低功耗蓝牙BLE传统广播总结—看这篇就够了

Posted 2020-12-13 kate001

低功耗蓝牙：Bluetooth Low Energy简称BLE，相较于传统蓝牙BT具有低功耗、低成本、小体积等优势，BLE和BT都是工作在全世界公开通用的2.4GHz无线频段上，但他们是完全不同的两种技术，只是蓝牙技术联盟SIG将其归入蓝牙门类下，从而称之为BLE技术。

蓝牙芯片当今有两种不同的模式：单模、双模

• 单模：蓝牙芯片只支持BT或BLE其中一种功能，但市面常见的单模为BLE芯片居多。

• 双模：蓝牙芯片两种功能都支持，一般如手机蓝牙、PC蓝牙等。

本篇常州开发APP智能硬件公司点个赞科技就来重点聊聊BLE的广播，这是BLE功能开始的基础。

BLE广播分类：

•  定向广播：不可被扫描，只能被特定地址的蓝牙BLE设备连接

• 高、低占空比：一个广播周期内广播占用时间多的为高占空比，否则为低占空比

• 使用扩展广播时，广播不能同时为可连接可扫描的广播

• 使用扩展广播时，可连接不可扫描的定向广播只能为低占空比

 

由于扩展广播受限于芯片是否支持（蓝牙协议5.x支持），所以我们接下来就以传统广播讲解下BLE的广播流程。

BLE广播的流程包含四个步骤：设置广播参数、设置广播数据、设置扫描回复数据、使能广播，我们分别加以说明。

步骤1：设置广播参数

 

从蓝牙协议最新版本《Core_v5.2.pdf》可以知晓该HCI命令的参数部分总共15字节。安卓系统对应的是AdvertiseSettings或AdvertisingSetParameters参数，这两个类都可以表示出广播参数，只不过AdvertisingSetParameters包含的内容更多，同时也使用与扩展广播，即如果你想使能一个扩展广播，则参数只能使用AdvertisingSetParameters来组织。

步骤2：设置广播数据
广播数据就是对外广播时自带的相关data，这需要应用层主动设置好想广播的数据。

从协议规定可以看出设置的广播数据长度为31字节，所以应用层在设置广播data时需要考虑data长度，不然多余长度的数据是发不出去的。

步骤3：设置扫描回复数据
当有scanner扫描该广播时，需要回复给该scanner的数据。数据组成和广播数据相同，数据长度也是限制在31字节。

 

 步骤4：使能广播
前面三个步骤相关参数设置成功后，开始广播。

 

 

到这儿，BLE传统广播就被使能起来了，下面我们以开启广播的时序图详细了解下相关流程：

 

 

从上面的时序图可以看出上层应用只需要将相关数据构造后调用BluetoothLeAdvertiser. startAdvertising()接口开始广播，底层使能广播是否成功通过回调的方式告知应用。

 

但应用层设置广播回调的方式有两种：

1. BluetoothLeAdvertiser. startAdvertising()：回调使用AdvertiseCallback，这样回调给应用的信息只有当初设置的广播参数 AdvertiseSettings。优点是操作简单，缺点就是更改广播参数数据等需要停止广播，重新调用广播开始API。

2. BluetoothLeAdvertiser. startAdvertisingSet()：回调使用AdvertisingSetCallback，这样回调给应用的会有一个重要参数AdvertisingSet，应用可以通过该类操作当前的广播，方法很多比如开始广播、关闭广播、重置广播参数、重置广播数据、重置广播扫描回复数据、获取广播使用的地址等等单一操作，不需要将所有数据一起下发给底层Controller，如此可以更方便应用层对广播的控制。

一个广播数据是由一系列构造AD Structure组成的，每个构造是长度length（一个字节）加上数据Data组成，而Data就是由AD Type + AD Data构成，AD Type的定义已在协议中规定好了，感兴趣的可以自行在蓝牙官网上查看assigned-numbers中的generic-access-profile协议中定义的内容。安卓源码中常用的AD Type类型如下：

 

 

从协议中可以知道AD Type占用一个字节，所以实际的AD Data数据长度为length-1个字节。