ST FP-LIT-BLEMESH1 Arsitektur Software

Pambuka

FP-LIT-BLEMESH1 minangka paket fungsi STM32Cube, sing ngidini sampeyan nyambungake simpul Bluetooth® Low Energy menyang smartphone liwat Bluetooth® Low Energy, liwat aplikasi Android™ utawa iOS™ sing cocog, kanggo nyetel nilai HSL lan ngirim data menyang hardware cahya nggunakake model lampu bolong Bluetooth® Low Energy. Piranti lunak ngidini sampeyan nggawe aplikasi dhewe kanthi gampang kanggo nggedhekake jaringan bolong Bluetooth® (kanthi nawakake perpustakaan inti bolong sing siap digunakake), set lengkap API sing kompatibel, lan aplikasi demo cahya sing mlaku ing X-NUCLEO-IDB05A2 utawa Papan ekspansi X-NUCLEO-BNRG2A1 lan X-NUCLEO-LED12A1 disambungake menyang papan pangembangan NUCLEO-L476RG. Piranti lunak kasebut nganggo mikrokontroler STM32 lan kalebu kabeh driver sing dibutuhake kanggo ngenali piranti ing papan pangembangan STM32 Nucleo lan papan ekspansi.

LINKS RELATED
Dolan maring ekosistem STM32Cube web kaca ing www.st.com kanggo informasi luwih lengkap

Akronim lan singkatan

Akronim	Katrangan
GATT	Atribut umum profile
BSP	Paket dukungan papan
HAL	Lapisan abstraksi hardware
SPI	Antarmuka periferal serial
CMSIS	Standar antarmuka piranti lunak mikrokontroler Cortex®
HSL	Cahya jenuh warna

Tabel 1. Daftar akronim

expansion software FP-LIT-BLEMESH1 kanggo STM32Cube

Swaraview

Paket piranti lunak FP-LIT-BLEMESH1 ngembangake fungsi STM32Cube. Fitur utama paket kasebut yaiku:

• Piranti lunak lengkap kanggo mbangun jaringan bolong nganggo node Bluetooth® Low Energy sing ndhukung model lampu mesh Bluetooth®, sing ditetepake ing spesifikasi Bluetooth® mesh V1.0.1
• Nilai hue, jenuh, lan entheng (HSL) sing disetel dening aplikasi STBLEMesh Android lan iOS nggunakake model cahya ngganti nilai RGB papan ekspansi LED X-NUCLEO-LED12A1 sing disambungake menyang NUCLEO-L476RG
• Kompatibel karo smartphone sing aktif BLE kanggo ngawasi lan ngontrol sawetara node Bluetooth® Low Energy, nggunakake protokol proxy lan konektivitas Bluetooth® Low Energy GATT warisan
• Keamanan rong lapisan, amarga enkripsi 128-bit AES CCM lan protokol ECDH 256-bit, njamin proteksi saka macem-macem serangan, kalebu Replay, Bit-Flipping, Eavesdropping, Man-in-the-Middle, lan Trashcan
• Sampimplementasine kasedhiya ing:
  • Papan ekspansi X-NUCLEO-IDB05A2 lan X-NUCLEO-LED12A1 disambungake menyang papan pengembangan NUCLEO-L476RG
  • Papan ekspansi X-NUCLEO-BNRG2A1 lan X-NUCLEO-LED12A1 disambungake menyang papan pangembangan NUCLEO-L476RG
• Portabilitas sing gampang ing macem-macem kulawarga MCU, amarga STM32Cube
•  Syarat lisensi gratis lan pangguna-loropaken

Piranti lunak paket fungsi kalebu LED1202, yaiku pembalap LED arus sepi 12 saluran, nalika papan ekspansi X-NUCLEO-LED12A1 dipasang ing ndhuwur STM32 Nucleo.
Paket kasebut kompatibel karo aplikasi STBLEMesh Android/iOS sing kasedhiya ing toko GooglePlay/iTunes, sing bisa digunakake kanggo nyetel informasi lan ngirim liwat Bluetooth® Low Energy. Iki nggabungake produk BlueNRG karo komunikasi Bluetooth® Low Energy sing diselehake ing jaringan bolong sing kuat lan ekstensif jangkoan kanthi komunikasi full-duplex nyata. Fleksibilitas paket ngidini sampeyan nggawe aplikasi sampeyan dhewe.

Arsitektur
Piranti lunak kasebut adhedhasar STM32CubeHAL, lapisan abstraksi hardware kanggo mikrokontroler STM32. Paket kasebut ngluwihi STM32Cube kanthi nyedhiyakake paket dhukungan papan (BSP) kanggo ngaktifake pangembangan aplikasi nggunakake Bluetooth mesh profile lan spesifikasi model.

Lapisan piranti lunak sing digunakake dening piranti lunak aplikasi kanggo ngakses lan nggunakake papan ekspansi yaiku:

• lapisan STM32Cube HAL, kang menehi prasaja, umum, pesawat multi-kayata antarmuka program aplikasi (API) kanggo sesambungan karo aplikasi ndhuwur, perpustakaan, lan lapisan tumpukan. Nduwe API umum lan ekstensi lan langsung dibangun ing sekitar arsitektur umum lan ngidini lapisan berturut-turut kaya lapisan middleware kanggo ngleksanakake fungsi tanpa mbutuhake konfigurasi hardware tartamtu kanggo unit mikrokontroler (MCU). Struktur iki nambah panggunaan kode perpustakaan lan njamin portabilitas sing gampang ing piranti liyane.
• paket support Papan (BSP) lapisan ndhukung kabeh peripheral ing STM32 Nucleo kajaba MCU. Iki pesawat winates saka API menehi antarmuka program kanggo peripheral Papan tartamtu kaya LED, tombol pangguna, etc. Antarmuka iki uga mbantu ing ngenali versi Papan tartamtu.

Gambar 1. arsitektur software FP-LIT-BLEMESH1

Struktur folder

Gambar 2. Struktur folder paket FP-LIT-BLEMESH1

Folder ing ngisor iki kalebu ing paket piranti lunak:

• Dokumentasi: ngemot HTML sing dikompilasi file kui saka kode sumber, kang rincian komponen lunak lan API.
• Pembalap: ngemot driver HAL lan driver khusus papan kanggo saben papan utawa platform hardware sing didhukung, kalebu komponen ing papan lan lapisan abstraksi hardware independen vendor CMSIS kanggo seri prosesor Arm® Cortex®-M.
• Middlewares: ngemot perpustakaan lan protokol sing ana gandhengane karo Bluetooth lan Bluetooth mesh profile lan spesifikasi model.
• Projects: ngandhut minangkaampAplikasi sing digunakake kanggo nganyari nilai HSL lampu RGB, kasedhiya kanggo platform NUCLEO-L476RG kanthi telung lingkungan pangembangan, IAR Embedded Workbench for Arm (IAR-EWARM), RealView Kit Pengembangan Mikrokontroler (MDK-ARM-STM32), lan STM32CubeIDE.
• Utilitas: ngemot folder STM32L4_MAC sing nyedhiyakake alamat MAC eksternal.

API
Informasi teknis sing rinci kanthi fungsi API pangguna lengkap lan deskripsi parameter ana ing HTML sing dikompilasi file ing folder "Dokumentasi".

Sampgambaran aplikasi Initialization saka callbacks aplikasi Direktori "Proyek" menehi exampAplikasi le nggunakake papan ekspansi X-NUCLEO-IDB05A2 utawa X-NUCLEO-BNRG2A1 lan X-NUCLEO-LED12A1 karo papan pangembangan NUCLEO-L476RG.
Proyek sing siap dibangun kasedhiya kanggo macem-macem IDE.
Aplikasi iki diwiwiti kanthi miwiti callback sing dibutuhake kanggo macem-macem acara lan fungsi. Callbacks digunakake ing perpustakaan BlueNRG-Mesh kanggo nelpon fungsi adhedhasar acara tartamtu utawa dening mesin negara perpustakaan bolong.

Struktur Model_SIG_cb digunakake kanggo miwiti model SIG kanggo implementasine aplikasi. The BluenrgMesh_SetSIGModelsCbMap(Model_SIG_cb, MODEL_SIG_COUNT); fungsi digunakake kanggo initialize callbacks beda ing perpustakaan.

Initialization lan loop aplikasi utama

Prosedur iki ngembangake aplikasi kanggo bolong liwat Bluetooth® Low Energy ing platform BlueNRG.

Langkah 1. Nelpon API InitDevice (), sing nyebut SystemInit () API, kanggo initialize tabel vektor piranti, prioritas interrupt, lan jam.
Langkah 2. Telpon Appli_CheckBdMacAddr () API kanggo mriksa validitas alamat MAC. Yen alamat MAC ora bener, firmware macet nalika (1) loop lan LED terus-terusan kedhip.
Langkah 3. Miwiti fungsi callback hardware kanggo hardware Bluetooth® Low Energy kanthi nganyari MOBLE_USER_BLE_CB_MAP user_ble_cb =.
langkah 4. Kanggo gumantung ing antarmuka aplikasi kanggo initialization radio Bluetooth® Low Energy lan konfigurasi daya Tx, miwiti GATT sambungan lan callbacks disconnection kanggo antarmuka aplikasi.
Langkah 5. Telpon BluenrgMesh_BleHardwareInitCallBack(&user_ble_cb) kanggo ngrampungake initialization saka callbacks hardware.
Langkah 6. Initialize perpustakaan BlueNRG-Mesh kanthi nelpon BluenrgMesh_Init(&BLEMeshlib_Init_params). Yen ana kesalahan, pesen ("Ora bisa initialize perpustakaan BlueNRG-Mesh!") njedhul munggah ing jendhela terminal, kang dibukak kanggo port VCOM digawe dening sambungan USB Papan. Kesalahan iki ndadekake LED kedhip terus.
Langkah 7. Priksa manawa piranti wis disedhiyakake utawa ora. Piranti sing diwenehake nduweni tombol jaringan lan paramèter liyane sing dikonfigurasi ing memori lampu kilat internal. Sampeyan bisa mriksa karo BluenrgMesh_IsUnprovisioned () API. Yen simpul unprovisioned, BluenrgMesh_InitUnprovisionedNode () API initializes. Yen piranti wis kasedhiya, BluenrgMesh_InitprovisionedNode () API mbantu kanggo initialize piranti.
Langkah 8. Print pesen menyang jendhela terminal kanggo kelenjar sing lagi initialized. Pesen kasebut uga nyithak alamat MAC sing ditugasake menyang simpul kasebut.
Langkah 9. Initialize model BlueNRG-Mesh nggunakake API BluenrgMesh_ModelsInit ().
Langkah 10. Kanggo initialize simpul menyang negara unprovisioned, terus tombol pangguna. Mbusak kabeh paramèter jaringan sing dikonfigurasi ing memori internal piranti. Sawise unprovisioning rampung, reset papan.
Langkah 11. Initialize driver LED lan GPIO dipasang ing X-NUCLEO-LED12A1. Aplikasi kudu nelpon BluenrgMesh_Process () ing while(1) loop minangka kerep sabisa. Fungsi iki nelpon BLE_StackTick() internal kanggo proses komunikasi Bluetooth® Low Energy. BluenrgMesh_ModelsProcess () (proses model) lan Appli_Process () API uga diarani nalika (1) loop. Sembarang implementasine aplikasi dileksanakake ing mesin negara dening nonblocking fungsi karo Kerep telpon kanggo BluenrgMesh_Process ().
Langkah 12. Priksa input pangguna utawa tombol kanggo tumindak apa wae.

sambungan GATT / simpul pedhot
Saben simpul ing jaringan bisa nyambung menyang smartphone liwat antarmuka GATT. Nalika sambungan iki ditetepake, simpul dadi proxy, kang tumindak minangka jembatan antarane printah jaringan bolong lan respon smartphone.
Sampeyan bisa ndeteksi sambungan lan pedhot smartphone liwat callback ing ngisor iki:

• Appli_BleGattConnectionCompleteCb;
• Appli_BleGattDisconnectionCompleteCb;

Iki diwiwiti sajrone daur ulang utama.
Sajrone provisioning, sambungan GATT ditetepake karo simpul sing kudu diwenehake.
Yen smartphone metu saka jangkoan simpul proxy, bakal nggawe sambungan anyar karo simpul sing kasedhiya.

Model cahya

• Spesifikasi kasebut nemtokake jumlah status cahya, pesen, lan model sing ditetepake kanthi jelas dadi nonspesifik ing fungsine.
• Ana macem-macem jinis sumber cahya kanthi kemampuan sing beda. Mulane, ana macem-macem cara kanggo nyebut kahanan cahya.
• Cara sing luwih maju kanggo ngontrol cahya yaiku ngganti cahya kanthi ngontrol kahanan nyata cahya.
• Yen cahya iku putih tunable, iku bisa kanggo ngontrol suhu werna liwat CTL cahya.
• Yen cahya minangka cahya sing ngganti warna, bisa ngontrol telung dimensi (warna, jenuh, lan entheng) kanthi ngontrol saben negara kanthi mandiri.

Gambar 3. Alur pesen model cahya

Jumlah oktet gumantung ing paramèter darmabakti kanggo model. Padha beda kanggo saben model cahya.
Lapisan tengah nampa pesen saka perpustakaan. Banjur mriksa opcode miturut aplikasi beda model cahya. Minangka mantanample saka model lightness cahya, opcode wis dicenthang ing lapisan tengah. Pesen kanthi paramèter data sing ditetepake banjur dikirim menyang aplikasi cahya sing entheng.

Jinis-jinis pesen yaiku:

• Setel pesen Diakoni, dikirim dening klien kanggo nyetel nilai sing dikarepake kanggo model ing server. Iku ngarepake banjur pesen respon saka server.
• Setel pesen sing ora diakoni, dikirim dening klien kanggo nyetel nilai sing dikarepake kanggo model ing server. Ora nyana pesen respon saka server.
•  Entuk pesen, dikirim dening klien menyang server kanggo entuk status model minangka pesen respon saka server.

Utilitas alamat MAC eksternal

• Folder "Utilitas" ngemot folder STM32L4_MAC, sing nyedhiyakake hex file saka alamat MAC eksternal.
• Kanggo nggunakake alamat iki, mbusak komentar ing EXTERNAL_MAC_ADDR_MGMT makro ing mesh_cfg.h file saka folder "Middleware".
• Firmware aplikasi demo lan alamat MAC flashed independen. Mangkono, sampeyan ora kudu nganyari perangkat kukuh yen perangkat kukuh liyane wis flashed.
• Alamat MAC flashed pisanan lan ing saben chip lengkap mbusak.

Pandhuan persiyapan sistem

Katrangan hardware

STM32 Nukleo

• Papan pangembangan STM32 Nucleo nyedhiyakake cara sing terjangkau lan fleksibel kanggo pangguna kanggo nyoba solusi lan nggawe prototipe nganggo garis mikrokontroler STM32.
• Dhukungan konektivitas Arduino lan konektor ST morpho nggampangake ngembangake fungsionalitas platform pangembangan mbukak STM32 Nucleo kanthi macem-macem khusus.
• Papan expansion kanggo milih saka.
• Papan Nucleo STM32 ora mbutuhake probe sing kapisah amarga nggabungake debugger / programmer ST-LINK / V2-1.
• Papan Nucleo STM32 dilengkapi perpustakaan HAL piranti lunak STM32 sing komprehensif bebarengan karo macem-macem piranti lunak rangkep.amples kanggo macem-macem IDE (IAR EWARM, Keil MDK-ARM,
• STM32CubeIDE, mbed lan GCC/LLVM).
• Kabeh pangguna STM32 Nucleo duwe akses gratis menyang sumber daya online mbed (compiler, C/C++ SDK lan komunitas pangembang) ing www.mbed.org kanggo nggawe aplikasi lengkap kanthi gampang.

Gambar 4. Papan Nukleo STM32

Papan ekspansi X-NUCLEO-IDB05A2

• Papan ekspansi X-NUCLEO-IDB05A2 Bluetooth® Low Energy adhedhasar modul prosesor jaringan BlueNRG-M0 Bluetooth® Low Energy.
• BlueNRG-M0 kompatibel karo Bluetooth v4.2, FCC, lan sertifikasi IC (ID FCC: S9NBNRGM0AL; IC: 8976C-BNRGM0AL). Ndhukung peran master / budak simultan lan bisa tumindak minangka
• Sensor Bluetooth® Low Energy lan piranti hub bebarengan.
• BlueNRG-M0 nyedhiyakake platform RF lengkap kanthi faktor bentuk cilik, kanthi radio terpadu, antena, frekuensi dhuwur, lan osilator LPO.
• X-NUCLEO-IDB05A2 kompatibel karo ST morpho (ora dipasang) lan tata letak konektor Arduino UNO R3.
• Antarmuka X-NUCLEO-IDB05A2 karo mikrokontroler STM32 liwat pin SPI lan ngidini ngganti jam SPI standar, pilih chip SPI, lan SPI IRQ kanthi ngganti resistor ing papan ekspansi.

Papan ekspansi X-NUCLEO-BNRG2A1

• Papan ekspansi X-NUCLEO-BNRG2A1 nyedhiyakake konektivitas Bluetooth® Low Energy kanggo aplikasi pangembang lan bisa disambungake menyang papan pangembangan STM32 Nucleo (kanggo
• example, NUCLEO-L476RG karo mikrokontroler STM32 daya ultra-rendah) liwat konektor Arduino UNO R3.
• Papan ekspansi nduweni modul prosesor aplikasi BlueNRG-M5.2SP sing kompatibel karo Bluetooth® v2 lan FCC sing disertifikasi adhedhasar ST BlueNRG-2 System-on-Chip. SoC iki ngatur
• tumpukan lan protokol Bluetooth® Low Energy lengkap ing inti Cortex-M0 lan memori lampu kilat sing bisa diprogram, sing bisa nampung aplikasi khusus sing dikembangake nggunakake SDK. Ing
• Modul BlueNRG-M2SP ndhukung mode master lan slave, tarif transfer tambah kanthi ekstensi dawa data (DLE), lan enkripsi keamanan AES-128.
• Antarmuka X-NUCLEO-BNRG2A1 karo mikrokontroler STM32 Nucleo liwat sambungan SPI lan pin GPIO, sawetara sing bisa dikonfigurasi liwat hardware.

Gambar 6. Papan ekspansi X-NUCLEO-BNRG2A1

Papan ekspansi X-NUCLEO-LED12A1

• Papan ekspansi driver LED X-NUCLEO-LED12A1 kanggo STM32 Nucleo nduweni papat piranti LED1202 sing bisa nyopir nganti 48 LED.
• LED1202 minangka pembalap LED arus rendah 12 saluran, sing njamin kemampuan nyopir output 5 V. Saben saluran bisa nyedhiyakake nganti 20 mA kanthi volume headroomtage saka 350 mV
• (khas) mung.
• Arus output bisa diatur kanthi kapisah kanggo saben saluran liwat kontrol dimming digital 8-bit lan 12-bit digital.
• Papan ekspansi X-NUCLEO-LED12A1 dilengkapi papan panel LED tambahan sing ngemot rong matriks LED: matriks LED putih 6×8 lan matriks RGB 4×4.
• Matriks LED bisa diwenehake liwat sumber daya eksternal, sing disambungake menyang konektor J13, lan kanthi milih dalan sing bener liwat jumper J15 kanggo nggayuh luminositas maksimal.
• kasedhiya.

Gambar 7. Papan ekspansi X-NUCLEO-LED12A1

Setup hardware
Kanggo nyiyapake lingkungan pangembangan sing cocog kanggo nggawe aplikasi kanggo STM32 Nucleo sing dilengkapi lampu utawa papan ekspansi Bluetooth® Low Energy, sampeyan butuh komponen hardware ing ngisor iki:

1.  Papan pangembangan Nucleo STM32 (kode pesenan: NUCLEO-L476RG)
2.  Papan ekspansi Bluetooth® Low Energy (kode pesenan: X-NUCLEO-IDB05A2 utawa X-NUCLEO-BNRG2A1)
3.  Papan ekspansi LED siji (kode pesenan: X-NUCLEO-LED12A1)
4.  Siji USB tipe A kanggo kabel USB Mini-B kanggo nyambungake STM32 Nucleo menyang PC

Persiyapan piranti lunak
Komponen piranti lunak ing ngisor iki dibutuhake kanggo persiyapan lingkungan pangembangan sing cocog kanggo nggawe aplikasi papan Nucleo STM32 kanthi Bluetooth® Low Energy lan papan ekspansi LED:

• FP-LIT-BLEMESH1: paket fungsi STM32Cube kanggo node IoT kanthi konektivitas Bluetooth® Low Energy mesh lan model cahya. Perangkat kukuh lan dokumentasi sing gegandhengan kasedhiya ing www.st.com.
• Pangembangan alat-chain lan compiler. Piranti lunak ekspansi STM32Cube ndhukung telung lingkungan ing ngisor iki kanggo dipilih:
  •  IAR Embedded Workbench for Arm® (IAR-EWARM) toolchain + ST-LINK
  • NyataView Kit Pengembangan Mikrokontroler (MDK-ARM-STM32) toolchain + ST-LINK
  • STM32CubeIDE +ST-LINK

Persiyapan sistem
Papan STM32 Nucleo nggabungake ST-LINK/V2-1 debugger/programmer.
Pangembang bisa ngundhuh driver USB ST-LINK/V2-1 kanthi nggoleki piranti lunak STSW-LINK009 ing www.st.com.
Sampeyan bisa kanthi gampang nyambungake papan ekspansi LED X-NUCLEO-LED12A1 menyang STM32 Nucleo liwat konektor extension Arduino UNO R3.

X-NUCLEO-LED12A1 bisa antarmuka karo mikrokontroler STM32 eksternal ing STM32 Nucleo nggunakake protokol komunikasi I²C.
Sampeyan uga bisa nyambungake X-NUCLEO-IDB05A2 utawa papan ekspansi X-NUCLEO-BNRG2A1 menyang STM32 Nucleo liwat konektor extension Arduino UNO R3.

Lampiran A Referensi

1.  Mesh liwat Bluetooth® Low Energy: STSW-BNRG-Mesh
2.  Spesifikasi jaringan Bluetooth mesh: https://www.bluetooth.com/specifications/mesh-specifications
3.  Spesifikasi model Bluetooth mesh: https://www.bluetooth.com/specifications/adopted-specifications

Riwayat revisi

PEMBERITAHU PENTING - PUNCEN BACA KENE

• STMicroelectronics NV lan anak perusahaan ("ST") nduweni hak kanggo nggawe owah-owahan, koreksi, dandan, modifikasi, lan dandan kanggo produk ST lan/utawa dokumen iki ing sembarang
• wektu tanpa kabar. Para panuku kudu entuk informasi paling anyar babagan produk ST sadurunge nggawe pesenan. produk ST didol miturut syarat lan kahanan sale ST ing Panggonan ing
• wektu ngakoni pesenan.
• Tuku mung tanggung jawab kanggo pilihan, pilihan, lan panggunaan produk ST lan ST ora duwe tanggung jawab kanggo pitulung aplikasi utawa desain produk Pembeli.
• Ora ana lisensi, nyata utawa diwenehake, kanggo hak properti intelektual sing diwenehake dening ST ing kene.
• Adol maneh produk ST kanthi pranata sing beda karo informasi sing kasebut ing kene bakal ngilangi garansi sing diwenehake dening ST kanggo produk kasebut.
• ST lan logo ST minangka merek dagang ST. Kanggo informasi tambahan babagan merek dagang ST, waca www.st.com/trademarks. Kabeh jeneng produk utawa layanan liyane minangka properti saka pamilike.
• Informasi ing dokumen iki ngganti lan ngganti informasi sing diwenehake sadurunge ing versi sadurunge dokumen iki.
  2022 STMicroelectronics - Kabeh hak dilindhungi undhang-undhang

Dokumen / Sumber Daya

ST FP-LIT-BLEMESH1 Arsitektur Software [pdf] Manual pangguna UM2992, FP-LIT-BLEMESH1 Arsitektur Perangkat Lunak, FP-LIT-BLEMESH1, Arsitektur Perangkat Lunak, FP-LIT-BLEMESH1 STM32Cube Function Pack

Referensi

• Manual pangguna