数获取数据包并解包后输出。toggle和onAcc函数的内容如下：

function toggleAccelerometerNotifications() { 

console.log("toggleAccelerometerNotifications"); 

//state validation 

if (!connected) { 

alert("Error: Discover and connect to a device before using this function"); 

return; 

} 

if (!services_discovered) { 

alert("Error: Service discovery has not yet completed"); 

return; 

} 

if (!has_accelerometer_service) { 

alert("Error: The connected device does not contain the accelerometer service"); 

return; 

} 

if (!has_accelerometer_data) { 

alert("Error: The connected device does not contain the accelerometer data characteristic"); 

return; 

} 

 
 

//enable or disable notification 

if (!notification_enabled) { 

accelerometer_data.startNotifications() 

.then(_ => { 

console.log('accelerometer notification started'); 

setNotificationStatus(true); 

//when a noticiation for a characteristic is received, an event if fired with the characteristic value attached to it 

//below is to register a function to handle this event 

accelerometer_data.addEventListener('characteristicvaluechanged', onAccelerometerData); 

}) 

.catch(error => { 

console.log('Error: ' + error); 

alert('Error: ' + error); 

return; 

}); 

} else { 

accelerometer_data.stopNotifications() 

.then(_ => { 

console.log('accelerometer notificaitons stopped'); 

setNotificationStatus(false); 

//remove this event listener when we unsubscribe 

accelerometer_data.removeEventListener('characteristicvaluechanged', onAccelerometerData); 

}) 

.catch(error => { 

console.log('Could not stop accelerometer_data notifications: ' + error); 

}); 

} 

} 

 

//processing notifications 

function onAccelerometerData(event) { 

console.log("onAccelerometerData"); 

buffer = event.target.value.buffer; 

dataview = new DataView(buffer); 

// X = dataview.getUint16(0, true) / 1000; 

// Y = dataview.getUint16(2, true) / 1000; 

// Z = dataview.getUint16(4, true) / 1000; 

X = dataview.getInt16(0, true) / 1000; 

Y = dataview.getInt16(2, true) / 1000; 

Z = dataview.getInt16(4, true) / 1000; 

console.log("X = " + X + ", Y = " + Y + ", Z = " + Z); 

document.getElementById("accelerometer_data").innerHTML = "X = " + X + ", Y = " + Y + ", Z = " + Z; 

//draw(); 

// samplesCount++; 

// if (samplesCount >= delayCount) { 

// num_X = X; 

// num_Y = Y; 

// num_Z = Z; 

// samplesCount = 0; 

 
 

// // // Remove a number from the front of the data array 

// // obj_X.original_data[0].shift(); 

// // obj_Y.original_data[0].shift(); 

// // obj_Z.original_data[0].shift(); 

 
 

// // // Add the new number on to end of the data array 

// // obj_X.original_data[0].push(X); 

// // obj_Y.original_data[0].push(Y); 

// // obj_Z.original_data[0].push(Z); 

 
 

// RG.Effects.updateCanvas(draw); 

// } 

num_X = X; 

num_Y = Y; 

num_Z = Z; 

RG.Effects.updateCanvas(draw); 

}

你也可以在library/webblue-phaseTwo.js文件中获得onAccelerometerData函数的相关内容。

具体的效果就是下图的样子：

需要注意的是，BBC microbit目前有两代不同的硬件，版本号V1.5及以后的版本采用的是LSM303AGR，其输出格式为MSB在前，16bit带符号整型；V1.5以前的版本是采用NXP的MMA8653，为MSB在前10bit无符号整型。所以如果是V1.5以前版本的microbit在数据解析时需要选用相关的无符号处理的方式。

到此为止，我们就基本上完成了web bluetooth在microbit上的演示。具体的web网页代码都可以在github上获取得到https://github.com/alberthinku/alberthinku.github.io。

你手上有的蓝牙开发板都有哪些，要不要拿出来一起玩玩呢？

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