BLE广播包基础知识讲解

发布时间:2023-08-04  

广播包有两种:广播包(Advertising Data)和响应包(Scan Response),其中广播包是每个设备必须广播的,而响应包是可选的。数据包的格式如下图所示:data format每个包都是 31 字节,数据包中分为有效数据(significant)和无效数据(non-significant)两部分。

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有效数据部分:
包含若干个广播数据单元,称为 AD Structure。如图中所示,AD Structure 的组成是:第一个字节是长度值 Len,表示接下来的 Len 个字节是数据部分。数据部分的第一个字节表示数据的类型 AD Type,剩下的 Len - 1 个字节是真正的数据 AD data。其中 AD type 非常关键,决定了 AD Data 的数据代表的是什么和怎么解析

无效数据部分:
因为广播包的长度必须是 31 个 byte,如果有效数据部分不到 31 自己,剩下的就用 0 补全。这部分的数据是无效的,解释的时候,忽略即可。

AD type:
AD type定义

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完整的BLESDK 会头文件里定义好
// GAP_ADTYPE_DEFINES GAP Advertisement Data Types
#define GAP_ADTYPE_FLAGS                         0x01 //!< Discovery Mode: @ref GAP_ADTYPE_FLAGS_MODES
#define GAP_ADTYPE_16BIT_MORE                   0x02 //!< Service: More 16-bit UUIDs available
#define GAP_ADTYPE_16BIT_COMPLETE               0x03 //!< Service: Complete list of 16-bit UUIDs
#define GAP_ADTYPE_32BIT_MORE                    0x04 //!< Service: More 32-bit UUIDs available
#define GAP_ADTYPE_32BIT_COMPLETE               0x05 //!< Service: Complete list of 32-bit UUIDs
#define GAP_ADTYPE_128BIT_MORE                   0x06 //!< Service: More 128-bit UUIDs available
#define GAP_ADTYPE_128BIT_COMPLETE              0x07 //!< Service: Complete list of 128-bit UUIDs
#define GAP_ADTYPE_LOCAL_NAME_SHORT             0x08 //!< Shortened local name
#define GAP_ADTYPE_LOCAL_NAME_COMPLETE          0x09 //!< Complete local name
#define GAP_ADTYPE_POWER_LEVEL                   0x0A //!< TX Power Level: 0xXX: -127 to +127 dBm
#define GAP_ADTYPE_OOB_CLASS_OF_DEVICE           0x0D //!< Simple Pairing OOB Tag: Class of device (3 octets)
#define GAP_ADTYPE_OOB_SIMPLE_PAIRING_HASHC     0x0E //!< Simple Pairing OOB Tag: Simple Pairing Hash C (16 octets)
#define GAP_ADTYPE_OOB_SIMPLE_PAIRING_RANDR     0x0F //!< Simple Pairing OOB Tag: Simple Pairing Randomizer R (16 octets)
#define GAP_ADTYPE_SM_TK                         0x10 //!< Security Manager TK Value
#define GAP_ADTYPE_SM_OOB_FLAG                  0x11 //!< Security Manager OOB Flags
#define GAP_ADTYPE_SLAVE_CONN_INTERVAL_RANGE    0x12 //!< Min and Max values of the connection interval (2 octets Min, 2 octets Max) (0xFFFF indicates no conn interval min or max)
#define GAP_ADTYPE_SIGNED_DATA                  0x13 //!< Signed Data field
#define GAP_ADTYPE_SERVICES_LIST_16BIT         0x14 //!< Service Solicitation: list of 16-bit Service UUIDs
#define GAP_ADTYPE_SERVICES_LIST_128BIT        0x15 //!< Service Solicitation: list of 128-bit Service UUIDs
#define GAP_ADTYPE_SERVICE_DATA                  0x16 //!< Service Data - 16-bit UUID
#define GAP_ADTYPE_PUBLIC_TARGET_ADDR           0x17 //!< Public Target Address
#define GAP_ADTYPE_RANDOM_TARGET_ADDR           0x18 //!< Random Target Address
#define GAP_ADTYPE_APPEARANCE                     0x19 //!< Appearance
#define GAP_ADTYPE_ADV_INTERVAL                   0x1A //!< Advertising Interval
#define GAP_ADTYPE_LE_BD_ADDR                     0x1B //!< LE Bluetooth Device Address
#define GAP_ADTYPE_LE_ROLE                         0x1C //!< LE Role
#define GAP_ADTYPE_SIMPLE_PAIRING_HASHC_256     0x1D //!< Simple Pairing Hash C-256
#define GAP_ADTYPE_SIMPLE_PAIRING_RANDR_256     0x1E //!< Simple Pairing Randomizer R-256
#define GAP_ADTYPE_SERVICE_DATA_32BIT           0x20 //!< Service Data - 32-bit UUID
#define GAP_ADTYPE_SERVICE_DATA_128BIT          0x21 //!< Service Data - 128-bit UUID
#define GAP_ADTYPE_3D_INFO_DATA                  0x3D //!< 3D Information Data
#define GAP_ADTYPE_MANUFACTURER_SPECIFIC       0xFF //!< Manufacturer Specific Data: first 2 octets contain the Company Identifier Code followed by the additional manufacturer specific data

// GAP_ADTYPE_FLAGS_MODES GAP ADTYPE Flags Discovery Modes
#define GAP_ADTYPE_FLAGS_LIMITED                0x01 //!< Discovery Mode: LE Limited Discoverable Mode
#define GAP_ADTYPE_FLAGS_GENERAL                0x02 //!< Discovery Mode: LE General Discoverable Mode
#define GAP_ADTYPE_FLAGS_BREDR_NOT_SUPPORTED  0x04 //!< Discovery Mode: BR/EDR Not Supported


Flags: TYPE = 0x01。这个数据用来标识设备 LE 物理连接的功能。DATA 是 0 到多个字节的 Flag 值,每个 bit 上用 0 或者 1 来表示是否为 True。如果有任何一个 bit 不为 0,并且广播包是可连接的,就必须包含此数据。各 bit 的定义如下:

bit 0: LE 有限发现模式
bit 1: LE 普通发现模式
bit 2: 不支持 BR/EDR
bit 3: 对 Same Device Capable(Controller) 同时支持 BLE 和 BR/EDR
bit 4: 对 Same Device Capable(Host) 同时支持 BLE 和 BR/EDR
bit 5…7: 预留

Service UUID:
Service UUID: 广播数据中一般都会把设备支持的 GATT Service 广播出来,用来告诉外面本设备所支持的 Service。有三种类型的 UUID:16 bit, 32bit, 128 bit。广播中,每种类型类型有有两个类别:完整和非完整的。这样就共有 6 种 AD Type。

Local Name:
Local Name: 设备名字,DATA 是名字的字符串。Local Name 可以是设备的全名,也可以是设备名字的缩写,其中缩写必须是全名的前面的若干字符。

设备全名:TYPE = 0x08
设备简称:TYPE = 0x09

TX Power Level:
TX Power Level: TYPE = 0x0A,表示设备发送广播包的信号强度。DATA 部分是一个字节,表示 -127 到 + 127 dBm。

Security Manager Out of Band
带外安全管理(Security Manager Out of Band):TYPE = 0x11。DATA 也是 Flag,每个 bit 表示一个功能:

bit 0: OOB Flag,0 表示没有 OOB 数据,1 表示有
bit 1: 支持 LE
bit 2: 对 Same Device Capable(Host) 同时支持 BLE 和 BR/EDR
bit 3: 地址类型,0 表示公开地址,1 表示随机地址

外设(Slave)连接间隔范围:
外设(Slave)连接间隔范围:TYPE = 0x12。数据中定义了 Slave 最大和最小连接间隔,数据包含 4 个字节:

前 2 字节:定义最小连接间隔,取值范围:0x0006 ~ 0x0C80,而 0xFFFF 表示未定义;
后 2 字节:定义最大连接间隔,同上,不过需要保证最大连接间隔大于或者等于最小连接间隔。

服务搜寻:
服务搜寻:外围设备可以要请中心设备提供相应的 Service。其数据定义和前面的 Service UUID 类似:

16 bit UUID 列表:TYPE = 0x14
32 bit UUID 列表:TYPE = 0x??
128 bit UUID 列表:TYPE = 0x15

Service Data:
Service Data: Service 对应的数据。

16 bit UUID Service: TYPE = 0x16, 前 2 字节是 UUID,后面是 Service 的数据;
32 bit UUID Service: TYPE = 0x??, 前 4 字节是 UUID,后面是 Service 的数据;
128 bit UUID Service: TYPE = 0x??, 前 16 字节是 UUID,后面是 Service 的数据

公开目标地址:
公开目标地址:TYPE = 0x17,表示希望这个广播包被指定的目标设备处理,此设备绑定了公开地址,DATA 是目标地址列表,每个地址 6 字节。

随机目标地址:
随机目标地址:TYPE = 0x18,定义和前一个类似,表示希望这个广播包被指定的目标设备处理,此设备绑定了随机地址,DATA 是目标地址列表,每个地址 6 字节。

Appearance:
Appearance:TYPE = 0x19,DATA 是表示了设备的外观

厂商自定义数据:
厂商自定义数据: TYPE = 0xFF,厂商自定义的数据中,前两个字节表示厂商 ID,剩下的是厂商自己按照需求添加,里面的数据内容自己定义。


广播包代码配置

config/user_config.h
 

//设备名称

#define APP_DFLT_DEVICE_NAME           ("SUN_UART")

//广播包UUID配置

#define APP_FFF0_ADV_DATA_UUID        "x03x03xE0xFF"

#define APP_FFF0_ADV_DATA_UUID_LEN    (4)

//扫描响应包数据

#define APP_SCNRSP_DATA        "x07x08x42x4Bx33x34x33x32" //BK3432"

#define APP_SCNRSP_DATA_LEN     (8)

复制代码



低功耗蓝牙 BLE 广播数据解析:
flags:0x06
UUID:F0FF
DeviceName设备名:Fragrance  (AD Type:09)
ShortenedName简略设备名:Fragrance  (08: AD TYPE Shortened Local Name)
 

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文章来源于:电子工程世界    原文链接
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