BLE入门 14 蓝牙LL层连接

Posted 2023-04-25

参考技术A

TI的Btool是个非常好用的PC主机小工具，其部分界面如下所示，在iscover/Connect界面，可以配置不同的连接参数，选择扫描以及根据扫描到的广播设备有选择性的进行连接。
什么是whitelist？这个和微信公众号的白名单一样，是得到主机授权的从机设备，当选择只扫描whitelist的设备时(前提是已经在主机上添加了whitelist设备)，主机只会扫描过滤在whitelist里面的设备。
从下图截获的控制数据包可以看到:
主机端在广播扫描之后发出一条CONNECT_REQ的指令，附带LL data，开启了主从设备连接的过程的第一步。

Interval 蓝牙连接间隔时间

ChM 跳频表，主机根据信道情况给出一张跳频表，约定和从机可用的信道(0-36信道)，0表示该信道不可用，1表示该信道可用。
Hop 跳频阶跃，hop是一个5~16的值。
SCA 休眠时钟校正范围。

跳频算法

跳频算法用于数据连接时候，数据信道为37个，跳频公式如下： unmappedChannel = (lastUnmappedChannel + hopIncrement) mod 37

连接请求发出之后，开始进入连接状态，空中数据包如下所示，由绿色部分转变为黄色部分

可以发现该LL Data出现橙黄色部分，抓包工具对数据进行的解析，橙黄部分表示从机要求更新MTU的大小，然后和主机相互约束一个MTU的值，后面数据包的格式及按照新约定的MTU大小来传输数据。

所以要想连接一个蓝牙设备，主设备只需要做几个动作，自身初始化，扫描周边设备，对特点设备发出连接请求，开始交换数据。

到此低功耗蓝牙就相互连接上了，后面应用层数据交互和加密解密就要交给GAP层和GATT层,SM层来完成，我们后面讲解。

蓝牙BLE数据包格式汇总

以蓝牙4.0为例说明：

BLE包格式有：广播包、扫描包、初始化连接包、链路层控制包（LL层数据包）、逻辑链路控制和自适应协议数据包（即L2CAP数据包）等；

其中广播包又分为：定向广播包和非定向广播包；

逻辑链路控制和自适应协议数据包又分为：ATT指令包、信令指令包、SMP包；

1. 首先，所有的包都符合如下格式：

2. 广播包：

3. 非定向广播包：

4. 定向广播包：

5. 扫描包：

6. 初始化连接包：

7. 链路层数据包：

8. 链路层控制包：

9. L2CAP层数据包：

10. 信令指令包：

11. ATT指令包：

12. SMP指令包：

SMP指令与ATT指令类似，只是channel ID为0x0006，数据格式如下：

根据操作码不同，后面数据的格式不通同。

 

 

附：

L2CAP层的区分: