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今天系统地总结一下蓝牙的广播。通常我们看到的蓝牙广播，似乎只广播了一个蓝牙名称，因为我们在手机上进行蓝牙搜索时发现只能看到名字。然而事实并非如此，如果我们用nrf Connect扫描的话，就会发现，单单广播包中就可以包含众多信息。
这是我在周围发现的一个设备，可以看到这个设备的广播中还是包含了很多信息的，显而易见的，它的广播名称是ESP32, 然后还有它的MAC地址为：5C:E5:0C:D0:7F:7A，以及当前的RSSI，-69dBm。其次，这里还有很多其他信息，例如它的设备类型是单模的LE设备，也就是低功耗蓝牙，其内核版本是4.1。然后它的公司是Xiaomi，所以这应该是我家里的空调插座，因为ESP32是wifi+ble，我家只有这个设备是用wifi连接网络，然后还可以作为蓝牙mesh的网关。
这是我扫描到的另一个设备，从设备名字上看不出是个什么东西来，但是上面图片显示了一个鼠标呢，所以这其实是一个HID设备，广播信息中包含了它的服务UUID：0x1812，这就是一个标准的HID设备的描述。我们点击图中的RAW可以看到原始数据，软件很友好的给出了广播包的组织格式
从这里，我们至少知道，整个广播包的长度为61个字节（这是我认真数的），根据下面表格也可以计算出来Len = 2+26+8+17+3 + 5 = 61。认真看的朋友一定发现了，最后为什么要加一个5呢？这是因为广播包的特殊组织形式导致的，它首先用一个字节来表示本条数据帧后面数据的长度，然后再用一个字节来表示本条数据帧的类型Type，后面的Value则表示真正的数据，数据总数 + Type就正好是最开始的长度LEN。所以，一共5条数据帧，我们要把存储LEN的5个字节加上，这样才是广播包数据的总长度。我们来像剥洋葱一样剥一下蓝牙的广播数据吧。
广播报文结构
一个完整的BLE广播报文由四部分组成，分别是前导码，接入地址，协议数据单元和CRC校验码，一个广播包的实际最大数据长度为47个字节。
- 前导码：用来同步时序，就好像我们做串口通信的时候总是弄个0x55,0xAA开始，这里也不例外，在广播报文里，这个前导码被规定为0xAA。接入地址：长度为4个字节，广播报文的接入地址被定义为：0x8E89BED6。协议数据单元：包含了两个字节的报头和0~37个字节的payload。CRC校验码：长度为3个字节。
剥一层下来，我们看广播报文PDU
图中可以看到，他实际包含了 2个自己的报头Header和最长37个字节的payload，我们先看Header的内容。
- PDU Type：PDU类型，标识广播报文的类型，包括是广播还是扫描，能否连接等等，后面有个表格。RFU：保留TxAdd：发送地址类型，标识广播地址是共有地址还是随机地址RxAdd：接收地址类型，广播只发送，因此不使用Length：标识后面payload的长度，0 ~ 37字节，使用 6 bits （64）表示刚刚好。
接下来，我们看Payload部分是怎么组织的，到这里就剩下0 ~ 37字节了。这个payload字段中还包含两部分，一部分是6个字节的AdvA部分，剩余部分才是我们的AdvData。所以我们经常说广播报文最大长度是31个字节，就是这么来的。
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。
公有地址：这个就是我们常说的MAC地址，跟我们电脑的网卡的那个格式是一样的。
- 随机地址：为了防止设备被跟踪，广播地址可以是随机的。这里的随机地址又分为静态设备地址、私有设备地址和不可解释私有地址，哈哈，关于蓝牙的广播地址
- AdvA：广播设备地址，分为公共地址和随机地址。
这里解释一下公有地址和随机地址的区别：
AdvData：广播数据，包含多个广播的Structure，这里翻译成结构吧，就是开头我们讲的那个结构。
这里顺带记录一下，蓝牙的CRC计算报头，长度和payload的，其多项式为：
广播结构的定义
上图可以非常清晰的看到广播数据包的组织结构，其中所谓的无效部分就是我们广播内容比较少，没有用到的部分。蓝牙官网有很详细的手册 Specifications | Bluetooth® Technology Website关于AD type的定义在这个文档里 Assigned_Numbers.pdf 这里面除了标准定义好的一些类型，比如0x09是完整的设备名称，0x0A是发射功率等级等等，还有一些厂商可以自己定的空间，也就是AD type：0xFF
我们可以利用这个字段来自定义自己的产品信息，这样就可以让我们的APP在扫描到我的设备时，即使不连接也能知道我是哪个具体型号，或者子型号或者更多可以想象的操作。我基本上使用这个属性来识别公司各类产品的类别，这样我们的APP在扫描的时候就能看到产品的图片，非常的利于辨认。
广播包和响应包
BLE中有两种角色，分别是Central和Peripheral，以前叫做主机从机，现在叫做中心设备和外围设备。中心设备可以主动连接外围设备，外围设备可以发送广播被中心设备扫描到，广播中就包含了很多外围设备的自身信息。在真正连接之前，外围设备其实有两次机会可以向中心设备上报信息，第一次肯定是正常的广播，这也是每个外围设备必须要具备的能力。至于响应包，外围设备是可以选择的，其实可以理解为对中心设备扫描的回复，至于搭不搭话茬，就看自己了。
如果我们再加上响应包的31个字节，那么我们在未连接之前可以向主机展示的信息最多为62字节了。回到我们开头扫描的那个hid设备，他就是有响应包的，直接发送了61个自己的数据。
关于广播的内容，先记录这些。
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