ble 广播包详解Word下载.docx
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注意，并不是所有的多字节域都是从低字节开始传输的。
∙比特序：
各个字节传输时，每个字节都是从低位开始。
图1：
BLE报文结构
1.1前导
前导是一个8比特的交替序列。
他不是01010101就是10101010，取决于接入地址的第一个比特。
∙若接入地址的第一个比特为0：
01010101
∙若接入地址的第一个比特为1：
10101010
接收机可以根据前导的无线信号强度来配置自动增益控制。
1.2
接入地址
接入地址有两种类型：
广播接入地址和数据接入地址。
∙广播接入地址：
固定为0x8E89BED6，在广播、扫描、发起连接时使用。
∙数据接入地址：
随机值，不同的连接有不同的值。
在连接建立之后的两个设备间使用。
对于数据信道，数据接入地址是一个随机值，但需要满足下面几点要求：
1）
数据接入地址不能超过6个连续的“0”或“1”。
2）
数据接入地址的值不能与广播接入地址相同。
3）
数据接入地址的4个字节的值必须互补相同。
4）
数据接入地址不能有超24次的比特翻转（比特0到1或1到0，称为1次比特翻转）。
5）
数据接入地址的最后6个比特需要至少两次的比特翻转。
6）
符合上面条件的有效随机数据接入地址大概有231个。
1.3
报头
1.3.1广播报文报头
报头的内容取决于该报文是广播报文还是数据报文。
广播报文的报头如下图所示：
图2：
广播报文报头
广播报文的报头包含4bit广播报文类型、2bit保留位、1bit发送地址类型和1bit接收地址类型。
1）
广播报文类型
Core_v4.2的2583页描述了广播报文类型，共有7种类型，如下图所示。
图3：
每种广播报文类型都具有不同的数据格式及行为。
Core_v4.2的2584页的2.3.1节详细的描述了各个广播报文类型，大家可以阅读此章节进一步了解。
2）
发送地址类型和接收地址类型
发送地址类型和接收地址类型指示了设备使用公共地址（PublicAddress）还是随机地址（RandomAddress）。
公共地址和随机地址的长度一样，都包含6个字节共48位。
BLE设备至少要拥有这两种地址类型中的一种，当然也可以同时拥有这两种地址类型。
∙公共地址（PublicAddress）
公共地址由两部分组成，如下图。
公共地址由制造商从IEEE申请，由IEEE注册机构为该制造商分配的机构唯一标识符OUI（OrganizationallyUniqueIdentifier）。
这个地址是独一无二，不能修改的。
Core_v4.2P2576的1.3.1节描述了公共地址。
图4：
公共地址结构
∙随机地址
随机地址有包含两种：
静态地址（StaticDeviceAddress）和私有地址（PrivateDeviceAddress）。
Core_v4.2P2577的1.3.2.1节描述了静态地址。
图5：
静态地址格式
静态地址有如下要求：
a）静态地址的最高2位有效位必须是1。
b）
静态地址最高2位有效位之外的其余部分不能全为0。
c）
静态地址最高2位有效位之外的其余部分不能全为1。
在私有地址的定义当中，又包含了两个子类：
不可解析私有地址（Non-resolvablePrivateAddress）和可解析私有地址（ResolvablePrivateAddress，RPA）。
nRF51822使用的是静态地址，芯片在出厂时已经设置好了48位地址，我们可以从下面两个寄存器读出地址类型和地址。
a）
DEVICEADDRTYPE寄存器。
DEVICEADDR[n]寄存器：
包含DEVICEADDR[0]和DEVICEADDR[1]两个寄存器。
图6：
地址类型寄存器
图7：
地址寄存器
1.4
长度
∙广播报文：
长度域包含6个比特，有效值的范围是6~37。
数据报文：
长度域包含5个比特，有效值的范围是0~31。
广播报文和和数据报文的长度域有所不同，主要原因是：
广播报文除了最多31个字节的数据之外，还必须要包含6个字节的广播设备地址。
6+31=37，所以需要6比特的长度域。
再次强调：
广播时必须要包含6个字节的广播设备地址。
1.5
数据（AdvData）
广播和扫面响应的数据格式如下图所示，由有效数据部分和无效数据部分组成。
图8：
广播和扫描响应的数据格式
1）
有效数据部分：
包含N个ADStructure，每个ADStructure由Length，ADType和ADData组成。
其中：
∙Length：
ADType和ADData的长度。
∙ADType：
指示ADData数据的含义。
问题来了，我们怎么知道有哪些ADType？
他们又表示什么意义？
可以通过下面2种方式查看ADType和他们表示的意义。
∙从官网查询，但是需要是会员才可以查询。
https:
//www.bluetooth.org/Technical/AssignedNumbers/generic_access_profile.htm
∙查看Nordic的SDK中的定义，ADtype的定义在程序的“ble_gap.h”头文件中。
定义如下：
1#defineBLE_GAP_AD_TYPE_FLAGS0x01/**<
Flagsfordiscoverability.*/2#defineBLE_GAP_AD_TYPE_16BIT_SERVICE_UUID_MORE_AVAILABLE0x02/**<
Partiallistof16bitserviceUUIDs.*/3#defineBLE_GAP_AD_TYPE_16BIT_SERVICE_UUID_COMPLETE0x03/**<
Completelistof16bitserviceUUIDs.*/4#defineBLE_GAP_AD_TYPE_32BIT_SERVICE_UUID_MORE_AVAILABLE0x04/**<
Partiallistof32bitserviceUUIDs.*/5#defineBLE_GAP_AD_TYPE_32BIT_SERVICE_UUID_COMPLETE0x05/**<
Completelistof32bitserviceUUIDs.*/6#defineBLE_GAP_AD_TYPE_128BIT_SERVICE_UUID_MORE_AVAILABLE0x06/**<
Partiallistof128bitserviceUUIDs.*/7#defineBLE_GAP_AD_TYPE_128BIT_SERVICE_UUID_COMPLETE0x07/**<
Completelistof128bitserviceUUIDs.*/8#defineBLE_GAP_AD_TYPE_SHORT_LOCAL_NAME0x08/**<
Shortlocaldevicename.*/9#defineBLE_GAP_AD_TYPE_COMPLETE_LOCAL_NAME0x09/**<
Completelocaldevicename.*/10#defineBLE_GAP_AD_TYPE_TX_POWER_LEVEL0x0A/**<
Transmitpowerlevel.*/11#defineBLE_GAP_AD_TYPE_CLASS_OF_DEVICE0x0D/**<
Classofdevice.*/12#defineBLE_GAP_AD_TYPE_SIMPLE_PAIRING_HASH_C0x0E/**<
SimplePairingHashC.*/13#defineBLE_GAP_AD_TYPE_SIMPLE_PAIRING_RANDOMIZER_R0x0F/**<
SimplePairingRandomizerR.*/14#defineBLE_GAP_AD_TYPE_SECURITY_MANAGER_TK_VALUE0x10/**<
SecurityManagerTKValue.*/15#defineBLE_GAP_AD_TYPE_SECURITY_MANAGER_OOB_FLAGS0x11/**<
SecurityManagerOutOfBandFlags.*/16#defineBLE_GAP_AD_TYPE_SLAVE_CONNECTION_INTERVAL_RANGE0x12/**<
SlaveConnectionIntervalRange.*/17#defineBLE_GAP_AD_TYPE_SOLICITED_SERVICE_UUIDS_16BIT0x14/**<
Listof16-bitServiceSolicitationUUIDs.*/18#defineBLE_GAP_AD_TYPE_SOLICITED_SERVICE_UUIDS_128BIT0x15/**<
Listof128-bitServiceSolicitationUUIDs.*
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