低功耗蓝牙广播 说明 - MilkeZhang 的网络笔记

广播在蓝牙低功耗应用中,广播是一个重要的技术,可以用于实现设备发现、连接维护、位置服务等应用场景。GAPGAP(Generic Access Profile)是蓝牙协议栈中的一个重要协议,它定义了蓝牙设备的访问模式和行为。GAP 协议为蓝牙设备提供了一个标准化的接口,使得不同的蓝牙设备可以互相识别和交互。其中,广播是 GAP 协议的一个功能,用于在蓝牙设备之间传输短数据。在蓝牙低功耗(BLE)应用

低功耗蓝牙广播 说明

低功耗蓝牙广播 说明

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广播

在蓝牙低功耗应用中,广播是一个重要的技术,可以用于实现设备发现、连接维护、位置服务等应用场景。

GAP

GAP(Generic Access Profile)是蓝牙协议栈中的一个重要协议,它定义了蓝牙设备的访问模式和行为。GAP 协议为蓝牙设备提供了一个标准化的接口,使得不同的蓝牙设备可以互相识别和交互。其中,广播是 GAP 协议的一个功能,用于在蓝牙设备之间传输短数据。

在蓝牙低功耗(BLE)应用中,GAP 协议和广播密切相关。GAP 协议定义了广播的格式、参数和过程,使得不同设备可以互相识别和交互。在广播过程中,主机设备可以通过 GAP 接口发送广播包,从机设备可以通过 GAP 接口接收广播包,实现设备之间的互动。广播还可以用于设备发现、连接维护、位置服务等应用场景。

PHY

PHY代表物理层(Physical Layer),它是蓝牙技术中的一层协议,主要功能包括传输媒介的选取、传输信道的调制和解调、数据的编码和解码、差错检测和纠正等。

在蓝牙技术中,有多种不同的PHY,包括1Mbps的经典蓝牙PHY,2Mbps和Coded S8的LE PHY,用于不同的应用场景和需求。

Coded PHY

Coded PHY 是 BLE(蓝牙低功耗)协议定义的一种物理层技术。与传统的 1Mbps 和 2Mbps PHY 相比,Coded PHY 的传输速率较慢,通常在 125kbps 或 500kbps 左右,但可以提供更远的传输距离和更好的抗干扰性能。因此,Coded PHY 常用于物联网等需要远距离传输和低功耗的应用场景。

1. BLE 信道

低功耗蓝牙(BLE)使用2.4 GHz频段,频段范围为2402 MHz至2480 MHz。

BLE的频段范围与Wi-Fi和蓝牙2.0相同,但BLE使用的频道不同,所以它们不会发生冲突。

BLE使用40个频道,每个频道之间的带宽为2 MHz。

2. 广播数据包格式

一个广播数据包最长为37个字节 , 前6个字节为设备地址,后面是数据区,数据区最大31个字节,又分为若干个AD Sturcture。 数据区没用完的话,系统会在后面补0。



低功耗蓝牙广播 说明

3. AD Structure格式

每个AD Stucture由 长度、类型、内容三个部分组成 , 长度指的是类型+内容字节数。

长度类型内容
1字节1字节若干字节


4. AD Stucture类型定义

一些BLE广播类型定义值如下:

  • 0x00:广播标志
  • 0x01:不完整的16位服务UUID列表
  • 0x02:完整的16位服务UUID列表
  • 0x03:不完整的32位服务UUID列表
  • 0x04:完整的32位服务UUID列表
  • 0x05:不完整的128位服务UUID列表
  • 0x06:完整的128位服务UUID列表
  • 0x07:本地名称
  • 0x08:TX功率级别
  • 0x09:蓝牙名称
  • 0x0A:简单配对的Hash C
  • 0x0B:简单配对的随机数R
  • 0x0C:设备ID
  • 0x0D:服务数据
  • 0x0E:制造商特定数据
  • 0x0F:广播间隔

5. 广播数据解析示例

使用一般的安卓端蓝牙调试工具就可以看到针对广播包的解析,下面是一个实例:

低功耗蓝牙广播 说明

部分内容解析如下: - 0x01:设备标识 - 0x09:
完整蓝牙名称(UTF-8编码) - 0x02:16 Bit UUID - 0x0a:
蓝牙信号发射功率(上面示例无此数据) - 0xFF:厂商自定义数据

6. 广播器和扫描器

BLE 通过 GAP协议来实现设备之间的互通,其中定义了两种基本的设备类型: - 广播器(Broadcaster) - 扫描器(Scanner)

广播器发送广播包,扫描器接收广播包。基于 GAP,BLE还定义了三种设备角色:中央(Central)、外围(Peripheral)和观察者(Observer),分别用于实现不同的通信模式。

在 GAP 中,广播包包含设备的基本信息,如设备名称、设备类型、设备服务等,同时还包含了一些标志位,用于标识设备是否可以被扫描或连接。具体来说,广播包中的 Flags 字段用于标识设备是否支持连接:

  • 如果 Flags 字段中包含 LE Limited Discoverable Mode 标志,则表示设备可以被扫描,但不可以被连接;
  • 如果 Flags 字段中包含 LE General Discoverable Mode 标志,则表示设备可以被扫描和连接。



编写于:2023/12/13 15:44:47
发布 IP 属地:广东省深圳市

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