如何通过WB415的蓝牙模块来实现ANCS的功能

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如何通过WB415的蓝牙模块来实现ANCS的功能

前言
这篇应用笔记描述了如何通过WB415的蓝牙模块来实现ANCS的功能，可以与苹果设备连接，对苹果设备的通知信息进行实时的监听与接收。
支持型号
  AT32WB415
1 概述
ANCS（Apple Notification Center Service）即苹果通知中心服务，此服务为外围蓝牙设备（手表、耳机等）访问IOS设备（iPhone、iPad等）上生成的多种通知提供了一种简单方便的机制。ANCS围绕三个原则设计：简单性、高效性和可扩展性，因此，不论是简单的LED设备还是具有大显示屏的功能强大的“配套”设备等配件来说，这项服务都具有很高的可用性。
ANCS是基于BLE协议中的通用属性协议（Generic Attribute Profile，GATT）来实现的，即ANCS是GATT协议的一个子集。作为GATT客户端的蓝牙设备可以在使用ANCS时自由访问和使用IOS设备提供的其他服务。
通常ANCS传输的所有数值的字节序都应为小端，传输的字符串值都应由UTF-8编码的unicode字符组成。
2 AT32WB415 ANCS程序设计
2.1 ANCS服务特征
ANCS的服务 UUID 为7905F431-B5CE-4E99-A40F-4B1E122D00D0。由于IOS的特性，BLE设备应查找并订阅 GATT 服务的 Service Changed 特征，以便随时监控 ANCS 潜在的发布和发布取消。ANCS提供三个服务特征：
通知源（Notification Source）： UUID 9FBF120D-6301-42D9-8C58-25E699A21DBD（通知）
控制点（Control Point）： UUID 69D1D8F3-45E1-49A8-9821-9BBDFDAAD9D9（可写响应）
数据源（Data Source）： UUID 22EAC6E9-24D6-4BB5-BE44-B36ACE7C7BFB（通知）
所有这些特征都需要授权才能访问，即BLE设备连接上IOS设备并且完成配对和绑定后才能进行访问。这三个特征中对通知源特征的支持是强制性的，而对控制点特征和数据源特征的支持是可选的。
关于ANCS更多详细内容请参阅：Apple通知中心服务（ANCS）规范
2.2 BLE模块软件设计
对于BLE模块部分的软件，主要就是依据上述ANCS规范来设计的，也就是ANCS规范的软件实现。在使用ANCS服务前需要进行服务设置，流程如下：
1) 等待IOS设备连接BLE模块，并完成配对和绑定
2) BLE模块获取ANCS服务和特征
3) BLE模块订阅数据源（可选项）和通知源，等待ANCS发送通知

下面以来电通知为例讲解通知接收流程
1) IOS设备发送来电通知，UID = 3
2) BLE模块获取通知属性，UID = 3，需要获取内容包含Title，Message和AppID
3) IOS设备将UID = 3的通知数据发送给BLE设备
4) BLE模块发送得到的AppID获取App属性，需要获取内容为DisplayName
5) IOS设备将该AppID的DisplayName发送给BLE设备

对于本案例，BLE模块能够处理的ANCS通知包括来电通知和应用通知两种，用户可按照这两种通知的处理方式来开发其他ANCS通知处理函数。对于不同的通知产生的不同事件BLE模块会通过串口发送不同的数据标志给MCU端，如下：
A)0x5AA501，表示接收到来电通知添加事件（CategoryID = 1，EventID = 0）
B)0x5AA502，表示接收到来电通知移除事件（CategoryID = 1，EventID = 4）
C)0x5AA503，表示接收到应用通知添加事件（CategoryID = 4，EventID = 0）
D)0x5AA504，表示接收到应用通知移除事件（CategoryID = 4，EventID = 4）
2.3 MCU软件设计
上面提到BLE端对接收到的数据进行判断后会通过串口发送不同的数据标志给到MCU端， MCU端对接收到的BLE串口数据处理方式如下：
1) 通过串口（USART3）接收BLE模块发送的通知数据
2) 接收到0x5AA501，点亮LED2提示来电通知
3) 接收到0x5AA502，关闭LED2提示来电通知移除
4) 接收到0x5AA503，点亮LED3提示应用通知
5) 接收到0x5AA504，关闭LED3提示应用通知移除
6) 除ANCS通知外，对蓝牙连接状态也会进行显示：
      接收到0x5AA505，点亮LED4提示蓝牙连接配对成功
      接收到0x5AA506，关闭LED4提示蓝牙连接断开
7) 除LED表示通知类型外，还会将接收到的通知数据发送到串口（USART2）来模拟通知显示
3 ANCS案例使用
本案例将展示如何通过AT32WB415对苹果设备通知信息进行实时的监听与接收。
3.1 硬件资源
1) 指示灯LED2/LED4
2) AT-START-WB415实验板
3) 一台IOS设备
3.2 软件资源
1) ICP Programmer Tool，可在官网下载最新版本
2) BLE模块源码
    ble_app_ancs，BLE源程序，用于BLE模块app程序，工程路径位于：
         SourceCode\wb415_ble_ancs_2.0.0\projects\ble_app_ancs
3) MCU端源码
    wb415_mcu_project，MCU源程序，用于BLE数据处理，工程路径位于：
         SourceCode\wb415_mcu_ancs_2.0.0\utilities\wb415_mcu_project\mdk_v5
注：本案例仅提供Keil v5版本工程，若用户需要在其他编译环境上使用，请参考AT32WB415_Firmware_Library_V2.x.x\project\at_start_wb415\templates中各种编译环境（例如IAR6/7/8,keil 4/5, eclipse_gcc）进行对应修改即可。
3.3 ANCS demo使用
在使用ANCS服务前需要在WB415中烧录支持ANCS服务的源码，步骤如下：
1) 打开BLE端的ble_app_gatt源程序
2) 编译后会生成一系列bin文件，位于ble_app_ancs\output\app路径，其中
       wb415_ble_ancs_merge.bin，融合了底层蓝牙协议栈和上层应用程序
3) 打开ICP工具下载上述路径中的wb415_ble_ancs_merge.bin至BLE模块，如下图


4) 打开MCU端的wb415_mcu_project源程序
5) 通过Keil v5编译后直接下载即可
BLE模块和MCU端代码都下载完成后即可开始进行ANCS服务测试，步骤如下
1) 打开IOS设备的蓝牙并扫描，点击名称为WB415-ANCS的设备进行连接

2) 配对完成后还需要允许WB415-ANCS接收本设备的通知

3) 连接成功后会通过串口PA2（USART2_TX）打印信息“BLE connected to ANCS”，同时LED4会被点亮
4) 测试来电通知，当收到来电通知时串口会打印来电号码，LED2会被点亮，通知清除（接听或挂断）时LED2熄灭
5) 测试应用通知，当接收到应用通知时串口会打印应用通知的相关信息，如应用名称，消息内容，消息接收时间等，此时LED3会被点亮，通知清除时LED3熄灭。
注：若IOS设备为中文系统，则串口打印的应用通知中可能会有乱码，这是由于包含的通知消息中含有UTF-8编码格式的中文信息，将串口数据保存后通过UTF-8编码读取即可获取其中的中文信息。

至此本案例的WB415 ANCS测试完成。