ble 廣播包詳解.doc

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1、在使用EN-Dongle捕獲和解析廣播包之前，我們先了解一下BLE報(bào)文的結(jié)構(gòu)，之后，再對(duì)捕獲的廣播包進(jìn)行分析。在學(xué)習(xí)BLE的時(shí)候，下面兩個(gè)文檔是極其重要的，這是SIG發(fā)布的藍(lán)牙的核心協(xié)議和核心協(xié)議增補(bǔ)。·核心協(xié)議Core_v4.2?！ず诵膮f(xié)議增補(bǔ)CSSv6?！　‰m然這兩個(gè)文檔是藍(lán)牙技術(shù)的根本，但是遺憾的是：通過這兩個(gè)文檔學(xué)習(xí)藍(lán)牙并不是那么容易的，閱讀和理解起來很費(fèi)力。尤其是初學(xué)者在閱讀這兩個(gè)文檔的時(shí)候，感覺無從下口。所以，本文在分析報(bào)文的過程中，會(huì)明確指出協(xié)議文檔在什么地方定義了他們，讓我們有目的的去查閱協(xié)議文檔，做到知其然也知其所以然，這樣，學(xué)習(xí)起

2、來就會(huì)輕松很多。1.BLE報(bào)文結(jié)構(gòu)　　BLE報(bào)文結(jié)構(gòu)如下，他由下圖所示的各個(gè)域組成。因?yàn)橛械挠虻拈L度超過了一個(gè)字節(jié)，所以在傳輸?shù)倪^程中就涉及到多字節(jié)域中哪個(gè)字節(jié)先傳輸?shù)膯栴}，BLE報(bào)文傳輸時(shí)的字節(jié)序和比特序如下：·?字節(jié)序：大多數(shù)多字節(jié)域是從低字節(jié)開始傳輸?shù)?。注意，并不是所有的多字?jié)域都是從低字節(jié)開始傳輸?shù)??！け忍匦颍焊鱾€(gè)字節(jié)傳輸時(shí)，每個(gè)字節(jié)都是從低位開始。???????????????????????????????圖1：BLE報(bào)文結(jié)構(gòu)1.1前導(dǎo)　　前導(dǎo)是一個(gè)8比特的交替序列。他不是01010101就是10101010，取決于接入地址的第一個(gè)比特。

3、·若接入地址的第一個(gè)比特為0：01010101·若接入地址的第一個(gè)比特為1：10101010　　接收機(jī)可以根據(jù)前導(dǎo)的無線信號(hào)強(qiáng)度來配置自動(dòng)增益控制。1.2?接入地址　　接入地址有兩種類型：廣播接入地址和數(shù)據(jù)接入地址。·廣播接入地址：固定為0x8E89BED6，在廣播、掃描、發(fā)起連接時(shí)使用?！?shù)據(jù)接入地址：隨機(jī)值，不同的連接有不同的值。在連接建立之后的兩個(gè)設(shè)備間使用?！　?duì)于數(shù)據(jù)信道，數(shù)據(jù)接入地址是一個(gè)隨機(jī)值，但需要滿足下面幾點(diǎn)要求：???1)?數(shù)據(jù)接入地址不能超過6個(gè)連續(xù)的“0”或“1”。???2)?數(shù)據(jù)接入地址的值不能與廣播接入地址相同。???3)

4、?數(shù)據(jù)接入地址的4個(gè)字節(jié)的值必須互補(bǔ)相同。???4)?數(shù)據(jù)接入地址不能有超24次的比特翻轉(zhuǎn)(比特0到1或1到0，稱為1次比特翻轉(zhuǎn))。???5)?數(shù)據(jù)接入地址的最后6個(gè)比特需要至少兩次的比特翻轉(zhuǎn)。???6)?符合上面條件的有效隨機(jī)數(shù)據(jù)接入地址大概有231個(gè)。1.3?報(bào)頭1.3.1廣播報(bào)文報(bào)頭　　報(bào)頭的內(nèi)容取決于該報(bào)文是廣播報(bào)文還是數(shù)據(jù)報(bào)文。廣播報(bào)文的報(bào)頭如下圖所示：??????????????????????????????圖2：廣播報(bào)文報(bào)頭　　廣播報(bào)文的報(bào)頭包含4bit廣播報(bào)文類型、2bit保留位、1bit發(fā)送地址類型和1bit接收地址類型。??1)

5、?廣播報(bào)文類型　　Core_v4.2的2583頁描述了廣播報(bào)文類型，共有7種類型，如下圖所示。????????????????????????????????圖3：廣播報(bào)文類型　　每種廣播報(bào)文類型都具有不同的數(shù)據(jù)格式及行為。Core_v4.2的2584頁的2.3.1節(jié)詳細(xì)的描述了各個(gè)廣播報(bào)文類型，大家可以閱讀此章節(jié)進(jìn)一步了解。???2)?發(fā)送地址類型和接收地址類型　　發(fā)送地址類型和接收地址類型指示了設(shè)備使用公共地址(PublicAddress)還是隨機(jī)地址(RandomAddress)。公共地址和隨機(jī)地址的長度一樣，都包含6個(gè)字節(jié)共48位。BLE設(shè)備

6、至少要擁有這兩種地址類型中的一種，當(dāng)然也可以同時(shí)擁有這兩種地址類型?！す驳刂?PublicAddress)　　公共地址由兩部分組成，如下圖。公共地址由制造商從IEEE申請(qǐng)，由IEEE注冊機(jī)構(gòu)為該制造商分配的機(jī)構(gòu)唯一標(biāo)識(shí)符OUI(OrganizationallyUniqueIdentifier)。這個(gè)地址是獨(dú)一無二，不能修改的。Core_v4.2P2576的1.3.1節(jié)描述了公共地址。?????????????????????????????圖4：公共地址結(jié)構(gòu)·隨機(jī)地址　　隨機(jī)地址有包含兩種：靜態(tài)地址（StaticDeviceAddress）和私有地

7、址（PrivateDeviceAddress）。Core_v4.2P2577的1.3.2.1節(jié)描述了靜態(tài)地址。????????????????????????????????????????圖5：靜態(tài)地址格式　　靜態(tài)地址有如下要求：???a)靜態(tài)地址的最高2位有效位必須是1。???b)?靜態(tài)地址最高2位有效位之外的其余部分不能全為0。???c)?靜態(tài)地址最高2位有效位之外的其余部分不能全為1?！　≡谒接械刂返亩x當(dāng)中，又包含了兩個(gè)子類：不可解析私有地址（Non-resolvablePrivateAddress）和可解析私有地址(ResolvableP

8、rivateAddress，RPA)。nRF51822使用的是靜態(tài)地址，芯片在出廠時(shí)已經(jīng)設(shè)置好了48位地址，