健康小屋

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  健康小屋ECG信号采集接收

  在健康小屋智能终端,GAP和GATT两个层通过Android API是直接能够接触到。ATT的服务框架和配置文件(profile)由通用属性规范GATT定义并使用,用于数据的传输。通用接入规范GAP,用于配置广播、连接、配对、绑定等参数一,。本文采用android手机扫描发现采集模块的蓝牙节点并且建立通信连接。

  健康小屋ECG信号采集接收


  健康小屋双方通信需要使用一个密钥Key(128 bit)对数据进行加密后才能发送,加密只针对数据包中命令字以后的全部字节(不包含命令字),加密算法采用AES.128,ECB模式H1。Key是由主机产生的一个的随机密钥,主机将Key使用一个登陆密钥Log.inKey(128 bit)进行AES.128加密,再下发给从机,从机使用LoginKey解密得到Key并存储。之后所有的通信都要使用这个Key对数据进行AES.128加密后才能发送,加密只针对变长部分的相关参数。

  4.2设备认证

  健康小屋发射器和接收器是相互对应的,即其他的蓝牙主设备禁止连接发射器。这个过程需要设备之间通过认证,若任意一方认证未通过,则蓝牙连接建立失败。主、从机之间每次连接都需要首先完成设备认证,认证通过方可进行后续操作。设备认证过程如下:

健康小屋ECG信号采集接收


  (1)健康小屋主机搜索到正在广播的从机后发起建立连接请求,建立成功后判断Service UUID和Characteristic UUID是否正确、权限是否正确,之后立即打开特征值ECGControl(UUID=0x2A52)的Indication。(2)主机下发设备认证命令。(3)从机发送LoginKey MD5进行登陆。(4)主机收到后计算并校验MD5是否正确,若失败立即断开连接,若校验通过则产生随机密钥Key并存储,将Key通过LoginKey进行AES.128加密,得到AESKey,下发AESKey给从机。(5)从机接收AESKey,使用LoginKey解密得到Key(此处可考虑主机再发一个原始Key的CRCl6,从机校验Key是否正确),再判断当前Key与上一次连接使用的Key是否相同,若不相同则存储,存储成功后发送应答,若相同则认证失败,立即断开连接。

  (6)健康小屋主机接收到应答,设备认证通过,可以进行后续操作。主机收到错误应答或未收到应答,返回步骤2,连续3次收到错误应答或未收到应答则认证失败,立即断开连接。


健康小屋ECG信号采集接收


  健康小屋Android手机连接到节点设备后,发送主服务需要的UUID,主服务UUID匹配,然后通过发送特性UUID,获得GATT数据服务,从而进行服务端和客户端数据的交互。如图4为心电信号传输流程图。

  


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