nRF52832 改變ATT_MTU提高藍牙數據發送速率（nRF5_SDK_14.2.0）

nRF52832 作為一個低功耗藍牙晶元，其數據發送發送速率一直都偏低（高就不叫低功耗了^_^），作為初學者在網上找了很多資料，終於找到通過修改ATT_MTU來提升發送速率的方法，最快能達到8.2KB/s，現在就分享出來 ...

nRF52832 作為一個低功耗藍牙晶元，其數據發送發送速率一直都偏低（高就不叫低功耗了^_^），作為初學者在網上找了很多資料，終於找到通過修改ATT_MTU來提升發送速率的方法，最快能達到8.2KB/s，現在就分享出來

首先我用的協議棧是 nRF5_SDK_14.2.0 ，將\examples\ble_peripheral中的 ble_app_template 作為模板，以此進行修改

廢話不說，先上代碼，首先是定義

#define TIMER_INTERVAL        APP_TIMER_TICKS(29)      //定時器時間間隔

1 BLE_NUS_DEF(m_nus);          //加入串口服務結構（修改）
2 BLE_CMD_DEF(m_cmd);          //加入命令服務結構
3 APP_TIMER_DEF(m_timer1);     //定時器1
4 
5 uint8_t         hr_data[250];
6 uint8_t         cmd_data;                   //接收的命令
7 bool            send_state = false;         //發送狀態,預設不發送
8 
9 static uint16_t  length = 244;

主函數基本沒修改，主要初始化了一組數據用來測試發送，加入了調度器，因為使用的定時器定時進行發送，而藍牙發送不好放在中斷里進行，定時器中斷就做一個接發送函數放入調度器的操作。定義了一個全局數組，用來存放發送的數據。

 1 int main(void)
 2 {
 3     bool erase_bonds;
 4 
 5     // Initialize.
 6     log_init();
 7     timers_init();
 8     buttons_leds_init(&erase_bonds);
 9     ble_stack_init();
10     gap_params_init();
11     gatt_init();
12     advertising_init();
13     services_init();
14     conn_params_init();
15     peer_manager_init();
16 
17     // Start execution.
18     NRF_LOG_INFO("Template example started.");
19 
20     advertising_start(erase_bonds);
21     
22     for(uint8_t i=0;i<250;i++) hr_data[i]=i;   //初始化數據包
23     SEGGER_RTT_printf(0, "\n");// 此處列印信息
24     
25     APP_SCHED_INIT(20, 2);       //初始化調度器  
26    
27     // Enter main loop.
28     for (;;)
29     {
30         app_sched_execute();      //調度
31 
32         if (NRF_LOG_PROCESS() == false)
33         {
34             power_manage();
35         }
36     }
37 }

先看定時器

1 static void timers_init(void)
2 {
3     // Initialize timer module.
4     uint32_t err_code = app_timer_init();
5     APP_ERROR_CHECK(err_code);
6 
7     err_code = app_timer_create(&m_timer1, APP_TIMER_MODE_REPEATED, timer_timeout_handler);
8     APP_ERROR_CHECK(err_code);  
9 }

定時器中斷服務函數

1 void timer_timeout_handler(void * p_context)
2 {
3     if ( send_state == true )
4     {
5         hr_data[0]++;
6         if(hr_data[0]>255) hr_data[0]=0;     //改變第一個位元組
7         app_sched_event_put(NULL, 0, ble_nus_send);  // 加入調度   
8     }       
9 }

藍牙發送函數

 1 void ble_nus_send(void)    
 2 {
 3     uint32_t err_code;
 4     do
 5     {
 6         err_code = ble_nus_string_send(&m_nus, hr_data, &length);   
 7         if ( (err_code != NRF_ERROR_INVALID_STATE) && (err_code != NRF_ERROR_BUSY) )
 8         {
 9             APP_ERROR_CHECK(err_code);
10         }
11     } while (err_code == NRF_ERROR_BUSY);
12 }

接下來是藍牙服務，這裡我使用了兩個自定義的服務，因為之前測試發送同一個串口服務進行收發的話，在連續接收數據時候，發送的命令會被堵塞，所以索性改了兩個服務，分別用來收發，不知道大家有碰到過這種情況沒，有的話歡迎一起交流交流。

 1 static void services_init(void)
 2 {
 3     uint32_t                err_code;
 4     ble_nus_init_t          nus_init;
 5     ble_cmd_init_t          cmd_init;
 6 
 7     /* 初始化串口服務  */
 8     memset(&nus_init, 0, sizeof(nus_init));
 9     err_code = ble_nus_init(&m_nus, &nus_init);
10     APP_ERROR_CHECK(err_code);
11 
12     /* 初始化自定義命令服務  */
13     memset(&cmd_init, 0, sizeof(cmd_init));
14     cmd_init.data_handler = cmd_data_handler;       //命令處理函數
15     err_code = ble_cmd_init(&m_cmd, &cmd_init);
16     APP_ERROR_CHECK(err_code);   
17 }

命令數據處理函數，定義了一個全局變數，用來指示發送狀態，根據接收的命令修改狀態，以及開關定時器。

 1 static void cmd_data_handler(ble_cmd_evt_t * p_evt)
 2 {
 3     ret_code_t err_code;
 4     SEGGER_RTT_printf(0, "Receive a command\n");// 此處列印信息
 5     cmd_data = p_evt->params.rx_data.p_data[0];   //接收1個位元組作為命令
 6         
 7     switch ( cmd_data )
 8     {
 9         case BLE_STOP_CMD :
10             send_state = false;    //停止發送
11             err_code = app_timer_stop(m_timer1);   //停止定時器
12             APP_ERROR_CHECK(err_code);  
13             break;
14         case BLE_SEND_CMD :
15             send_state = true;    //允許發送
16             err_code = app_timer_start(m_timer1, TIMER_INTERVAL, NULL);  //啟動定時器
17             APP_ERROR_CHECK(err_code);  
18             break;
19         default:
20             SEGGER_RTT_printf(0, "Invalid command\n");// 此處列印信息
21             break;
22     }    
23 }

整個程式的框架基本上就是這樣，通過藍牙接收的命令打開定時器，定時器中斷將發送函數加入調度，主迴圈輪轉到發送時進行數據發送

通過修改 length 改變發送包的大小

通過修改TIMER_INTERVAL 修改定時器時間

兩者配合改變數據發送速率。

到了這裡，就得修改ATT_MTU了，不然244個位元組根本發不了，打開sdk_config.h

 1 // <h> nRF_SoftDevice 
 2 
 3 //==========================================================
 4 // <e> NRF_SDH_BLE_ENABLED - nrf_sdh_ble - SoftDevice BLE event handler
 5 //==========================================================
 6 #ifndef NRF_SDH_BLE_ENABLED
 7 #define NRF_SDH_BLE_ENABLED 1
 8 #endif
 9 // <h> BLE Stack configuration - Stack configuration parameters
10 
11 // <i> These values are not used directly by the SoftDevice handler but the application or other libraries might depend on them.
12 // <i> Keep them up-to-date with the desired configuration.
13 //==========================================================
14 // <o> NRF_SDH_BLE_PERIPHERAL_LINK_COUNT - Maximum number of peripheral links. 
15 #ifndef NRF_SDH_BLE_PERIPHERAL_LINK_COUNT
16 #define NRF_SDH_BLE_PERIPHERAL_LINK_COUNT 1
17 #endif
18 
19 // <o> NRF_SDH_BLE_CENTRAL_LINK_COUNT - Maximum number of central links. 
20 #ifndef NRF_SDH_BLE_CENTRAL_LINK_COUNT
21 #define NRF_SDH_BLE_CENTRAL_LINK_COUNT 0
22 #endif
23 
24 // <o> NRF_SDH_BLE_TOTAL_LINK_COUNT - Maximum number of total concurrent connections using the default configuration. 
25 #ifndef NRF_SDH_BLE_TOTAL_LINK_COUNT
26 #define NRF_SDH_BLE_TOTAL_LINK_COUNT 1
27 #endif
28 
29 // <o> NRF_SDH_BLE_GAP_EVENT_LENGTH - The time set aside for this connection on every connection interval in 1.25 ms units. 
30 #ifndef NRF_SDH_BLE_GAP_EVENT_LENGTH
31 #define NRF_SDH_BLE_GAP_EVENT_LENGTH 8    //預設值3
32 #endif
33 
34 // <o> NRF_SDH_BLE_GATT_MAX_MTU_SIZE - Static maximum MTU size. 
35 #ifndef NRF_SDH_BLE_GATT_MAX_MTU_SIZE
36 #define NRF_SDH_BLE_GATT_MAX_MTU_SIZE  247       //預設值23
37 #endif
38 
39 // <o> NRF_SDH_BLE_GATTS_ATTR_TAB_SIZE - Attribute Table size in bytes. The size must be a multiple of 4. 
40 #ifndef NRF_SDH_BLE_GATTS_ATTR_TAB_SIZE
41 #define NRF_SDH_BLE_GATTS_ATTR_TAB_SIZE 1408
42 #endif
43 
44 // <o> NRF_SDH_BLE_VS_UUID_COUNT - The number of vendor-specific UUIDs. 
45 #ifndef NRF_SDH_BLE_VS_UUID_COUNT
46 #define NRF_SDH_BLE_VS_UUID_COUNT 1 //預設為0
47 #endif

這裡修改了3個地方，

NRF_SDH_BLE_GAP_EVENT_LENGTH 這個是每個間隔預留給連接的時間

NRF_SDH_BLE_GATT_MAX_MTU_SIZE 這個就是最大MTU了

NRF_SDH_BLE_VS_UUID_COUNT 這個因為我加了兩個自定義服務，所以也要改成1

接下來通過修改 length 和 TIMER_INTERVAL 編譯下載後來測試速率了

註意的是，因為修改過NRF_SDH_BLE_GATT_MAX_MTU_SIZE，所以RAM的地址會發生改變，打開sdk_config.h，修改

1 //==========================================================
2 // <e> NRF_LOG_ENABLED - Logging module for nRF5 SDK
3 //==========================================================
4 #ifndef NRF_LOG_ENABLED
5 #define NRF_LOG_ENABLED 1
6 #endif

1 //==========================================================
2 // <e> NRF_LOG_BACKEND_RTT_ENABLED - nrf_log_backend_rtt - Log RTT backend
3 //==========================================================
4 #ifndef NRF_LOG_BACKEND_RTT_ENABLED
5 #define NRF_LOG_BACKEND_RTT_ENABLED 1
6 #endif

這樣就可以通過RTT列印的信息來調整RAM的地址和大小了

再次編譯，下載，沒問題後，在andorid手機上使用 ‘nRF Connect’ 進行調試

附上我的測試圖片

數據顯示

這裡使用的就是每29ms發送一次，每次發送244位元組，通過計算，（1000/29）*244 = 8413byte 約 8.2KB/s ，這是我目前測出的最大傳輸速率，但是不停穩定，超出一米的距離基本就會失去連接，另外連接間隔我也有修改

1 #define MIN_CONN_INTERVAL               MSEC_TO_UNITS(8, UNIT_1_25_MS)      
2 #define MAX_CONN_INTERVAL               MSEC_TO_UNITS(12, UNIT_1_25_MS)      
3 #define SLAVE_LATENCY                   0                                   
4 #define CONN_SUP_TIMEOUT                MSEC_TO_UNITS(4000, UNIT_10_MS)

因為初次接觸藍牙，這方面不是太懂，可能寫的不是太好，歡迎指正，或者有測出更高速率的朋友也可以一起交流下

對於改變MTU為什麼會提高發送速率，我抓包分析了一下