Windows Bluetooth sistēmas analīze - SensorTag pieeja: 7 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Tālāk es analizēšu Windows operētājsistēmu (OS) no saziņas viedokļa ar Bluetooth zema enerģijas patēriņa ierīcēm - mūsu gadījumā ar dažāda veida SensorTags: Thunderboard React, Thunderboard Sense (abus ražo Silicon Labs) Company), CC2650STK un CC2541DK (abus izstrādājis Texas Instruments Company).

1. darbība: Windows Bluetooth sistēmas analīze - SensorTag pieeja

Tālāk es analizēšu Windows operētājsistēmu (OS) no saziņas viedokļa ar Bluetooth zema enerģijas patēriņa ierīcēm - mūsu gadījumā ar dažāda veida SensorTags: Thunderboard React, Thunderboard Sense (abus ražo Silicon Labs) Company), CC2650STK un CC2541DK (abus izstrādājis Texas Instruments Company).

Tālāk es analizēšu Windows 7, Windows 8.1 un šādas Windows 10 versijas:

· Jubilejas atjauninājums (izlaists 2016. gada 2. augustā; atbalsta beigas: provizoriski 2018. gada marts), · Creators Update (izlaists 2017. gada 5. aprīlī; atbalsta beigas: provizoriski 2018. gada septembris) un

· Fall Creators Update (izlaists 2017. gada 17. oktobrī; atbalsta beigas: provizoriski 2019. gada marts).

Analīze tiks veikta no šādiem viedokļiem:

1. Operētājsistēmas (OS) spēja savienoties pārī ar SensorTag;

2. iespēja iegūt vispārējas piekļuves datus (tas ir obligāts pakalpojums);

3. iespēja iegūt informāciju par ierīci (šis pakalpojums atklāj ražotāja un/vai pārdevēja informāciju, kas saistīta ar konkrētu SensorTag);

4. Spēja iegūt SensorTag datus, izmantojot lasīšanas pieeju un

5. Iespēja iegūt SensorTag datus, izmantojot paziņošanas pieeju.

Visi testi tika veikti, izmantojot lietojumprogrammas áldTags 9.7.8.0 versiju. Lietojumprogramma áldTags tika izveidota, atbalstot Windows SDK - Bluetoothapis. Tika izmantotas tādas funkcijas kā BluetoothGATTGetCharacteristicValue, BluetoothGATTGetDescriptorValue, BluetoothGATTGetServices vai BluetoothGATTSetCharacteristicValue.

Šo lietojumprogrammu, svētību zīmes (BLE SensorTags), var lejupielādēt no Windows veikala lietotnēm: https://www.microsoft.com/store/apps/9p054xsjjr1n. Lai iegūtu vairāk informācijas, demonstrācijas, praktiskus pielietojumus, piemērus utt., Lūdzu, apmeklējiet šo emuāru:

2. darbība. Windows 10 - jubilejas atjauninājums - versija 1607

Šī Windows 10 operētājsistēmas versija ir labākā no Bluetooth zema enerģijas patēriņa ierīču viedokļa. Tas var bez problēmām savienoties pārī ar visām SensorTags (neatkarīgi no programmatūras versijas, kas uz tām darbojas), ar kurām lietojumprogramma áldTags zina, kā strādāt (CC2650STK, Thunderboard React, Thunderboard Sense un CC2541DK), kā arī visa informācija no Bluetooth pakalpojumiem kļūst vispārīga Piekļuve un ierīces informācija tiek iegūta bez problēmām.

Analizējot datu iegūšanas ātrumu (ierīcēm CC2650STK un CC2541DK), izmantojot datu pārsūtīšanas paziņošanas un lasīšanas mehānismu, mēs varam novērot sekojošo:

1. izmantojot paziņošanas mehānismu, mēs varam bez problēmām iegūt datus no visiem sensoriem (astoņi) no 150 [ms] līdz 150 [ms];

2. tā vietā, kad mēs iestatām iegūšanas laiku uz 150 [ms] un izmantojam datu nolasīšanas mehānismu - vislaimīgākajā situācijā mēs iegūstam 713 [ms], bet sliktākajā gadījumā - 840 [ms].

Ja mēs analizēsim Thunderboard React un Thunderboard Sense, mēs iegūsim līdzvērtīgus rezultātus - tie darbojas bez problēmām Windows 10 jubilejas atjaunināšanas vidē.

Faktiski visas svētnīcas TagTags lietojumprogrammas galveno funkciju un dažādu īpašo funkciju (piemēram, sīkrīku) prezentācijas filmas ir veidotas, izmantojot Windows 10 jubilejas atjauninājumu.

3. darbība. Windows 10 - veidotāju atjauninājums - versija 1703

Windows 10 Creators Update versija ir sliktākā operētājsistēma (OS) no Bluetooth zema enerģijas patēriņa ierīču viedokļa.

Gandrīz nekas nedarbojas. Microsoft atzina, ka satura veidotāju atjauninājums pārtrauca Bluetooth Low Energy (1. un 2. atsauce). Microsoft uzņēmums apsolīja labojumfailu pēc iespējas ātrāk. Bet kopš tā laika viņi ir izlaiduši atjauninātu Windows versiju (Fall Creators Update), un nekas nav noticis - līdz šim Windows 10 Creators Update versijā Bluetooth Low Energy joprojām nedarbojas.

Forumos ir daudz ziņu, kurās dažādas tautas sūdzas par dažāda veida Bluetooth ierīcēm, kuras pārstāj darboties pēc jaunināšanas uz Creators Update (skatiet šeit, skatiet šeit, skatiet šeit, skatiet šeit utt.).

Rezultāti, kurus es tūlīt parādīšu, tika iegūti pēc daudziem testiem: (1) galddatorā, kuram bija CSR4.0 Bluetooth USB dongle (CSR8510 A10), un (2) Dell Inspiron P66F klēpjdatorā ar integrēta Bluetooth LE ierīce. Es zinu, ka internetā ir daudz risinājumu vairāku veidu Bluetooth problēmu novēršanai. Es izmēģināju gandrīz visu, bet nekas nedarbojās (atjauniniet Bluetooth draiveri, palaidiet Windows problēmu novēršanas rīku, atspējojiet un iespējojiet ar Bluetooth saistītos pakalpojumus utt.)

Tātad, iepazīstināsim ar rezultātiem:

1. CC2650STK:

a. Programmatūras versijā 1.40 SensorTag ierīces savienošana pārī ar Windows nav iespējama (es atkārtoju procesu vairākas reizes, vismaz 8-10 reizes, ieslēdzu un izslēdzu Bluetooth un mēģināju vēlreiz-rezultāti bija vienādi: nebija iespējams pievienot šo ierīci).

b. Programmatūras versijā 1.20 dators atklāja SensorTag, un es varēju pārī savienot SensorTag ar datoru.

Turklāt es varēju iegūt vispārējās piekļuves datus. Bet pakalpojumā Iegūt ierīces informāciju no 9 raksturlielumiem atbildēja tikai 6 un tikai no tiem bija iespējams iegūt informāciju.

Tā vietā es nevaru iestatīt ierīci un nevaru izgūt datus no sensoriem, izmantojot lasīšanas mehānismu vai paziņojumus.

2. Thunderboard reakcija:

Sākot savienošanas pārī procesu, operētājsistēmai ir dīvaina uzvedība. Atrasto ierīču sarakstā parādās un pazūd SensorTag (ar 1… 1,5 s periodu). Visbeidzot, kad peles klikšķis izdodas uz SensorTag, savienošana pārī tiek pabeigta, un Thunderboard React gaismas diodēm (zilajām un zaļajām) ir periods, kad tās mirgo pēc kārtas netipiskā režīmā.

Vispārējās piekļuves pakalpojuma (0x1800) raksturlielumu nolasīšanu var veikt bez problēmām, bet nolasījums no ierīces informācijas pakalpojuma (0x180A) neizdodas attiecībā uz visiem četriem esošajiem raksturlielumiem.

Nosakot sensorus (iegulti SensorTag), datu iegūšanas veidu (vietnē Thunderboard React jums ir tikai šāda iespēja: (1) iegūt datus, izmantojot paziņojumu no 3 sensoriem, un (2) lasīt datus no pārējiem četriem sensoriem). nav iespējams. Tāpēc neiespējamība iegūt faktiskos datus no sensoriem rodas tieši no šejienes.

3. Thunderboard Sense:

Tika konstatēts, ka tas pats pulsējošais process, kas novērots Thunderboard React gadījumā, pastāv arī Thunderboard Sense - kad mēs vēlamies sasniegt savienošanas pārī procesu. Bet šeit viss ir vēl sliktāk: pēc savienošanas pārī programma svētībaTag nevar noteikt SensorTag. Tātad, nav aktīvas ierīces - neviena entītija, no kuras lietojumprogramma áldTags iegūst datus.

4. CC2541DK:

Rīcība ir identiska CC2650STK (programmaparatūras versija 1.40) darbībai. Katrā savienojuma mēģinājumā tiks parādīts šāds kļūdas ziņojums: "Mēģiniet vēlreiz savienot ierīci".

Tātad, visbeidzot, šajā Windows 10 versijā (Creators Update) nav iespējams sazināties ar kādu no četriem iepriekš norādītajiem SensorTags veidiem. Līdz ar to es (vēlreiz) pieminu, ka šeit esmu izmantojis to pašu programmatūras versiju, kuru izmantoju arī visos testos, kas veikti, atjauninot Windows 10 jubilejas atjauninājumu.

4. darbība. Windows 10 - rudens veidotāju atjauninājums - versija 1709

Šī Windows 10 versija (1709 - OS Build 16299.19) ir milzīgs solis uz priekšu, salīdzinot ar Windows 10 Creators Update (bija BLE, gandrīz nekas nedarbojas), taču tai vēl ir tāls ceļš, lai sasniegtu Windows 10 jubilejas atjaunināšanas līmeni (1607) operētājsistēma

Bet redzēsim, kāpēc es izdarīju šo paziņojumu:

1. CC2650STK (programmaparatūras versija 1.40) un CC2541DK:

Šeit es aplūkošu šīs divas ierīces vienlaicīgi, jo to uzvedība saistībā ar operētājsistēmu Windows 10 (1709) ir līdzīga.

Pārošanas darbība un nolasīšana no vispārējās piekļuves un ierīces informācijas pakalpojumiem darbojas nevainojami bez jebkādām problēmām.

Problēmas rodas tikai tad, ja mēs vēlamies nolasīt informāciju no sensoriem. Datu pārsūtīšanas mehānisms, izmantojot paziņojumus, vispār nedarbojas.

Vienīgais veids, kā iegūt datus no SensorTag iegultiem sensoriem, ir tiešās nolasīšanas mehānisms no ierīces. Šai pieejai ir divas problēmas: (1) zemāks datu pārraides ātrums (kā mēs parādījām iepriekš) un (2) ja visi sensori pieņem vienu no divām datu pārsūtīšanas metodēm (lasot un paziņojot), SensorTag pogas var būt nopratināja tikai ar paziņošanas mehānisma palīdzību. Pateicoties šai operētājsistēmas Windows 10 (1709) "funkcijai", lietojumprogramma áldTags, sākot ar versiju 9.7.8.0, ievieš arī lasīšanas metodi datu iegūšanai.

Parādās problēma ar CC2650STK SensorTag ar programmaparatūras versiju 1.20. Ja savienošana pārī un datu nolasīšana no vispārējās piekļuves pakalpojuma darbojas ļoti labi, lasīšanas process no ierīces informācijas pakalpojumiem nav iespējams. Turklāt sensoru rādījumi (no šī SensorTag ar šo programmaparatūras versiju) nedarbojas, izmantojot nevienu no diviem iespējamiem mehānismiem (lasīšanu vai paziņojumu).

2. Thunderboard reakcija:

Tādā pašā režīmā kā Windows 10 Creators Update SensorTag parādās un pazūd, kad vēlamies pievienot jaunu Bluetooth ierīci. Tādu pašu uzvedību var uzsvērt arī Bluetooth ātrās darbības pogas darbību centrā: “Nav pievienots” un “Thunderboard React” tiek parādīti atkārtoti (lūdzu, skatiet šo filmu šajā procesā, sākot no laika indeksa 5,14 s). Tūlīt mēs varam secināt ka Thunderboard React ir vainīgs, galvenokārt tāpēc, ka Silicon Labs inženieri ir nepareizi ieviesuši reklāmas mehānismu. Taču, meklējot internetā, mēs pamanīsim, ka citi lietotāji pēc Fall Creators instalēšanas ziņoja par to pašu problēmu cita veida BLE ierīcēm Atjauninājums - piem., Skatieties šo filmu pakalpojumā YouTube.

Pēc SensorTag savienošanas pārī lietojumprogramma áldTags nevar atrast ierīci Thunderboard React. Tātad šajā brīdī nekas nedarbojas: vispārējā piekļuve un ierīces informācijas pakalpojumi vai datu iegūšana no sensoriem, kas iebūvēti Thunderboard React SensorTag.

3. Thunderboard Sense:

Uzvedības režīms ir līdzīgs Thunderboard React režīmam. Šī Bluetooth ierīce tiek parādīta un atkārtoti pazūd. Kad savienošanas pārī process bija veiksmīgs, ir iespējams iegūt datus no vispārējā piekļuves pakalpojuma. Bet no šī brīža nekas vairs nedarbojas.

Visbeidzot, tagad, izmantojot Windows 10 Fall Creators Update (1709, būve 16229.19), darbojas tikai TI ražotās SensorTag (CC2650STK un CC2541DK). Turklāt viņi strādā tikai lasīšanas režīmā. Bet uzmanību! Šajā režīmā darbosies tikai CC2650STK programmaparatūras versija 1.40. Diemžēl, pērkot CC2650STK, jums ir ļoti liela iespēja iegādāties ierīci ar programmaparatūras versiju 1.20. Tātad, lai varētu sazināties ar šāda veida SensorTag jauninājumu, ir nepieciešams vismaz līdz programmaparatūras versijai 1.40.

Saistīts ar šo soli, es prezentēju filmu, kas pierāda visus iepriekš minētos apgalvojumus par Windows 10 Fall Creators Update.

Kopš pirmā Windows 10 Fall Creators Update izlaišanas (būvējums 16229.19), 2017. gada 17. oktobrī, saistībā ar Bluetooth LE nav veikti uzlabojumi vai kļūdu labojumi līdz KB4054517 (izlaists 2017. gada 12. decembrī). KB4054517 (OS versija 16299.125) ir būtiskas izmaiņas Bluetooth LE (skatiet šeit): “Novērš problēmu ar personalizētām Bluetooth ierīcēm, kas neatbalsta savienošanu”. Tā kā šis ziņojums ir ļoti noslēpumains, esmu nolēmis atsākt visu līdz šim veikto analīzi un noskaidrot, vai ir kādi uzlabojumi salīdzinājumā ar pirmo Windows 10 Fall Creators Update versiju (būvējums 16229.19). … Un neliels pārsteigums, šobrīd es varu iegūt: (1) datus no Thunderboard Sense (no sensoriem, kas iebūvēti SensorTag, bet tikai ar lasīšanas mehānismu) un (2) visu informāciju no vispārējās piekļuves un ierīces informācijas pakalpojumiem. Citu uzlabojumu nav.

5. darbība: Windows 8

Tā kā pirmā Microsoft OS ar BLE atbalstu, ieviešana ir apmierinoša, taču tā ir tālu no izcilas. Vienīgās ierīces, kas darbojas ar šo operētājsistēmu, ir CC2650STK un CC2541DK.

Iestatot CC2650STK uztveršanas laiku uz 150 [ms], mēs varam bez problēmām iegūt datus (no visiem iegultajiem sensoriem), kas atbilst 150 [ms] paraugu ņemšanas ātrumam. Diemžēl, izmantojot CCC2650STK lasīšanas mehānismu, mēs varam iegūt datus (no visiem sensoriem) ar 2 sekunžu periodu.

Situācija pasliktinās, kad mēs runājam par CC2541DK. Izmantojot paziņošanas mehānismu, dati tiek iegūti ar 0,4… 0,6 sekunžu periodu. Izmantojot lasīšanas mehānismu, mēs varam iegūt datus ar svārstīgu periodu 2,8… 3 sekundes. Nosacījumi ir vienādi: iegūšanas periods 150 [ms] no visiem sensoriem, kas iebūvēti CC2541DK SensorTag.

6. darbība: Windows 7

Microsoft uzņēmums ir pievienojis atbalstu Bluetooth zema enerģijas patēriņa (BLE) kaudzei, sākot ar operētājsistēmu Windows 8. Tie ir nodrošinājuši API, kas ļauj lietojumprogrammām piekļūt BLE ierīcēm.

Bet Microsoft nav pārnesis BLE API uz Windows 7. Windows 7 iebūvētā kaudze atbalsta tikai Bluetooth versiju 2.1/3.0, netiek atbalstīts BLE (4.0, 4.1 vai 4.2). Tātad, no izstrādātāja viedokļa, sistēmā Windows 7 nav iespējams sazināties ar BLE ierīci, izmantojot Windows 7 kaudzīti.

TI uzņēmumam ir programma ar nosaukumu BLE Device Monitor, kas spēj: (1) darboties operētājsistēmā Windows 7 un (2) sazināties ar SensorTag. Bet jums ir jāizmanto īpašs USB dongle (piemēram, CC2540 Bluetooth Low Energy USB). Ja USB dongle avota kods ir bezmaksas, BLE Device Monitor avota kods nav pieejams - tas ir paredzēts tikai TI uzņēmuma iekšējai lietošanai.

7. solis: Secinājumi

Windows 10 jubilejas atjauninājums (versija 1607) ir labākā Windows versija, ko Microsoft jebkad ir izveidojis no Bluetooth zema enerģijas patēriņa (BLE) ierīču viedokļa - mūsu gadījumā - SensorTags. Acīmredzot tas ir saistīts arī ar ievērojamo uzlabojumu skaitu, kas tika veikti Bluetooth LE līmenī šādās OS versijās (lai iegūtu vairāk informācijas: https://support.microsoft.com/en-us/help/4000825): 14393.51, 14393.105, 14393.189, 14393.222, 14393.321, 14393.351, 14393.726 un 14393.1083.

Lietojumprogrammu áldTags (BLE SensorTags) var lejupielādēt no Windows veikala lietotnēm: https://www.microsoft.com/store/apps/9p054xsjjr1n. Lai iegūtu vairāk informācijas, demonstrācijas, praktiskus pielietojumus, piemērus utt., Lūdzu, apmeklējiet šo emuāru:

Sintezējot visus iepriekš minētos rezultātus, mēs iegūsim tabulu, kas saistīta ar šo darbību.